請問電鍍的工作原理是什么？

發布時間：2020-04-20

電鍍需要一個向電鍍槽供電的低壓大電流電源以及由電鍍液、待鍍零件(陰極)和陽極構成的電解裝置。其中電鍍液成分視鍍層不同而不同，但均含有提供金屬離子的主鹽，能絡合主鹽中金屬離子形成絡合物的絡合劑，用于穩定溶液酸堿度的緩沖劑，陽極活化劑和特殊添加物（如光亮劑、晶粒細化劑、整平劑、潤濕劑、應力消除劑和抑霧劑等）。電鍍過程是鍍液中的金屬離子在外電場的作用下，經電極反應還原成金屬原子，并在陰極上進行金屬沉積的過程。因此，這是一個包括液相傳質、電化學反應和電結晶等步驟的金屬電沉積過程。

電鍍液由含有鍍覆金屬的化合物、導電的鹽類、緩沖劑、pH調節劑和添加劑等的水溶液組成。通電后，電鍍液中的金屬離子，在電位差的作用下移動到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進入電鍍液，以保持被鍍覆的金屬離子的濃度。在有些情況下，如鍍鉻，是采用鉛、鉛銻合金制成的不溶性陽極，它只起傳遞電子、導通電流的作用。電解液中的鉻離子濃度，需依靠定期地向鍍液中加入鉻化合物來維持。電鍍時，陽極材料的質量、電鍍液的成分、溫度、電流密度、通電時間、攪拌強度、析出的雜質、電源波形等都會影響鍍層的質量，需要適時進行控制。

電鍍原理包含四個方面：電鍍液、電鍍反應、電極與反應原理、金屬的電沉積過程。電鍍反應中的電化學反應：下圖是電鍍裝置示意圖，被鍍的零件為陰極，與直流電源的負極相連，金屬陽極與直流電源的正極聯結，陽極與陰均浸入鍍液中。當在陰陽兩極間施加一定電位時，則在陰極發生如下反應：從鍍液內部擴散到電極和鍍液界面的金屬離子Mn+從陰極上獲得n個電子，還原成金屬M。另一方面，在陽極則發生與陰極完全相反的反應，即陽極界面上發生金屬M的溶解，釋放n個電子生成金屬離子Mn+。

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