第十七讲——赫尔槽试验(一)
赫尔槽试验
霍尔槽（哈式槽）试验及结果解读广东科斯琳电镀实验设备关键词：霍尔槽,电镀一.霍尔槽是一种试验效果好，操作简单、所需溶液体积小的小型电镀试验槽。
它可以较好的确定获得外观合格镀层的电流密度范围及其它工艺条件。
生产现场常用来快速解决镀液所发生的问题。
二.小型霍尔槽结构下面是工厂电镀制程控制常用的霍尔槽基本结构(市面上可以购买到带加热、通入压缩空搅拌孔等设计精良的成品)霍尔槽结构示意图三.霍尔槽的试验装置及实验方法1.试验装置:2.试验方法a.溶液的选择为了获得正确的试验结果，选择的溶液必须具有代表性。
重复试验时，每次试验所取溶液的体积应相同。
当使用不溶阳极时，溶液经1~2次电镀后应更换新液。
如采用可溶性阳极则最多试验4~5次后更换新液。
在测微量杂质或添加剂的影响时，每槽试验次数应酌情减少。
b.阴阳极材料的选择阴阳极材料通常是平面型薄板，阳极厚度不超过5MM，阴极厚度为0.2~1MM，阳极材料应与生产中使用的阳极相同。
c.电流大小霍尔槽电流大小通常在0.5~2A范围内。
d.试验时间及温度一般在5~10分钟，试验温度应与生产相同。
四.霍尔试片判定(以镀锡为例)1.背面背面看片原则:先看背面的异常现象,再判定可能造成的原因.a.先从HULLCELL片背面中间剖开,再看高电流密度区(添加剂)与低电流密度区(开缸剂)有没有失去平衡:(例如往高电流密度区缩小是添加剂不足,往低电流密度区缩小是开缸剂不够).b.看三层云分布:正常HULLCELL片背后会出现三层云(即亮层/浓雾层/淡雾层)如下示意图.HULLCELL片背面区域c.如果为全浓雾或无亮,判定是添加剂或补充剂不够,酸不足,建浴剂不足.d.如果都是淡淡的薄雾浓雾少,且将要收缩,可能是添加剂或酸过量.e.有出现三层云,向中间凹进去的话,主要原因有主盐不够或沉积速率不够.沉积速率不够可能原因为(添加剂过量或不足b;酸不足)。
2.看正面正面看片原则:由正面现象来验证或排除第一项的可能原因HULLCELL片正面示意图a.看高中低电流密度区光泽分布状况:与高电流密度区是否有有机分解污染及界面与低电流密度区是否有无机析出。
7-赫尔槽测试
4. 赫尔槽测试－－光亮镍 赫尔槽测试－－ －－光亮镍
赫尔槽测试：1A，5min（滚镀） 2A，5min（挂镀） 赫尔槽片Vs 光亮镍槽液 赫尔槽片
槽液 最佳状况 金属浓度低 金属浓度低 赫尔片外观 全片光亮，在高区左侧边缘会有轻微的烧焦或 镀层粗糙 覆盖能力差，走位能力差，以及镀层粗糙 硬度增加，低区厚度增长快
2. 测试所需物件及程序
• 赫尔槽片及前处理过程 • 整流器 • 赫尔槽标尺 • 搅拌 • 阳极 • 赫尔槽
槽片及前处理
抛光黄铜片
前处理方法
化学除油 ► 电解除油 ► 酸活化 ► 打片
整流器
• 标准：220V，50Hz，单相整流器 标准： ， ， ► 可以提供0-5, 0-10, 或0-30 安培 直流电。电流波动要非常小，非常 稳定。 ► 内嵌式计时器
5. 赫尔槽测试－－镀铬 赫尔槽测试－－ －－镀铬
赫尔槽测试：5A，4min 赫尔槽片Vs 光亮镍槽液 赫尔槽片
槽液 最佳状况 赫尔片外观 镀层不会覆盖全片；低区起点电流密度为1.5-2.0 ASD
催化剂浓度低 “彩虹”线条 催化剂浓度高 镀层覆盖范围更窄， 边缘呈黑褐色 硫酸浓度低 硫酸浓度高 镀层粗糙、烧焦、起泡 覆盖和走位能力更差
4. 赫尔槽测试－－光亮镍 赫尔槽测试－－ －－光亮镍
槽液污染Vs 槽片外观 槽液污染
污染 Cu(铜) Zn(锌) Fe(铁) Cr6+(六价铬) Cr3+(三价铬)和Al(铝) Pb(铅) Sn(锡) 低区发黑，发暗 全片粗糙; 如果pH 低于3.5，粗糙沉积会更快 漏镀；结合力差 工件凹处上镀困难 镀层发脆，结合力差 低区发黑 赫尔片外观 低区发黑，如果积累过多，会导致结合力差
• 60 到80目砂纸 目砂纸 ►镀完之后可以评价整平性 ► 在对铜和镍电镀评价上尤 其实用
赫尔槽试验
赫尔槽试验
赫尔槽，又名霍尔槽，哈氏槽，霍耳槽等等，都是来源于英文HULLCELL的中文音译，赫尔槽实验是一种实验效果好，操作简单，所需溶液体积小的小型电镀试验。
他可以较好在短时间内确定获得外观合格镀层的电流密度及其他工艺条件，如温度，PH值等。
用于研究电镀溶液中主要组分和添加剂的相互影响，帮助分析电镀溶液产生故障的原因，此外赫尔槽实验还可以测定电镀溶液的分散能力、整平能力以及镀层的内应力，因此，赫尔槽试验在电镀实验研究和现场生产质量控制方面得到了广泛的应用。
赫尔槽实验报告
篇一：实验电镀赫尔槽试验调整电镀液实验电镀赫尔槽试验调整电镀液广东科斯琳电镀添加剂提供电镀技术支持电镀液性能变化后必然从镀层上反映出来，要想从一张试验试片上反映出宽电流密度范围内的镀层状况，最简单的试验还是赫尔槽试验。
利用赫尔槽试验，是广东科斯琳电镀添加剂对电镀光亮剂开发及日常维护镀液的主要手段。
供同行参改。
电镀光亮镀镍：影响光亮镀镍效果的因素很多，而不仅仅取决于光亮剂。
利用赫尔槽试验可以调整出良好的效果。
硼酸含量的判定硼酸被广泛用作微酸性电镀液作ph值缓冲剂。
在光亮镀镍中，硼酸还有细化结晶，提高光亮整平性及扩展低区光亮范围的作用，应充分重视，其含量以控制在使用液温下不结晶析出为限。
赫尔槽试片上的反映：1，55度左右搅拌镀3 min(2a)，若试片高中da区有灰白现象（润湿剂又足够时），补加5 g/l左右硼酸则有明显好转，为硼酸不足。
2. 55度左右1a搅拌镀5min，若低区光亮性不足，而ph值又不低，光亮剂足够，可试加5g/l左右硼酸，若有时显好转，则硼酸不足。
镍盐判定：新酸亮镍液，55度左右3a静镀3min，试片高端无烧焦。
若生产槽液，赫尔槽2a静镀都有烧焦，而ph值正常，不差硼酸，则主盐不足，此时可视情况补加镍盐，当氯化镍正常时，镀液应带有黑绿色，若镀液是淡的绿色，可能氯离子不足，应补加10g/l左右氯化镍，若镀液带墨绿色，可补加20g//l左右硫酸镍。
主盐浓度不足，不仅烧焦区宽，光亮整平性也变差。
氯离子：氯离子在亮镍液中通常用于阳极活化剂，防止镍阳极钝化，实际上，由于氯化镍的扩散系数远比硫酸镍大，因此，足量的氯离子有助于提高镀液分散能力和扩展低区光亮范围，其作用有时还非常明显，因而新配液的氯化镍含量不宜低45g/l.从表面张力判定：要从赫尔槽试验判断润湿剂是否足量，只能在静镀时仔细观察电镀时试片表面气泡滞留情况及镀约10min，镀层较厚时看镀层有无麻点，若试片在搅拌时，高区有发花现象，加入润湿后则不发花了，说明润湿剂太少，采用十二烷基硫酸钠作润湿剂，搅拌镀时镀液表面应有较多气泡，若气泡太少甚至无气泡，则十二烷基硫酸钠太少。
哈氏槽(赫尔槽)原理及相关试验说明(技术相关)
哈氏槽(赫尔槽)原理及相关试验说明现代电镀网讯：一、哈氏槽试验哈氏槽也叫霍尔槽或梯形槽，是由美国的R.O.Hull于1939年发明的，用来进行电镀液性能测试的实验小槽，其基本的形状如下图所示：由于哈氏槽试片两端距阳极的距离有很大差别，加上在角部的屏蔽效应，使同一试片上从近阳极湍和远阳极端的电流密度有很大的差异，并且电流密度的分布呈现由大(近阳极)到小(远阳极)的线性分布。
根据通过哈氏槽总电流大小的不同，其远近两端电流密度的大小差值达50倍。
这样，从一个试片上可以观测到很宽电流密度范围的镀层状况，从而为分析和处理镀液故障提供了很多有用的信息。
通过哈氏槽实验可以控制镀层质量，确定最佳镀液配比和合适的温度、电流密度和各种添加剂的用量和补充规律。
还可以分析镀液中杂质和各种成分变化对镀层的影响和排查镀液故障。
因此，哈氏槽实验是电镀生产和管理以及科研都不可少的重要实验工具。
二、加长型哈氏槽加长型哈氏槽是将哈氏槽的阴极区的长度加长为标准哈氏槽的2倍的改良型哈氏槽(如下图所示)。
这是为了测试高水平宽光亮区电镀添加剂的一种创新设备。
加长后的阴极试片的长度达到203mm，这样做是因为用标准试片发现不了新型光泽剂的低区和高区极限电流区域，通过加长试片的长度，可以在更宽的电流密度范围内考查镀液和添加剂的水平。
多用于光亮性电镀的验证试验，特别是在光亮镀镍新型光泽剂的开发方面，这种加长型哈氏槽可以发挥很好的作用。
随着电镀技术的不断进步，有些镀种在传统哈氏槽试片的电流密度区内都可以获得全光亮的镀层，用传统哈氏槽已经无法进行低电流区性能的比较。
而采用这种加长型哈氏槽由很容易看得出差距。
三、用哈氏槽做光泽剂的试验光泽剂是光亮电镀中必不可少的添加剂，是光亮镀种管理的关键成分，因此采用哈氏槽对光泽剂进行试验是常用的管理手段。
采用哈氏槽可以对光泽剂的光亮效果、光亮区的电流密度范围、光泽剂的消耗量和外加规律等做出明确的判断。
当采用哈氏槽进行光泽剂性能等相关试验时，首先要采用标准的镀液配方和严格的电镀工艺规范，以排除其他非添加剂因素对试验的干扰。
赫尔槽的用途和操作方法
赫尔槽的用途和操作方法
赫尔槽是一种用于测量电流的仪器，常用于实验室和工业领域中。
它的主要用途是测量直流电流和交流电流的大小和方向。
操作赫尔槽的方法如下：
1. 首先，将待测电流接入赫尔槽的输入端。
在测量直流电流时，要确保电流的正负极正确连接，以避免测量误差。
2. 调整赫尔槽的量程，使其适应待测电流的大小。
一般情况下，应选择最接近待测电流的量程档位，以获得较高的测量精度。
3. 打开赫尔槽的电源开关，并调整零位调节旋钮，使指针指向刻度盘的零刻度位置。
4. 根据赫尔槽的量程和刻度盘的刻度，读取当前的电流值。
在读数时，应注意指针的位置和指向，以获得准确的测量结果。
5. 在测量交流电流时，由于交流电流的方向和大小不断变化，因此赫尔槽通常配备有交流电流切换开关。
在测量交流电流时，需要将切换开关置于交流电流的位置，以便正确测量电流的方向和大小。
6. 在完成测量后，应将赫尔槽的电源开关关闭，以节省电能和延长赫尔槽的使用寿命。
同时，还应将赫尔槽的输入端与待测电流断开，以避免电流对其他设备和人员的影响。
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利用赫尔槽试验，是广东科斯琳电镀添加剂对电镀光亮剂开发及日常维护镀液的主要手段。
供同行参改。
电镀光亮镀镍：影响光亮镀镍效果的因素很多，而不仅仅取决于光亮剂。
利用赫尔槽试验可以调整出良好的效果。
硼酸含量的判定硼酸被广泛用作微酸性电镀液作PH值缓冲剂。
在光亮镀镍中，硼酸还有细化结晶，提高光亮整平性及扩展低区光亮范围的作用，应充分重视，其含量以控制在使用液温下不结晶析出为限。
赫尔槽试片上的反映：1，55度左右搅拌镀3 MIN(2A)，若试片高中DA区有灰白现象（润湿剂又足够时），补加 5 G/L左右硼酸则有明显好转，为硼酸不足。
2. 55度左右1A搅拌镀5MIN，若低区光亮性不足，而PH值又不低，光亮剂足够，可试加5G/L左右硼酸，若有时显好转，则硼酸不足。
镍盐判定：新酸亮镍液，55度左右3A静镀3MIN，试片高端无烧焦。
若生产槽液，赫尔槽2A静镀都有烧焦，而PH值正常，不差硼酸，则主盐不足，此时可视情况补加镍盐，当氯化镍正常时，镀液应带有黑绿色，若镀液是淡的绿色，可能氯离子不足，应补加10G/L左右氯化镍，若镀液带墨绿色，可补加20G//L左右硫酸镍。
主盐浓度不足，不仅烧焦区宽，光亮整平性也变差。
氯离子：氯离子在亮镍液中通常用于阳极活化剂，防止镍阳极钝化，实际上，由于氯化镍的扩散系数远比硫酸镍大，因此，足量的氯离子有助于提高镀液分散能力和扩展低区光亮范围，其作用有时还非常明显，因而新配液的氯化镍含量不宜低45G/L.赫尔槽判定：当镀液PH值在4.6-5.0时，1A搅拌镀5MIN，低区光亮性差，补加光亮剂后效果仍不理想，若补加8-10G/L氯化镍，改善明显，则肯定氯离子不足。
电镀工艺测试方法——霍尔槽试验
工艺人员要定期用霍尔槽对镀液状况进行了解。
那么什么是霍尔槽试验?它有什么作用?下面将扼要介绍。
作为电镀生产的管理者，也有必要能够解读霍尔槽试片。
因为霍尔槽试片就像是医院为病人拍摄的X光片，通过解读霍尔槽试片，可以获得镀液的许多信息。
(1)霍尔槽(Hullcell)在电镀工艺开发和现场管理的实验中，霍尔槽是一种非常重要而又实用的试验方法。
所谓霍尔槽，也叫梯形槽，霍尔槽的结构如图所示。
霍尔槽试验示意图;由图4-1可以看出，霍尔槽的阴极两端与阳极的距离不等，阴极上远离阳极的一端电流密度最小，称为远端，而阴极离阳极最近的一端电流密度最高，称为近端。
在汶两点之间．随着阴糨与阳极距离的接近，电流密度也由小渐大，直至最大，这是霍尔槽试片的一个最为显著的特点。
由于同一个试片上不同距离的电流密度的不同，所获镀层的厚度、性能会有所不同。
霍尔槽阴极试片上镀层厚度与电流的关系如下式：式中dl、d2—阴极上不同点(1、2点)的厚度；IR1、IR2—阴极上不同点的电流密度；η1、η2—阴极上不同点的电流效率。
通过大量的试验，得出霍尔槽(阴极)试片上某点的电流密度(Ik)与离近端的距离的对数成反比：Ik=I(C1一C2lgL) 式中I一通过霍尔槽的电流强度；C1、c2—常数，与电解质性质有关，在容量为l000mL的试验液中，Cl=3．26，C2=3．05，在250mL试验液中，cl=5.1，G=5.24；L—阴极上某点距阳极近端的距离。
经测试和计算表明，霍尔槽试片上的电流密度的这种差别，从最小到最大，相差50倍。
比如用1A的电流在250mL的霍尔槽中做试镀时，这时，近端的电流密度为0.10A／din2，而远端的电流密度则达到5.1A／din2。
由此可知，采用霍尔槽做试验，从一个试片上一次就可以获得有50倍不同电流密度范围的镀层的状态，对提高分析镀液和镀层性能的效率和试验效率是非常有利的。
霍尔槽试验的另一个特点是从一次镀得的试片上还可以获得相当于制件不同区域镀层的状态。