电镀的阳极过程

第六讲电镀的阳极过程 电镀装置示意图 电镀是在阴极上还原沉积获得镀层 而电镀的阳极过程也同样重要 电镀时发生氧化反应的电极为阳极 如镍阳极发生的是镍金属失去电 Ni Ni2 2e 1 阳极的功能 在电镀过程中 阳极过程与阴极过程是同时发生的 这两个过程既统一又矛盾 1 由于电镀过程中 阴极过程是获得产物的过程 因而是主要的过程 而将阳极过程视为从属于阴极过程的辅助过程 阳极的功能之一是导电 是与阴极过程密不可分的过程 没有阳极与阴极形成的电场 就不可能有阴极过程 因此 导电是阳极首要的和必要的功能 这是任何阳极都必须具备的功能 2 阳极的另一个功能提供欲镀金属的离子 但是这并不是必需的功能 也就是说 阳极也可以不提供阴极过程需要的金属离子 比如不溶性阳极 2 阳极的分类 电镀过程中常用阳极有如下几类 可溶性阳极 它是在电镀过程中可以在工作液中正常溶解而消耗的阳极 在大多数络合剂型的工作液或阳极过程能与阴极过程协调的简单盐溶液中使用的阳极 大多数是可溶性阳极 比如 所有的氰化物镀液 镀镍 镀锡等 都是采用可溶性阳极 并且 对于可溶性阳极来说 是需要镀什么金属 就要采用什么金属做阳极 绝对不可以张冠李戴 曾经有某电镀企业因放错了阳极而使镀液金属杂质异常上升导致镀液报废的例子 并不是任意金属材料都可以用作阳极材料 对于可溶性阳极的要求 1 首先要求的是纯度 一般都要求其纯度在99 9 以上 有些镀种还要求其纯度达到99 99 即行业中所说的 四个九 2 其次是其加工的状态 对于高纯度的阳极 多半是经过电解精炼了的 有些镀种要直接采用电解阳极 如氰化物镀铜的电解铜板阳极 镀镍的电解镍板阳极等 但是 有时要求对阳极进行适当的加工 比如 锻压 热处理等 以利于正常溶解 不溶性阳极 它主要用于不能使用可溶性阳极的镀液 比如镀铬 镀铬不能使用可溶性阳极的原因主要有两条 一是阳极的电流效率大大超过阴极 接近l00 而镀铬的阴极电流效率只有13 左右 如果采用可溶性阳极 镀液中的铬离子会很快增加以致超过工艺规范 镀液会不能正常工作 二是镀铬如果采用可溶性阳极 其优先溶解的一定是低阻力的三价铬 而镀铬主要是六价铬在阴极还原的过程 过多的三价铬会无法得到合格的镀层 3 阳极的影响 理想的阳极是极化很小的阳极 可以保证金属离子按需要的价态和所消耗掉的离子的量来向电解液补充金属离子 但是 阳极过程恰恰是很容易发生极化的过程 阳极的极化人们特别称之为钝化 4 阳极钝化钝化现象是阳极过程的一个特殊规律 在电镀生产中经常遇到 如在镀锌时 阳极电流密度过大会在锌阳极上生成黄色钝化层 使锌的溶解速度大大降低 又如不锈钢及镍板在酸性溶液中作为不溶性阳极 就是利用其钝化性能 任电镀生严中被钝化的阳极 也能使其活化 恢复正常溶解 阳极极化曲线要是控制好镀液成分及操作条件 5 影响阳极过程主要因素 1 金属本性 有些金属比较容易钝化 如铬 镍 钛及钼等 而另一些金属如铜及银等则不军易钝化 2 溶液成分 在电镀溶液中 一些成分能使阳极活化 促使阳极溶解 如络合物镀液中的络笮剂和某些镀液中的阳极去极化剂 镀镍液中的氯化物和氰化镀铜溶液中的酒石酸盐等 o有一些脚分会促使阳极电位变正 造成阳极钝化 如氰化镀液中积累过多的碳酸盐及存在氧化剂 重铬酸盐锰酸钾等 3 酸碱性 一般情况是 在酸性较强的溶液中 金属不易发生钝化 这往往与阳极反应产物的溶解度有关 在酸性溶液中 阳极一般不易生成难溶的物质 4 工作条件 阳极电流密度是对阳极过程影响最大的一个因素 一般情况是 在不大于临界钝化电流密度的情况下 提高电流密度可以加速阳极的溶解 当电流密度大于临界值时 提高电流密度将显著地加速阳极的钝化过程 阳极的纯度和物理状态也对电镀过程有重要影响 不纯的阳极中的杂质在溶解过程中会成为加速其化学溶解的因素 阳极过程也可以看成是金属腐蚀的过程 有缺陷的晶体 变形的晶体 异种金属杂质的嵌入物等是发生腐蚀的引发点 从而发生晶间腐蚀等 这种不均匀的溶解 会使阳极成块地从阳极上脱落 成为阳极泥渣等进入电解液 很容易沉积到阴极上 从而使镀层起麻