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在鍍液中加入適量的添加劑，一般對金屬的平衡電位影響很小，但對金屬的極化往往有較大的影響。添加劑在陰極表面可能被吸附或形成表面配合物，對陰極反應(yīng)常具有明顯的阻化作用。一種添加劑可能會對某種金屬的電沉積起作用，而對另一些金屬的電沉積無效。因此，在鍍液中加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?包括配位劑、光亮劑等)，也是在陰極上實現(xiàn)共沉積的有效方法之一。
要在氯化鉀鍍鋅液中形成具有良好外觀的鋅鐵(釩：合金鍍層，添加劑是關(guān)鍵因素之一。在電鍍液中添加特殊添加劑是一種簡便而有效地提高整平性能和細(xì)化結(jié)晶的良好方法。添加劑在陰極高電流密度處的吸附和還原，可以有效地抑制高電流密度處的金屬被還原，即可以有效地抑制高電流密度處金屬的沉積速度，從而達(dá)到正整平作用。因此，性能優(yōu)良的添加劑不僅要有好的整平作用，還要求分解產(chǎn)物愈少愈好。為了能在活性的結(jié)晶生長點上抑制結(jié)晶的生長，促進(jìn)晶核的形成，大多電鍍界同仁都認(rèn)為在鍍液中添加可以在結(jié)晶生長點上選擇性吸附的有機添加劑是不可或缺的[5]。對鋅鐵(釩)合金添加劑的初步篩選也是基于此理。增大陰極極化一般采用配位劑或表面活性物質(zhì)(即廣義上的表面活性劑)。采用表面活性劑的最大優(yōu)點是用量較少、成本低，而且由于表面活性劑是吸附在電極表面的，溶液中主要還是電解質(zhì)簡單離子。筆者研究的R·G--618添加劑采用了易于生物降解的直鏈?zhǔn)奖砻婊钚詣瑢Νh(huán)境友好，符合清潔生產(chǎn)要求，廢水處理簡單。R·G一618添加劑中的表面活性劑不僅有足夠的表面活性，而且還有寬的吸附電位范圍，其中的載體添加劑在被吸附后有較強的增大極化作用。鋅鐵(釩)合金添加劑由R·G一618光亮劑和R·G一618配位劑組成。
1.載體添加劑
氯化鉀鍍鋅鐵(釩)合金基礎(chǔ)液中沒有任何添加劑時，所得鍍層粗糙、疏松，呈海綿狀。要獲得結(jié)晶細(xì)致的光亮鍍層，需有良好的添加劑與相應(yīng)配位劑的協(xié)同作用。因此，添加劑的質(zhì)量是決定鍍層質(zhì)量的重要因素之一。載體添加劑的重要作用是促進(jìn)不溶于水的其他添加劑均勻分散在鍍液中，提高陰極極化，以擴大工作電流密度范圍。
對大量的表面活性劑進(jìn)行了實驗，同時進(jìn)行了大量的合成試驗，最終篩選出了一種適用于鋅鐵(釩)合金鍍液的載體添加劑。它主要由陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑按一定比例配制而成，能夠?qū)⒂袡C成分分散于體系中，形成均勻的合金鍍層。載體添加劑的另一個作用是作為其他添加劑的載體，R·G一618鋅鐵(釩)合金添加劑中含有難溶于水的芳香酮和芳香醛，故也需要以載體添加劑作為分散劑，使其均勻分散。
2.主光亮劑及輔助添加劑
R·G一618鋅鐵(釩)合金工藝中，R·G一618光亮劑所使用的主光劑為芳香酮和芳香醛。有了載體添加劑和主光亮劑就能獲得結(jié)晶細(xì)致和質(zhì)量較好的鋅鐵(釩)合金鍍層，但還存在兩個較為明顯的不足：一是電流密度范圍不夠?qū)挘欠稚⒛芰蜕铄兡芰^差。加入一些輔助光亮劑可彌補這些不足。加入輔助劑后，不僅赫爾槽試片改善明顯，其組合添加劑的消耗量也可以降低。
可以作為鋅鐵(釩)合金添加劑的輔助劑有很多，加入到鍍液中的輔助劑一般有好幾種，因此要盡量讓它們各自發(fā)揮自己的特長。
例如，有的輔助劑對擴大電流密度范圍有好處，同時有利于鐵的均勻分布，防止鐵在高電流密度區(qū)富集;有的輔助劑主要是提高鍍液的深鍍能力，增強走位性，改善低電流密度區(qū)的鍍層質(zhì)量;有的輔助劑對提高鍍層的分散性能有作用;有的輔助劑可消除鍍層發(fā)霧;有的輔助劑可以改善鍍層白度等。總之，輔助劑是鋅鐵(釩)合金電鍍添加劑中必不可少的。經(jīng)大量試驗篩選的輔助劑對鍍層的光亮效果有較好的促進(jìn)作用，R·G一618光亮劑由載體、芐叉丙酮等組成。
3.配位劑(含亞鐵鹽和釩離子)
通常，在合金電鍍液中加入適宜的配位劑，使金屬離子的析出電位互相接近而實現(xiàn)共沉積。配位劑不僅可使金屬離子的平衡電位負(fù)移，還能增大陰極極化。異常共沉積的特點是電極電位較負(fù)的金屬反而優(yōu)先沉積。對于穩(wěn)定的電鍍液，只有在特定的條件下才出現(xiàn)異常共沉積。鋅鐵(釩)合金電鍍屬于異常共沉積，電位較負(fù)的鋅(-0.76V)的含量總是比電位較正的鐵(-0.44V)的含量高。
在酸性氯化物鍍鋅鐵合金中，常用的配位劑和穩(wěn)定劑有檸檬酸、葡萄糖、葡萄糖酸、酒石酸、乳酸、丁二酸、丙二酸、抗壞血酸、異抗壞血酸、磺基水楊酸、馬來酸、己二烯二酸、戊二酸、甘氨酸、谷氨酸、醇酸、冬氨酸及其堿金屬鹽[6]。另外，氨基乙酸、乙二胺四乙酸、ED3A、HTPP及其鹽也是比較合適的配位劑。最常用的是檸檬酸鹽和萘磺酸鹽，二價鐵離子一般由氯化亞鐵或硫酸亞鐵提供。釩的價電子層結(jié)構(gòu)為3d34s2，具有體心立方晶系結(jié)構(gòu)。釩離子的有效半徑遠(yuǎn)比Fe2+和Zn2+的有效半徑小。釩極易鈍化，微量的釩具有細(xì)化晶粒的效果。
R·G一618配位劑主要由幾種成分組成：二價鐵，釩鹽，配位劑及穩(wěn)定劑。配位劑及穩(wěn)定劑的主要作用是穩(wěn)定鍍液中的二價鐵離子，抑制其被氧化成三價鐵離子。否則Fe3+增多后，易生成氫氧化鐵沉淀，會出現(xiàn)鍍層粗糙、毛刺、外觀光亮度下降等問題。配位劑和穩(wěn)定劑主要是防止金屬鹽水解和穩(wěn)定鍍液，增大隰極極化，改善鍍層結(jié)晶，促使形成良好的鋅鐵(釩)合金鍍層。R·G-618配位劑和R·G-618光亮劑的共同作用，能有效地提高鍍液的分散能力，使鍍層的晶粒細(xì)化，使鋅鐵(釩)合金鍍層更致密均勻。
