電?鍍?????
電鍍是指在含有欲鍍金屬離子的溶液中，以被鍍材料或制品為陰極，通過電解作用，在基體表面上獲得鍍層的方法。電鍍是以電化學(xué)過程為依據(jù)。在電解過程中，電極和電解液之間的反應(yīng)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。為了使得所要求的反應(yīng)沿著相同的方向進(jìn)行，就必須使用直流電。由此可見，欲進(jìn)行電鍍的三個(gè)必要條件是：電源、鍍槽（鍍液）和電極。電鍍可以為材料或零件覆蓋一層比較均勻的、具有良好結(jié)合力的鍍層，以改變其表面特性和外觀，達(dá)到材料保護(hù)或裝飾的目的。鍍層有單金屬的，合金的和復(fù)合的。根據(jù)鍍層的功能，又有耐蝕性鍍層、裝飾性鍍層和功能性鍍層。?????電鍍基本原理是法拉第定律：法拉第第一定律是指在電解時(shí)，電極上析出或溶解物質(zhì)的量與通過的電量成正比。法拉第第二定律是指在電極上每溶解1摩爾當(dāng)量的任何物質(zhì)所需的電量都是96500庫(kù)侖，用F表示，稱為1法拉第。?

??電鍍?nèi)芤褐谢境煞值淖饔?

A?主鹽??主鹽就是溶液中能在陰極上沉積出所要求鍍層金屬的鹽。對(duì)于確定的鍍液來說，主鹽濃度都有一個(gè)適宜的范圍或與鍍液中其他成分維持適當(dāng)?shù)臐舛缺戎?。主鹽濃度高，可以采用較高陰極電流密度。除了陰極電流效北接近百分之百的鍍液（如貴金屬鍍液）以外，主鹽濃度升高，電流效率也提高。因此，主鹽濃度升高時(shí)沉積速度加快。但是，主鹽濃度升高，金屬容易在陰極析出，極化下降，結(jié)果引起鍍層結(jié)晶較粗，溶液分散能力降低。因此主鹽含量有一個(gè)范圍。同時(shí)，同一類型鍍液，由于使用要求不同，其主鹽含量范圍也不同。

B?導(dǎo)電鹽??導(dǎo)電鹽是指能提高溶液電導(dǎo)率，對(duì)放電金屬不起絡(luò)合作用的堿金屬或堿土金屬類，或者是其它導(dǎo)電性物質(zhì)（如銨鹽）。導(dǎo)電鹽的含量升高，槽壓下降，鍍液的深鍍能力得到改善，在多數(shù)的情況下，鍍液的分散能力也有所提高。此外，導(dǎo)電鹽還能稍微提高鍍液的陰極極化，使鍍層略微細(xì)致一些。但也有一些導(dǎo)電鹽卻會(huì)降低久液的陰極極化，不過它們往往會(huì)擴(kuò)大陰極電流密度范圍，使實(shí)際操作時(shí)的陰極電流密度值提高，從而促使陰極極化增大。導(dǎo)電鹽的含量受到溶解度的限制，而且大量的導(dǎo)電鹽還會(huì)降低其它鹽類的溶解度。對(duì)于含有較多表面活性劑的溶液，過多的導(dǎo)電鹽會(huì)降低它們的溶解度，使溶液在較低的溫度下發(fā)生乳濁現(xiàn)象，嚴(yán)重的影響鍍液的性能。因此導(dǎo)電鹽的含量也要適當(dāng)。

C?絡(luò)合劑???在電鍍生產(chǎn)中，一般將能絡(luò)合主鹽中金屬離子的物質(zhì)稱為絡(luò)合劑。對(duì)于絡(luò)合型的鍍液來說，具有重要意義的，并不是絡(luò)合劑的絕對(duì)含量，而是主鹽與絡(luò)合劑的相對(duì)含量，通常用絡(luò)合劑的游離量表示。絡(luò)合劑游離量升高，陰極極化升高，這對(duì)于使鍍層結(jié)晶細(xì)化有重要作用。同時(shí)陰極極升高，使鍍液的分散能力和覆蓋能力都行到改善。陰極極化升高的不利影響，則是降低陰極電流效率，從而降低沉積速度。大量析氫還會(huì)造成針孔、氣流印痕以極基體金屬發(fā)生氫脆等。

D?陽極活化劑???陰極活化劑（或去極化劑）是指在電解時(shí)能使電位變負(fù)、促進(jìn)陽極活化的物質(zhì)。陽極活化劑的作用是提高陽極開始鈍化的電流密度，從而保證陽極處于活化狀態(tài)而正常地溶解。陽極活化劑含量不足時(shí)，陽極溶解不正常，主鹽的含量下降較快，影響鍍液的穩(wěn)定。嚴(yán)重的時(shí)候，陽極鈍化，槽電壓升高，電流逐漸下降，電鍍不能正常進(jìn)行。陽極活化劑的含量過高，會(huì)影響鍍液或鍍層的性能。

E?緩沖劑???緩沖劑是指用來穩(wěn)定溶液PH值的物質(zhì)。這類物質(zhì)一般是由弱酸和弱酸鹽或弱堿和弱堿鹽組成的，能使溶液在遇到酸或堿時(shí)，溶液的PH值變化幅度縮小。緩沖劑必須有足夠的量才能起到穩(wěn)定溶液PH值作用，一般需要每升幾十克的濃度。由于緩沖劑可能減緩陰極表面因析氫而造成的局部PH值升高，因而能延緩在高電流密度處析出氫氧化物，這樣就能提高陰極工作電流密度的上限。同時(shí)，由于它能把陰極表面的PH值穩(wěn)定在最佳值范圍內(nèi)，所以對(duì)提高陰極極化非常有利，進(jìn)而改善了鍍層質(zhì)量。過多的緩沖劑既無必要，還可能降低電流效率。

F?添加劑???添加劑是指鍍液中不會(huì)明顯改變電性（導(dǎo)電性、平衡電位等）而能顯著改善鍍層性能的少量物質(zhì)。根據(jù)在鍍液中所起的作用可分為如下幾類：防針孔劑（潤(rùn)濕劑），抑霧劑、光亮劑。?

影響鍍層結(jié)晶晶粒的因素?

A?鍍液本性的影響???

a?單鹽電鍍液??在不含絡(luò)合劑的電鍍?nèi)芤豪?，所鍍金屬的離子以簡(jiǎn)單的水合離子或離子締合物的形式存在，這樣的鍍液稱為單鹽鍍液。由于組成金屬鹽的陰離子不同，同一種金屬可以組成不同種類的鹽。因此，主鹽種類的影響就是組成鹽的陰離子對(duì)陰極極化的影響。例如，用硫酸鹽和過氯酸鹽得到的電鍍鋅層和電鍍鎘層就比較細(xì)致，而用鹵化物溶液得到的鍍層就比較粗硫酸根和過氯酸根同鹵互助組離子差別所造成。????主鹽濃度的影響，主鹽濃度對(duì)電化學(xué)極化較大的鐵族金屬的一般沒有影響，而對(duì)陰極極化很小的高酸度溶液有影響。主鹽濃度降低，可以提高陰極極化。根據(jù)交換電，金屬離子濃度下降，交換電流變化，間接使電化學(xué)極化升高，生核幾率增加，結(jié)晶細(xì)致。除此之外，主鹽濃度對(duì)晶粒結(jié)構(gòu)影響也同晶粒成長(zhǎng)過程中的陰極鈍化現(xiàn)象有關(guān)。所謂陰極鈍化就是由于外來分子表面活必物質(zhì)和其它物質(zhì)的吸附作用，以及由于在陰極個(gè)別部位形成與電解液、氧、空氣等相互作用的產(chǎn)物而引起的阻礙晶體成長(zhǎng)的現(xiàn)象。?游離酸的影響：游離酸是高酸度鍍液的重組成部分。這類鍍液中游離酸的作用，一方面是為了提高溶液的導(dǎo)電率，以降低槽端電壓；另一方面也為了在一定程度上提高陰極極化，以期獲得較細(xì)晶粒的鍍層。但是，更重要的方面是為了防止主鹽等水解造成的金屬離子濃度下降，或因水解出固相產(chǎn)物造成鍍層中夾雜。??

??b?絡(luò)合物電鍍液??????鍍液中含有所鍍金屬離子的絡(luò)合劑，所鍍金屬的離子在溶液里主要以絡(luò)合離子的形式存在，這樣的鍍液稱為絡(luò)合鍍液。絡(luò)合劑種類的影響：對(duì)同種金屬采用不同的絡(luò)合劑，對(duì)鍍層結(jié)構(gòu)和其它電鍍工藝性能會(huì)帶來明顯的影響。在選擇金屬離子的絡(luò)合劑，只考慮絡(luò)離子不穩(wěn)定常數(shù)值的大小是不全面的，還必須考慮到由原來形態(tài)的絡(luò)合離子轉(zhuǎn)化?為活化絡(luò)合離子及其放電時(shí)的活化能。如果進(jìn)行這些過程所需的活化能較大，陰極電化學(xué)極化也就增大，對(duì)鍍層的晶粒細(xì)化有利。但是，這個(gè)能量的變化與不穩(wěn)定常數(shù)沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系，即不穩(wěn)定常數(shù)與陰極極化值不存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。絡(luò)合物濃度的影響：絡(luò)合物濃度是指絡(luò)合物鍍液中主鹽濃度對(duì)電極極化和其它電鍍工世性能的影響。?

B??電鍍參數(shù)的影響????

a??電流密度的影響???電鍍時(shí)對(duì)于所采用陰極電流密度，首先要求有較大的上限和下限范圍，在該范圍內(nèi)獲得良好的鍍層；其次，在允許的電流密度范圍內(nèi)，盡量采用較大的電流密度以便提高沉積速度。在電流密度低于下限時(shí)，就會(huì)使陰極上不能沉積鍍層金屬，或者發(fā)現(xiàn)鍍層初生的晶粒變粗。初生晶粒變粗的原因是：對(duì)于某些類型鍍液，電流密度從低于下限處開始增大時(shí)，主要使電流消耗在個(gè)別首先生成的晶核成長(zhǎng)上，于是出現(xiàn)粗晶。隨后，電流密度從下限開始增加，陰極極化作用隨之增高，使沉積層的晶粒愈來愈細(xì)。然面當(dāng)電流密度超過上限值時(shí)，即超過極限電流密度時(shí)，鍍層質(zhì)量開始惡化，甚至出現(xiàn)海綿狀、枝晶狀或者燒焦、發(fā)黑等。電流密度的上限和下限是由電鍍液的本性、濃度、溫度和攪拌等因素決定的。????

b??溫度的影響????在其它條件不變的情況下，升高溫度會(huì)降低陰極極化作用，使鍍層為粗晶結(jié)構(gòu)。陰極極化降低的原因是：溫度的提高增大離子的擴(kuò)散速度，導(dǎo)致濃差極化降低；，由于溫度升高，使放電離子具有更大的活化能，因而降低了電化學(xué)極化。但不能認(rèn)為提高溫度對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)鍍層是絕對(duì)不利的。如果在恰當(dāng)?shù)厣邷囟葧r(shí)，合理地選擇其它沉積條件，那么，不但不影響鍍層的質(zhì)量，還能養(yǎng)活鍍層脆性和提高警惕沉積速度?。此外，對(duì)于大多數(shù)鍍液，隨著鍍液溫度升高，陰極容許電流密度和陰極電流效率都得到相應(yīng)的提高，同時(shí)黨政軍可以增加鹽類的溶解度，提高鍍液的導(dǎo)電性，有利于陽極的正常溶解。??

c??攪拌的影響??攪拌也向升高溫度那樣可以使陰極極化作用降低。但是攪拌使陰極極化降低的原因只是由于它能促使鍍液發(fā)生對(duì)流和使陰極附近擴(kuò)散層減薄，從而降低濃差極化。但是，采用攪拌的方法可以提高允許的電流密度上限。?

??d??電流波形的影響??電流波形的影響是通過陰極電位和電流密度的變化來影響陰極沉積過程的，它進(jìn)而影響鍍層的組織結(jié)構(gòu)，甚至成分，使鍍層性能和外觀發(fā)生變化。從生產(chǎn)實(shí)際考察發(fā)現(xiàn)，鉻鍍層受波形影響較大。平滑的波形，即波形因素較小時(shí)可獲得光亮細(xì)致的鍍層；采用單相半波或全波電流時(shí)，所得鉻鍍層比較易呈灰黑色。與此相反，在焦磷酸鹽鍍銅中使用單相半波或全波電流時(shí)，卻可提高鍍層的光澤并允許使用較高的電流密度。但電流波形對(duì)多數(shù)單金屬電鍍的影響并不明顯，有的甚至沒有影響。為了揭示電流波形對(duì)電鍍過程的作用機(jī)理，目前國(guó)外對(duì)電流波形在電鍍中的作用正在進(jìn)行系統(tǒng)的研究。?