什么是电沉积?(影响电沉积质量的因素)
什么是电沉积?
一种将一种金属沉积在另一种金属或非金属上的电解过程称为**电沉积**。
电沉积广泛用于装饰、保护和功能用途。电沉积的过程包括:
**电镀** - 它是将金属沉积在任何金属或非金属表面上以保护金属免受腐蚀的过程。
**电金属化** - 这是一个可以在导电基底上沉积金属以用于装饰或保护目的的过程。
**电铸** - 这是用于复制印刷、排版和奖章等的过程。
**电铸成型** - 这是通过电沉积复制物体以提高其耐久性的过程。
**电抛光** - 这是通过电沉积用较硬的金属涂覆金属表面的过程,以提高其耐久性。
影响电沉积质量的因素
下面描述了电沉积质量所依赖的因素。
电解质的性质
电沉积过程中使用的电解质的性质极大地影响光滑沉积的形成。可以通过使用可以获得复杂离子的电解质来提供光滑的沉积物。
电流密度
电沉积过程取决于晶体生长的速率和新晶核形成的速率。因此,如果使用高于晶核形成速率的电流密度,则金属沉积将是均匀且细粒的。
如果由于电流密度过高导致晶核形成速率非常高,则沉积将是强且多孔的。
电导率
良好的电导率的电解溶液可以节省电力消耗,并减少形成应力和粗糙沉积的趋势。
溶液温度
电解溶液的低温会导致形成小的金属晶体,而高温会导致形成大的晶体。
此外,高温会带来以下有益的结果:
电导率提高,
盐的溶解度增加,
沉积金属中氢的吸附减少等。
电解质浓度
电解质浓度的增加会导致电流密度更高。因此,通过增加电解质浓度,可以获得均匀且细粒的沉积物。
极化
众所周知,金属沉积速率随着电流密度的增加而增加,直到达到某个限度,之后围绕基底金属的电解质中的金属离子变得非常贫乏,以至于电流密度的进一步增加不会导致沉积速率的增加。超过此限度的电流密度会导致水的电解和氢在阴极上的释放。在阴极上释放的氢覆盖了基底金属,从而降低了金属沉积速率。这种现象称为**极化**。
可以通过定期反转电流来降低极化。
添加剂
向电解质中添加酸或其他物质会降低电解溶液的电阻。此外,一些添加剂,如树胶、葡萄糖等,会影响沉积物的性质。晶体的晶核会吸收添加到电解质中的添加剂。这防止了它的过度生长,因此沉积将是细粒的。
覆盖能力
覆盖能力是电解质在形状不规则的工件上产生均匀沉积的能力。由于阴极和阳极各个部分之间的距离由于阴极形状不规则而不同。因此,有必要使电解质具有相对较好的覆盖能力,以便可以产生均匀的沉积物。
可以通过两种方式提高电解质的覆盖能力:
通过增加阳极和阴极之间的距离。
通过降低阴极表面的电压降。
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