电镀镍电极过程

   日期:2021-07-22     浏览:226    
核心提示:(1)阴极过程由于镍在电化学反应中的交换电流密度较小(ni2+,i0为10-8~10-9a/cm2;zn2+,i0约为l0.5a/cm2;cu2+,i0约为l0-3a

(1)阴极过程

由于镍在电化学反应中的交换电流密度较小(ni2+i0为10-8~10-9a/cm2;zn2+i0约为l0.5a/cm2;cu2+,i0约为l0-3a/cm2),因此镍本身具有较大的极化电阻,在单盐镀液中就有较大的电化学极化,获得良好的镀层,而且镍分散能力好,得到的镀层均匀,因此镀液种类虽多,但均由单盐组成。镀镍液中阳离子有ni2+、na+、mg2+、nh4+、h+等,阴离子有so42-、cl+、0h-等,由于na+、mg2+、nh4+的电位较负,在电镀电位下,不发生电解反应,因此其阴极反应为

生产中镀液ph=3~6之间(ph值高于6时,易生成ni(oh)2沉淀,ph值低于3时析氢严重),因此h+的有效浓度很低,而镀液中ni2+浓度很高。如当nis04·7h20350g/l时,ni2+活度为0.0492mol/l,根据能斯特方程式计算,镍析出的平衡电位为一0.29v;当ph=6ph=3时,按照能斯特方程式计算,析氢的平衡电位分别为一0.36v和一0.18v。

h2在镍上的超电位为0.42v(50℃,5a/dm2),析镍的超电位为0.34v,因此镍的实际析出电位为一0.63v,而ph一6时析氢的实际电位为一0.78v,ph=3时析氢的实际电位为一o.60v。

由此可知,尽管标准电极电位9争/h。比一日ni。。/ni正,但实际析出电位非常接近或略低于ni2+/ni,因此镀镍溶液中,析镍的电流效率受镀液的酸度及镍离子浓度影响较大,镍离子浓度越高,酸度越低,析镍电流效率越高,反之,析镍电流效率越低。普通镀镍溶液中,当ph值降至2~3时,阴极析氢严重,镍难以析出;在接近中性的镀镍液中,ph值稍有变化,电流效率变化显著。

(2)阳极过程

镀镍一般采用金属镍为阳极材料,常用的有电解镍、铸造镍、含硫镍、含氧镍等。正常情况下,镍阳极溶解的反应为

此时,镍阳极呈活化状态,表面为灰白色,溶解的ni2+不断补充溶液中的ni2+浓度。但由于金属镍易钝化,使溶解电位变正,导致镍溶解受阻,其他离子可能放电,主要发生如下反应,即

由于氧气的生成又促使阳极表面钝化,进一步增加镍的溶解电位,阳极可能发生下列反应,即

np+不稳定,水解后生成ni(oh)3,进而分解为暗棕色的ni203沉积到电极表面,使阳极完全钝化,停止溶解,导致阴极电流效率降低和镀层质量恶化。

由于氯气析出,阳极上有时能嗅到氯气的气味。

目前,解决阳极钝化的有效的办法是向镀液中加入适当的阳极活化剂,常用的是氯化钠或氯化镍,cl对镍阳极的活化作用及机理已在2.4中介绍。但氯离子含量不宜过高,否则会引起阳极过腐蚀或不规则溶解,产生大量阳极泥悬浮于镀液中,使镀层粗糙或形成毛刺。

生产中,为克服平板状镍阳极电流分布不均,铸造镍阳极产生泥渣多的缺点,为降低电极残留率,常将电解镍轧制成圆形截面,如镍球等,装入阳极袋中,以防止镍阳极泥进入镀液,产生毛刺。

 









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