在近代的電鍍過程中,采用的是一種按要求調(diào)配成的鍍液配料體系。一般需要具備下列幾個方面的功能:1.金屬供給劑;2.鍍液改良劑;3.陽極調(diào)整劑;4.鍍液附加劑。本文針對這四個方面做了詳細的闡述。
某些單一的金屬鹽,例如硫酸銅、硫酸鋅等,如果配成水溶液而插入電極并通以電流,便能在陰極上沉積出相應的金屬沉積層。這類的鍍層一般很難達到目前人們對工業(yè)電鍍層性能、質(zhì)量或沉積過程的工藝性等要求。簡單的所謂(丹尼爾)電池,可以說是一個很好的例子。這種早期的原電池,實現(xiàn)的是無外電源型的電沉積。由于很難進行工藝控制,所以鍍層性能不良而無法滿足應用要求。
因此,近代的電鍍過程,采用的是一種按要求調(diào)配成的配料體系。一般需要具備下列幾個方面的功能。
1.金屬供給劑
含有需沉積的金屬離子的可溶性鹽類,用以供給沉積用的金屬。行業(yè)習慣稱這類金屬鹽為主鹽。但主鹽應理解為主要由之提供沉積金屬的鹽,而非在溶液內(nèi)存在的主要的鹽類或主要的存在形式。
2.鍍液改良劑
單一的鹽作為鍍液成分,一般沉積出的鍍層達不到通常的應用要求,如前所述。為了改善沉積出鍍層的性能和質(zhì)量,以及方便實現(xiàn)工藝過程的監(jiān)控,一般需要添加一種或多種化合物來調(diào)整溶液的功能。例如,為了改變放電離子的形態(tài)或調(diào)節(jié)放電的電位,可以加入絡合劑;為了提高鍍液的電導,可以加入導電鹽;為了改善鍍層的結(jié)構,可以加入有機添加劑;為了穩(wěn)定鍍液,可以加入緩沖劑、穩(wěn)定劑等等。
3.陽極調(diào)整劑
陽極的順利和正常溶解,對于鍍液使用中的平衡和穩(wěn)定至關重要。陽極的溶解速度須與陰極的沉積速度相協(xié)調(diào),否則會影響沉積離子的物料平衡。陽極常會有鈍化、掛灰、反常損耗等現(xiàn)象,都會直接影響鍍層的質(zhì)量。例如陽極灰的脫落而在溶液內(nèi)懸浮,勢必污染槽液并會夾帶到鍍層中。陽極溶解的形態(tài)不正常也會引起雜質(zhì)懸浮和材料的浪費。如果采用完全不溶的惰性陽極,則鍍液須及時調(diào)整來維持離子的正常濃度。
4.鍍液附加劑
通常為了調(diào)整一項或多項指標,要往鍍液配方中增加一些物質(zhì)。這些物質(zhì)目前一般還需通過嘗試或根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)來確定,包括無機物、有機或天然物質(zhì)以及人工合成的化合物。例如改善鍍液的分散能力、細化鍍層晶粒、增加平整和光亮度、消除鍍層麻點等。由于幾種物質(zhì)的搭配常有協(xié)同并增強的效果,所以商品的添加劑也常用幾種材料配合應用。
目前生產(chǎn)上采用的鍍液仍以水溶液為主。有機溶劑或其與水的混合物、熔融的鹽類等也已逐漸在生產(chǎn)中獲得應用,特別是用于水溶液不能或難于沉積的金屬的沉積。但由于操作控制比起慣用的水溶液相對較難,所以還不很普遍。對于從水溶液中無法析出的金屬,利用非水溶劑或熔鹽是目前惟一可行的方案。非水鍍液具有的一些優(yōu)點,也在促使本來習慣用水溶液的工藝向非水方向轉(zhuǎn)移。因此,總體來說用于電鍍的鍍液體系實際包含水與非水體系,也包括部分加水的混合體系。