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技术常识

氯化物镀锌层表面粗糙度的影响因素及其控制

来源:时代集团 发布日期:2013-01-22 13:44:13

    镀锌层具有良好的装饰性和防护性,在仪器仪表、电子电器、机械和船舶等领域有着广阔的应用空间。镀层表面粗糙度不仅反映镀层外观质量的好坏,还直接影响镀层的性能。
    电流密度对镀层表面粗糙度的影响
    在镀液温度50℃,镀液pH值5的条件下,研究电流密度对镀层表面粗糙度的影响。电流密度对镀层表面粗糙度有明显影响;随着电流密度由1 A/dm2提高至9 A/dm2,镀层表面粗糙度呈近似线性关系增大,由1.344 μm增至1.600 μm。不同电流密度下所得镀层的表面形貌和三维形貌,分别如图2和图3所示。当电流密度为3 A/dm2时,析氢过电位低且沉积速率慢,电极反应所消耗掉的金属离子能及时得到补给,因而氢气的产生量小,镀层表面的针孔、积瘤等缺陷少,表面相对较平整;当电流密度为9 A/dm2时,尽管阴极过电位增大,有助于细化晶粒,但此时电极过程液相传质受限的可能性变大,出现少量氢气被晶粒包裹的情况,导致镀层表面形成针孔、积瘤等缺陷,造成镀层表面粗糙度增大。由此可知,要获得表面较平整的镀层,应采用低电流密度。表面粗糙度可用表面粗糙度仪进行快速测量。
    镀液温度对镀层表面粗糙度的影响
    在电流密度1A/dm2,镀液pH值5的条件下,研究镀液温度对镀层表面粗糙度的影响。镀液温度对镀层表面粗糙度有一定影响;随着镀液温度从30℃升高至50℃,镀层表面粗糙度由1. 584 μm降至1.344μm。不同镀液温度下所得镀层的表面形貌,如图5所示。由图5可知:当镀液温度为30℃时,镀液的分散能力及离子活性差,沉积速率较慢,加之阴极电流效率低,故所得镀层表面灰暗且粗糙;当镀液温度为50℃时,传质效果改善,沉积速率加快,同时副反应发生的可能性降低,此时镀层较为平整。由此可知,提高镀液温度有利于获得平整的镀层。
    镀液pH值对镀层表面粗糙度的影响
    在电流密度1 A/dm2,镀液温度50℃的条件下,研究镀液pH值对镀层表面粗糙度的影响。随着镀液pH值的增大,镀层表面粗糙度呈先降低后升高的变化趋势。其原因为:镀液pH值较低时,H+容易在阴极表面放电析出,导致针孔、积瘤等缺陷形成的可能性提高,镀层表面凹凸不平;随着镀液pH值的增大,阴极电流效率提高,析氢反应所消耗掉的电量降低,因而镀层缺陷减少,表面状况改善;当镀液pH值增大到一定程度后,由于阴极周围H+的浓度降低,可能形成少量金属氢氧化物或碱式盐夹杂于镀层中,使得镀层的整平性降低。
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