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关于合金电镀的基本原理

发表时间:2021-03-22 15:59

合金电镀的基本原理


核心提示:目前,人们对单金属电沉积和电结晶的了解还不多,对两种或两种以上金属的共沉积了解得就更少。因此,有关合金电镀,人们还只能提供一些实验数据的综合分析和定性的解释,而定量的规律和理论有待于进一步的研究和总结。事实证明,要实现两种金属的共沉积,应具备以下两个基本条件。


(1)两种金属中至少有一种金属能单独从其盐的水溶液中沉积出来:尽管在大多数情况下,形成合金的两种金属都能单独从其盐的水溶液中沉积出来,但有些不能单独沉积的 金属如钨、钼等,可以在铁族金属的诱导下与之共沉积。



(2)要使两种金属共沉积,它们的析出电位要十分接近或相等。否则电位较正的金属 会优先沉积,甚至排斥电位较负金属的析出。



为了实现金属的共沉积,一般采取以下措施:


(1)选择金属离子合适的价态:同一金属不同价态的标准电极电位有较大差异,一般 应选择易溶于水且标准电位与共沉积金属较接近的价态的化合物。



(2)改变金属离子的浓度:在标准电位相差不大时,通过改变金属离子的浓度(或活 度\增大电位比较正的金属离子的浓度,使其电位负移,从而使两种析出金属的电位接近。

(3)加人适当的络合剂:使游离态的金属离子浓度降低,析出电位接近而共沉积。适 当的络合剂,不仅可使金属离子的平衡电位向负方向移动,还能增加阴极极化。



(4)加人添加剂:添加剂尽管用量少,但它可以显著地增大或降低阴极极化,这种作 用对金属离子有选择性。因此,加人添加剂可以调整或改变金属的沉积电位,使合金发生共沉积。



两种金属在阴极上共沉积时,相互之间存在着一定的作用。同时,电极材料的性质、 电极表面状态、零电荷电位和双电层结构等都可能对形成的合金镀层产生影响。





在合金电沉积中,基体材料的性质对阴极上金属离子的放电和析氢可能会产生两方面 的影响,一是产生去极化作用,使金属离子的还原过程变得容易;二是增大极化作用,使阴极还原过程受到影响。前者是由于金属离子从还原到进入晶格作有规则的排列时要放出 部分能量,这部分能量聚集在阴极表面而使其电位升高,导致电位较负的金属向电位较正的方向变化而容易析出。后者是由于基体金属的钝化倾向,改变了电极的表面状态,使晶 体在电极表面析出的能耗增大,因而影响了合金的共沉积。



两种或两种以上的金属离子共沉积形成合金时,由于双电层中离子浓度和双电层结构 的改变,离子的还原速度也将发生变化。此外,由于溶液中有两种或两种以上的金属离子存在,可能形成多核配位离子或缔合离子,从而影响到金属离子在阴极表面的析出。


文章部分内容摘自:互联网



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