电镀技术：霍尔槽试验的应用
霍尔槽试验注意事项
①试验结果的判断 霍尔槽试验是 经常用来配合化学分析方法解决 电镀生产中的各种质量问题的一 种方法。霍尔槽的实验结果目前 尚无可靠仪器显示出来，仍依赖 于肉眼的直观判断，因而有时会 给人造成假象与错觉。
试片上的条纹、雾膜、漏镀、烧 焦、斑点、孔隙、气泡等有时会 出现在同一试片上，若稍有不慎 或被错觉干扰，便不能得到正确 的结论，会延误试验时间和效果。 所以，作霍尔槽试验时，应认真 克服生理上的影响，使试验工作 顺利进行。
这是由于试验条件总是优于生产 条件，而且试验时使用的是试片， 几何形状简单，所以试验结果总 是优于生产结果。我们在作霍尔 槽试验时，应全面考虑多方面的 因素，这样才能使试验工作准确 可靠。
sai在广东地区，一般习惯于按 试片来进行对镀液和光亮剂补加、 调整，故试验更应严格、准确。
②电源波形的影响 在电镀生产中， 随着电子工业的发展，电源设备 也随之改进。近年来，人们注意 到电源波形对镀层有一定的影响， 同时已研究出适合各种镀种的电 镀波形，以满足电镀生产的需要。
目前，除专业化电镀生产单位外， 一般厂家仍使用一机多槽或单机 单槽，这给霍尔槽试验带来不利 因素。例如，某镀槽出现故障， 用霍尔槽试验使用的波形不同， 试验结果难以确定。所以，试验 时应力求采用与生产上相同的波 形，或试验结果仅作参考使用。
③试片的选定 试片是观察试验结 果的可靠依据，一般采用紫铜片 或黄铜片，根据镀种的不同还可 采用钢铁片。试片的表面粗糙度 应有一定的要求，尽可能与生产 中零件表面相同。否则，难以正 确判断试验给果。
④阴极移动与空气搅拌 在作霍尔 槽试验时，如电镀液需要移动阴 极或搅拌，为了便于观察试验结 果，搅拌应尽量与生产相同。
⑤试验结果与生产结果的比较 如 某一亮镍镀槽，镀层亮度不符合 质量要求，而作霍尔槽试验时， 其工艺规范完全相同，结果却比 生产的亮度要好。经化学分析， 各成分都在工艺规定范围内。
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。
电沉积工艺条件―Hull槽试验及镀层的结构与性能的测试
材料结构与性能测试开放实验镍电沉积及镀层的结构与性能的测试电沉积工艺条件―Hull槽试验*名：***学号： **********专业：材料化学院系：理学院化学与化工系指导教师：***起止日期：2011年10月14日至2011年11月10日12 镍电沉积及镀层的结构与性能的测试 电沉积工艺条件―Hull 槽试验摘 要 电沉积是用电解的方法在导电基底的表面上沉积一层具有所需形态和性能的金属沉积层的过程。
Hull 槽实验是电镀工艺中最常用、最直观、半定量的一种实验方法。
它可以简便且快速地测试镀液性能、镀液组成和工艺条件的改变对镀层质量产生的影响。
通过此实验，通常可以用于确定镀液中各种成分的合适用量；选择合适的工艺条件；测定镀液中添加剂或杂质的大致含量；分析、排除实际生产过程中出现的故障；测定镀液的分散能力。
关键词 电沉积、Hull 槽、定镍镀、镀层1. 前 言电沉积是用电解的方法在导电基底的表面上沉积一层具有所需形态和性能的金属沉积层的过程。
传统上电沉积金属的目的，一般是改变基底表面的特性，改善基底材料的外观、耐腐蚀性和耐磨损性。
现在,电沉积这一古老而又年轻的技术正日益发挥着其重要作用,已广泛应用于制备半导体、磁膜材料、催化材料、纳米材料等功能性材料和微机电加工领域中。
Hull 槽实验是电镀工艺中最常用、最直观、半定量的一种实验方法。
它可以简便且快速地测试镀液性能、镀液组成和工艺条件的改变对镀层质量产生的影响。
通过此实验，通常可以用于确定镀液中各种成分的合适用量；选择合适的工艺条件；测定镀液中添加剂或杂质的大致含量；分析、排除实际生产过程中出现的故障；测定镀液的分散能力。
2. 实验原理电沉积过程中，由外部电源提供的电流通过镀液中两个电极（阴极和阳极）形成闭合的回路。
当电解液中有电流通过时，在阴极上发生金属离子的还原反应，同时在阳极上发生金属的氧化（可溶性阳极）或溶液中某些化学物种(如水)的氧化（不溶性阳极）。
赫尔槽试验
霍尔槽Hull Cell [霍尔槽、赫尔槽或哈氏槽]赫尔槽试验一、赫尔槽试验的特点及其应用赫尔槽试验只需要少量镀液，经过短时间试验便能得到在较宽的电流密度范围内镀液的电镀效果。
由于该试脸对镀液组成及操作条件作用敏感，因此，常用来确定镀浓各组分的浓度以及pH值，确定获得良好镀层的电流密度范围，同时也常用于镀液的故障分析。
因此，赫尔槽已成为电镀研究、电镀工艺控制不可缺少的工具。
二、赫尔槽的形状及试验装置1．赫尔槽结构赫尔槽常用有机玻璃或硬聚氯乙烯等绝缘材料制成，底面呈梯形，阴、阳极分别置于不平行的两边，容量有1000mL，267mL两种。
人们常在267mL试验槽中加入250mL镀液，便于将添加物折算成每升含有多少克。
2．赫尔槽试验装置赫尔槽试验电路与一般的电镀电路相同，电源根据试验对电压波形要求选择。
串联在试验回路中的可变电阻及电流表用以调节试验电流及电流指示，并联的电压表用以指示试验的槽电压。
三、赫尔槽阴极上的电流分布赫尔槽的阴极板与阳极板互不平行，阴极的离阳极较近的一端称近端；另一端离阳极远，称远端。
由于电流从阳极流到阴极的近端和远端的路径不同，不同路径槽液的电阻也不同，因此阴极上的电流密度从远端到近端逐渐增大，250mL 的赫尔槽近端的电流密度是远端的50倍。
因而一次试验便能观察到相当宽范围的电流密度下所获得的镀层。
有人经过酸性镀铜、酸性镀镍、橄化镀锌、氰化镀镐四种镀液在不同电流强度下进行电镀试验并取它们的平均值，得到阴极上各点的电流密度与该点离近端距离关系的经验公式：1000mL赫尔槽Jk=I*（3.26一3.05 1ogl）267mL赫尔槽Jk=I*(5.10一5.24 1ogl)式中Jk—阴极上某点的电流密度值〔A/dm2〕;I--试验时的电流强度（A）；l--阴极上该点距近端的距离(cm)．必须注意，靠近阴极两端各点计算所得的电流密度是不正确的。
艺=0.635--8.255cm范围内，计算值有参考价值．267mL赫尔槽中放入250mL镀液做试脸时，阴极上各点的电流密度应是267mL的1.068倍，即267mL赫尔槽阴极的相应点的电流密度乘上267/250。
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。
如何使用赫尔槽试验来调整电镀液43页PPT
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
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谢谢！
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
哈氏槽实验讲解
1.赫尔槽测试的作用 2.测试所需物件及程序 3. 赫尔槽测试－－酸锌 4.赫尔槽测试－－酸铜
1. 哈氏槽测试的作用
• 可以真实、快捷地反映生产镀槽中的情况 • 可以获得一个较宽的电流密度范围，指导生产 • 可以反映出镀槽中有机物的含量 • 是工艺控制的快捷方法
概括 潜在问题及早发现
速度慢
2.金属锌含量过低
3.氯化物含量过低
储存中， 镀件
出现斑点或局 部泛色
1. pH过高引起锌镀层多孔 2. 清洗差， 吸附在多孔的基体金
属中的溶液渗出
3.光亮剂含量过高
对策
酸铜
参数
最佳状况 硫酸铜浓度低 硫酸铜浓度高 硫酸浓度低 硫酸浓度高 氯离子浓度低 氯离子浓度高
2A/3min滚度 2A/3min挂镀
哈氏槽标尺
是实验室哈氏槽测试的重要工具
• 通过赫尔槽标尺可以根据电流的大小(1,2,3,5A) ，查到赫尔槽片上某一点的实际电流密度 • 同时也印有单位换算公式如：gal×3.785=Lit
Lb×453.6=gram oz/gal×7.5=g/lit A/ft2×0.108=A/dm2
赫尔槽
可以反映如下情况：
光亮性 烧焦情况 整平性 延展性 覆盖能力 走位能力 电流效率
阳极
A 阴极 100 x 75 mm
267 ml 电镀液 B
A -高电流密度 B -低电流密度.
操作要领
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。
7赫尔槽测试
污染 Cu(铜) Zn(锌) Fe(铁) Cr6+(六价铬) Cr3+(三价铬)和Al(铝) Pb(铅) Sn(锡)
赫尔片外观 低区发黑，如果积累过多，会导致结合力差 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
5. 赫尔槽测试－－镀铬
污染 Fe(铁) Zn(锌)
Ca(钙) Al(铝) Cr6+(六价铬) Sn(锡) Sb(锑)
赫尔片外观 镀速慢，镀层发雾 数量过多会引起金属仓促不规则沉积，镀层粗糙
主要来自硬度较大的水；会引发镀层粗糙 低区发暗 结合力差；抑制光剂起作用 镀层发黑；低区粗糙 比较少见；会引起镀槽发脆；一般可以通过小电 流电解在低区沉积出来
赫尔槽测试：5A，4min
赫尔槽片Vs 光亮镍槽液
槽液
赫尔片外观
最佳状况
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 镀层粗糙、烧焦、起泡
硫酸浓度高 覆盖和走位能力更差
Questions?
Thank You!
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4. 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
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
4. 赫尔槽测试－－光亮镍
槽液污染Vs 槽片外观
赫尔槽片Vs 酸铜槽液
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电镀技术：霍尔槽试验的应用
现代电镀网3月23日讯：
霍尔槽试验由于能测出相差几十倍至百倍的电流变化，因此在一电流密度范围内，镀
层的变化能用肉眼看出。
实践证明：能够引起霍尔槽阴极样板上镀层状况发生变化的因素很多(如镀液成分)。
下面简要介绍霍尔槽试验的几种应用：
1.选择镀液中某成分的适当含量一般固定总电流、时间和温度，逐渐改变某成分的含量，最后可以确定镀液某种成分的最佳含量。
对镀液中某种光亮剂含量，通过试片变化调到最佳值尤其有效。
2.选择适当的操作条件霍尔槽试验的特点是能比较容易地反映出不同电流密度下镀层质量的好坏，所以，用霍尔槽试验能够选择适当的操作电流密度。
选定了电镀液的组分，同时还可确定温度变化对镀层质量的影响。
3.可分析镀液中少量添加剂或杂质含量如先取现场镀液作一试验样片，在同样电流、温度和时间情况下，配制与生产镀液成分完全相同、但不含任何添加剂和杂质的新镀液，也作一试验样片。
然后，逐步加入添加剂或杂质，当添加后所得某一样片与生产镀液的样片情况相同时，即可知道镀液中添加剂或杂质的大致含量。
例如，测定光亮镀镍溶液中少量锌杂质含量，有一只光亮镀镍槽因加料失误，将硫酸锌作为硫酸钠加入，造成故障。
经长期电镀，
锌杂质含量已降低到很小，可用霍尔槽试验测量锌杂质含量。
4.故障预测对生产槽液应作定期霍尔槽试验，与原始记录的故障样片进行比较。
若槽液逐渐接近某一故障情况，说明故障将要发生，应及时进行处理，以免影响生产。