溶液浓度及温度对电沉积效果的影响
电镀的基本知识

金属表面处理基本知识1、采用电镀层的目的是,提高金属工件的抗蚀性能、装饰工件的外表,赋予工件表面优良的物理性能。
2、金属和周围介质之间发生的化学或电化学作用,造成金属的损坏称之为金属腐蚀。
3、电镀层的质量很重要,因为它关系到产品的可靠性与使用寿命、及其外观。
4、金属前处理不良将使镀层产生起泡脱落,基本不上镀层。
5、浸蚀金属层铸件时,为了除去夹杂的砂粒,要在浸蚀液中加入适量的氢氟酸。
6、抛光过程中与磨光的不同之处,在于它没有明显金属被切削下来,故没有明显的金属损耗。
7、喷砂机按照砂料输送方式,其设备可分为的式样有三种:吸入式、压力式和自流式。
8、锌镀层经过铬酸溶液钝化后,可以改善其外观及提高其防腐性能。
9、锌易溶于酸,也溶于碱,故称二性金属。
10、硫酸盐镀铜电解液导电不好,在正常电压下电流密度较小的现象,产生的原因(1)温度过低,(2)硫酸含量不足。
11、硫酸盐镀铜电解液中的硫酸能起到防止铜盐水解,提高溶液导电能力,提高阴极极化作用。
12、湿润剂在镀镍电解液中有防止镀层产生针孔的作用。
13、为了使镀镍电解液中具有一定量是氯离子通常加入一定量的氯化镍或氯化钠。
14、镀镍电解液中铁杂质的允许含量,在低PH值的溶液中不超过0.05g/L,在PH值高的溶液中不应超过0.03g/L。
15、镀铬电解液中,铬酸的含量高时则阴极电流效率下降。
16、镀铬电解液中,氯离子的含量过高达到0.3~0.5g/L,造成电解液的电流效率和深镀能力均下降。
17、镀铬电解液的电流效率一般为8~16%,大部分电能都消耗在氢气析出和发热。
18、在镀铬电解液中硫酸可以提供阴离子。
19、镀铬电解液中,Cr+3含量过高时,镀层光亮程度差,光亮范围缩小,Cr+3含量过低时沉积速度缓慢。
20、镀铬时,对形状复杂的工件应加辅助阳极以保证全部覆盖好。
21、银镀层遇硫酸或氧化物时,其表面易变成褐色至黑色。
22、银镀层的导热性能好,导电性良好。
23、电镀银前处理除油、酸洗外,一般还需要进行特别的前处理,生产中应用较多的方法有贡齐化、浸银、预镀银等。
槽液温度对电泳效果的影响

➢冬天来临,槽液温度对电泳工件漆膜的影响
➢槽液温度对电泳工件漆膜的影响是非常显著的。
那么在现实的生产中,我们该如何对槽液的温度进行控制。
下面天津弘创润天为你解读:
➢在电泳设备其它工艺参数不变的情况下,随着漆液温度的上升,电流值也随之增大,电沉积量增加,这是因为槽液温度升高时,水溶性树脂粒子的布朗运动加剧,漆液粘度下降,树脂泳动速度加快,电沉积效率提高.同时,分解电压下降,漆膜的电阻值也下降。
➢一般电泳槽液温度控制在25-30℃。
这时,泳出的漆膜外观质量较好,膜厚适中。
如温度超过35℃,尽管沉积速度是很快的,但漆膜过于粗糙,烘干后产生波浪状的堆积。
此外,槽液经常处于高温下,水性涂料易产生氧化聚合等化学变化,槽液中的溶剂和助剂也易挥发,导致漆液变质,稳定性变差。
➢若在较低温度下进行电沉积,如15℃以下,虽然可以得到细致平整的漆膜,但沉积量很小,漆膜很薄且光泽度、遮盖力都不好。
工作漆液温度过低,漆液粘度大.电沉积过程中产生的气泡难于消除,也容易出现针孔等缺陷。
➢电沉积过程中,往往因连续电泳施工,使部分电能转化为热量,还有搅拌泵等动力产生的热量,都会使槽液温度上升较快。
因此,需随时监测,及时采取恒温措施。
这个现象,在夏季尤为突出。
li的沉积电位

li的沉积电位沉积电位是指金属或非金属物质在外部电场作用下,在电化学电极表面发生不可逆电化学反应时的电位。
在电化学分析和电镀等领域,沉积电位是一个重要的参数,它与沉积速率、沉积质量、沉积均匀性等直接相关。
以下将对沉积电位的概念、影响因素以及其在电化学中的应用进行详细阐述。
首先,沉积电位是指电极表面发生沉积反应的电位。
当金属或非金属物质进入溶液中,并处于外部电场的作用下,电子从溶液中转移到电极上,物质在电极表面发生沉积。
在沉积过程中,电极表面上的反应产物与金属或非金属物质的浓度和电位之间存在一个平衡关系。
这个平衡关系体现了沉积电位。
其次,沉积电位的大小是与物质的电化学活性有关的。
在电极表面沉积的金属或非金属物质,其沉积电位一般位于其还原电位和氧化电位之间。
对于金属来说,沉积电位一般低于其还原电位。
在沉积过程中,沉积电位是通过外部电势施加仪器(如电化学工作站)测定的。
其测定的准确性和可靠性对于控制沉积速率和质量至关重要。
影响沉积电位的主要因素有:电解质浓度、溶液温度、电势施加速率、电极材料等。
首先,电解质浓度的增加会使沉积电位减小。
这是因为电解质浓度的增加会引起电解质中离子浓度的增加,从而增加电势降低。
其次,溶液温度的增加会使沉积电位减小。
温度的升高会增加溶液中离子的运动能力,从而提高电解质的扩散速率,减小电势降低。
此外,电势施加速率的增加也会使沉积电位减小,原因是电势施加速率的增加会导致离子的扩散速率加快,从而减小电势降低。
最后,电极材料对沉积电位也有影响。
不同金属或非金属物质具有不同的电势,因此不同材料的电极表面在相同条件下的沉积电位也会是不同的。
沉积电位在电化学分析和电镀等领域有着广泛的应用。
首先,在电化学分析中,沉积电位可以用来确定分析物的浓度。
通过测定沉积电位和溶液中离子的扩散速率,可以间接计算出溶液中分析物的浓度。
其次,在电镀中,沉积电位可以用来控制金属的沉积速率和质量。
通过调节电沉积电位,可以实现金属沉积的均匀性和致密性的控制。
电化学沉积参数设置

电化学沉积参数设置全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:电化学沉积是一种通过电流驱动的金属或合金沉积方法,广泛应用于金属加工、材料制备等领域。
在进行电化学沉积时,合理设置参数是非常重要的,直接影响沉积层的质量和性能。
本文将介绍电化学沉积参数的设置方法及其影响因素,以帮助读者更好地掌握这一技术。
1. 电化学沉积的基本原理电化学沉积是利用电化学原理,在电解质溶液中金属离子在电极上还原析出金属层的过程。
通过控制电压、电流密度、溶液成分等参数,可以实现对沉积层厚度、结构、晶粒大小等性能的调控。
通常情况下,电化学沉积可以分为直流电化学沉积(DC)和脉冲电化学沉积(Pulse)两种方式。
2. 电化学沉积参数设置的方法(1)电压设置:电压是控制电化学反应速率的重要参数,可以通过调节电压大小来影响沉积速度和沉积层的结构。
一般情况下,较高的电压会导致沉积速度加快,但也容易产生气泡、结构疏松等缺陷。
在选择电压时需综合考虑沉积速度和沉积层质量。
(2)电流密度设置:电流密度是单位面积上通过的电流量,通常用于评估电极的活性。
电流密度的设置对沉积层的成分、结构和性能都有影响,一般情况下,在较低的电流密度下可以获得均匀致密的沉积层,而过高的电流密度会导致沉积速度过快和结构疏松。
(3)溶液成分设置:溶液成分是影响电化学沉积过程的重要因素之一,不同的溶液成分会影响到金属离子的释放速度、电化学反应的进行和沉积层的形成。
在进行电化学沉积时需要合理选择溶液成分和浓度,以获得理想的沉积效果。
3. 电化学沉积参数设置的影响因素(1)电极材料:电极材料的选择会直接影响到电化学沉积的效果,不同材料具有不同的电化学活性和耐蚀性,因此在选择电极材料时需根据具体需求做出合适的选择。
(2)溶液pH值:溶液的pH值会影响到金属溶解度和稳定性,一般来说,较酸性的溶液可以提高金属的溶解度和沉积速度,但也容易导致氢气析出和结构不稳定。
(3)溶液温度:溶液温度对电化学反应速率和沉积层的组织结构都有显著影响,一般情况下,较高的溶液温度可以提高金属离子的释放速度和降低沉积阻抗,但也容易引起溶液挥发和结构疏松。
电解法处理电镀含镍浓缩废液的试验研究

电解法处理电镀含镍浓缩废液的试验研究熊正为;陈齐玮;王劲松;张炜铭;虢清伟;朱雷【摘要】以电解法处理含镍浓缩液并回收镍,考察了电流强度、镍离子浓度、温度、pH和缓冲溶液对镍回收效果的影响.结果显示,以钌铱涂层钛板为阳极,在极距为20 mm、电流15A、温度50℃、镍离子质量浓度为20 g/L并通气搅拌的条件下,镍回收率最高达到85.1%,相应的电流效率为51.8%.正交试验结果表明,镍回收率影响因素的大小顺序是电流>镍离子浓度>pH>温度.%The concentrated nickel-containing solution has been treated by electrolytic method,and the nickel recovered.The influences of current intensity,concentration of nickelions,temperature,initial pH and buffer solution on the recovery of nickelare investigated.The results show that under the following conditions:using Ru-Ir coated titanium plate as anode,plate distance 20 mm,electric current 15 A,temperature 50 ℃,the initial mass concentration of nickel ions 20g/L,and by aeration and agitation,the nickel recovery rate can be as high as 85.1%,and the corresponding current efficiency is 51.8%.The orthogonal experiments show that the sequence of influential factors on recovery rate is electric current > concentration of nickel ion > pH > temperature.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2017(037)008【总页数】5页(P70-73,104)【关键词】电镀废水;镍;电解法;回收【作者】熊正为;陈齐玮;王劲松;张炜铭;虢清伟;朱雷【作者单位】南华大学土木工程学院,湖南衡阳421001;南华大学土木工程学院,湖南衡阳421001;南华大学土木工程学院,湖南衡阳421001;南京大学环境学院,江苏南京210046;环境保护部华南环境科学研究所,广东广州510655;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410000【正文语种】中文【中图分类】X703目前国内外对电镀含镍废水的处理主要采用化学沉淀、离子交换、吸附、生物和电化学等方法〔1〕。
电化学沉积参数设置-概述说明以及解释

电化学沉积参数设置-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容应该对电化学沉积的参数设置进行简要介绍。
可以按照以下方式组织概述的内容:概述部分:电化学沉积是一种基于电化学原理的表面处理技术,通过在电解质溶液中施加电场,利用电解质中的金属离子在电极表面沉积成金属层的方法。
在进行电化学沉积时,参数设置起着至关重要的作用。
合理的参数设置可以控制电化学沉积过程中的金属析出速率、沉积质量和膜层厚度等关键因素,从而保证所得到的沉积层具有良好的性能和质量。
电化学沉积的参数设置涉及多个方面,如电解质溶液的成分、浓度和温度、电流密度、沉积时间等。
首先,合理选择电解质溶液的成分和浓度是影响沉积层性能的重要因素。
不同的金属需要不同的电解质溶液来控制其沉积行为。
其次,控制电流密度的大小可以调节沉积速率和层厚度。
适当的电流密度可以提高沉积层的致密性和均匀性。
此外,沉积时间的控制和温度的选择也会对沉积层的质量产生直接影响。
在实际应用中,对于不同的电化学沉积目的和要求,参数设置可能会有所不同。
例如,对于在微电子器件制造过程中的金属填充,需要在保证层质量的前提下,使得沉积速率尽可能地快。
而对于一些要求高质量表面处理的应用,需要精确控制沉积速率和厚度。
因此,合理设置电化学沉积参数对于保证沉积层的质量和性能具有重要意义。
在本文中,将详细探讨电化学沉积参数设置的原理和方法,并对电化学沉积在不同领域的应用进行综述。
最后,总结电化学沉积参数设置的重要性,并展望电化学沉积在未来的发展方向。
通过深入研究和理解电化学沉积参数设置,我们可以更好地应用该技术,并为相关领域的发展提供支持。
1.2 文章结构文章结构是指文章按照一定的逻辑顺序进行组织和呈现的方式。
对于本文《电化学沉积参数设置》,文章结构的设计需要包括以下几个方面的内容。
首先,引言部分旨在引起读者的兴趣和对文章主题的认知。
在该部分中,需要对电化学沉积的参数设置进行简要的概述,突出该主题的重要性,并展示本文的结构和目标。
镍离子浓度对电沉积镍组织结构的影响

镍离子浓度对电沉积镍组织结构的影响摘要:本篇论文研究了镍离子浓度对电沉积镍组织结构的影响。
采用电化学沉积方法制备不同浓度的镍薄膜,在SEM、XRD、TEM等测试手段下对其组织结构和晶体结构进行分析。
结果表明,随着镍离子浓度的增加,电沉积镍薄膜的晶粒尺寸和晶格取向均发生了变化,且随浓度增加而呈现出不同趋势。
本研究为电沉积镍技术的应用提供了理论支持,也为电沉积镍材料设计提供了一定的参考价值。
关键词:镍离子浓度;电沉积;组织结构;晶格取向正文:电沉积镍技术是一种重要的制备镍薄膜材料的方法,在电镀、光学、电子等领域广泛应用。
其制备过程中,电解液中的镍离子浓度对薄膜组织结构和性能具有一定影响。
本文通过将镍离子浓度设定为不同的参数,制备出一系列电沉积镍薄膜样品,探究浓度变化对薄膜的组织结构和晶格取向的影响。
实验方法:制备电沉积镍薄膜的电解液中,镍离子浓度分别为0.01mol/L、0.02mol/L、0.03mol/L、0.04mol/L、0.05mol/L。
在恒定电流密度下进行电沉积,得到相应的电沉积镍膜样品。
利用SEM、XRD、TEM等测试手段对镍膜的晶格取向和晶粒尺寸进行了分析。
实验结果:通过SEM的表面形貌观察,发现电沉积镍薄膜表面均匀致密,无气孔和裂纹。
在XRD测试中,我们发现不同浓度的电沉积镍膜的晶格取向发生了明显变化,而在TEM中,我们也观察到了晶粒尺寸随浓度变化而改变的现象。
具体来说,当镍离子浓度为0.01mol/L时,电沉积镍膜呈现出立方体晶系。
当镍离子浓度为0.02mol/L时,电沉积镍膜中晶格取向逐渐发生变化,且随后的0.03mol/L、0.04mol/L、0.05mol/L镍离子浓度均呈现出晶格取向的变化。
同时,我们也在TEM观察到晶粒尺寸大小随浓度变化而呈不同趋势的现象。
结论:镍离子浓度对电沉积镍膜的组织结构和晶格取向均产生了影响,随着浓度的增加晶格取向发生变化的趋势也不同。
本研究为电沉积镍技术的应用提供了理论支持,为电沉积镍材料设计提供了一定的参考价值。
电化学沉积原理

电化学沉积原理
电化学沉积是一种利用电解液中的电流来在电极表面沉积物质的方法。
它基于电解质溶液中的离子在电场作用下的迁移行为,通过施加外加电位,控制离子在电极上的沉积行为。
电化学沉积的原理主要涉及两个过程:阳极溶解和阴极沉积。
在电池电解质溶液中,阳极通常是负电极,会发生氧化反应,导致金属阳离子从电极表面溶解进入电解质溶液中。
与此相对应,阴极通常是正电极,会发生还原反应,使得溶液中的金属离子在电极表面还原成为金属沉积。
基于这两个过程,电化学沉积可以实现不同金属或化合物的沉积,可以改变电流密度和电位来控制沉积速率和沉积物质的成分。
此外,通过调整电解液的成分、温度和搅拌等条件,也可以对沉积物的形貌和性质进行调控。
电化学沉积在工业和科研领域具有广泛应用。
它可以用于镀层的制备,如金属镀层的防腐、装饰和电导等性能的改善;也可以用于纳米材料的制备,如纳米线、纳米颗粒等的合成;此外,电化学沉积还被应用于电子器件的制备、能源储存和转换、传感器等领域。
需要注意的是,在进行电化学沉积过程中,需要合理选择电解液、电位和电流密度等参数,以避免出现问题,如沉积物的缺陷、不均匀性或杂质的混入等。
因此,对于电化学沉积技术的研究和优化具有重要意义,以实现高质量的沉积物。
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溶液浓度及温度对电沉积效果的影响1孙达,储洪强,赵明,张洪智,苗成祥,蒋林华河海大学材料科学与工程系(210098)E-mail(sunda0315@)摘要:就电沉积方法修复混凝土裂缝中溶液浓度及温度对电沉积效果的影响进行了试验研究,测定了电沉积过程中的试件质量增加率、表面覆盖率、裂缝愈合率及20d后裂缝填充深度,比较了不同温度下砂浆试件距沉积面5mm处的总孔体积,结果表明:表面覆盖率、裂缝愈合率随电沉积溶液浓度的增大而降低,而20d后裂缝填充深度随浓度的增大而升高,质量增加率随浓度的变化无明显的规律;表面覆盖率随温度的升高而降低,裂缝愈合率随温度升高而升高,质量增加率随温度的变化无明显的规律,温度对20d后裂缝填充深度影响不大,30℃时总孔体积最大。
关键词:电沉积溶液浓度温度电沉积效果1. 引言电沉积方法是修复钢筋混凝土结构裂缝的一项新技术,日本自80年代后期开始电沉积技术修复海工混凝土结构裂缝的研究,以带裂缝的海工混凝土结构中的钢筋为阴极,同时在海水中放置难溶性阳极,两者之间施加弱电流,在电位差的作用下正负离子分别向两极移动,并发生一系列的反应,最后在海工混凝土结构的表面和裂缝里生成沉积物,覆盖混凝土表面,愈合混凝土裂缝。
这些沉积物不仅为混凝土提供了物理保护层,而且也在一定程度上阻止各种有害物质侵蚀混凝土。
根据这一原理日本、美国近年来对电沉积方法修复陆上混凝土裂缝的可行性及经电沉积方法修复后具有干缩裂缝混凝土性能的影响进行了初步研究[1-3],国内对该项技术的研究才刚刚起步。
研究表明[4-5]:辅助电极、电极距离、混凝土参数等因素均对电沉积效果均有影响,而溶液浓度及温度对电沉积效果的影响尚不清楚,所以本文就电沉积方法修复混凝土裂缝中溶液浓度与温度对电沉积效果的影响进行了试验研究。
2. 试验装置及工作原理将带有裂缝的水泥砂浆试件放入电解槽中,试件中预先埋入钢筋并引出导线,该导线与电源的负极相连作为阴极,同时将片状钛网板放入电解槽底部,并与电源的正极相连作为阳极,然后注入电沉积溶液。
这样水泥砂浆试件、电沉积溶液、辅助电极、导线、电源就构成一个回路,如图1所示。
裂缝所在面朝下与钛网板电极相对,以直接形成电场。
1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金(项目编号:20020294012)资助。
- 1 -图1 试验装置示意图工作原理:混凝土主要是依靠水泥浆体孔溶液中的K+,Na+,Ca2+,OH-等离子导电,向回路中施加微弱的低压直流电,当电流流过时,电沉积溶液及混凝土水泥浆体孔溶液中的正负离子分别向两极移动,并发生一系列的反应,最后在混凝土的表面和裂缝里生成沉积物,愈合混凝土裂缝。
2. 试验方案为研究溶液浓度及温度对电沉积效果的影响,试验采用ZnSO4,MgSO4两种电沉积溶液,试件表面的电流密度为1A/㎡,具体情况见表1。
表1 试验方案电沉积溶液编号种类浓度/mol/l 温度/℃⑴ZnSO4 0.05 室温⑵ZnSO4 0.25 室温⑶ZnSO4 0.50 室温⑷MgSO4 0.05 室温⑸MgSO4 0.25 室温⑹MgSO4 0.50 室温⑺ ZnSO4 0.05 15⑻ ZnSO4 0.05 30⑼ ZnSO4 0.05 45⑽MgSO4 0.05 15⑾MgSO4 0.05 30⑿MgSO4 0.05 45- 2 -每组3个试件,用于本次试验的试件共有36个;每5d更换一次溶液,以使溶液的浓度基本保持恒定,试验持续20d。
3. 试件制作试验采用水泥砂浆试件,尺寸40mm×40mm×160mm,水泥为32.5级普通硅酸盐水泥,水灰比0.60,胶砂比1∶2.5,钢筋ф6mm,预先埋置于砂浆试件中,保护层厚度(钢筋外边缘与裂缝所在面之间的距离)15mm。
试件在标准条件下养护28d后,在NYL-600型压力试验机下施加横向劈裂荷载,则在其纵向中部位置附近产生贯穿裂缝,缝宽0.3mm±0.05mm。
为保证沉积物只在裂缝所在面生成,在其他面上均涂上硅橡胶。
试件表面(本文指裂缝所在面)及裂缝的情况见图2。
图2 试件表面及裂缝情况4. 试验过程与结果分析接通电路后,在砂浆试件与辅助电极的表面立即产生气泡,5d后0.5mol/LZnSO4溶液中3个试件裂缝处出现灰色沉积物,表面为白色物质(见图3),其余试件的表面及裂缝处均出现白色沉积物;10d后这3个试件表面同时出现灰色物质(见图4),20d后将试件沿着裂缝横向切开可以发现这3个试件裂缝里却是白色沉积物。
图3 5d后试件表面及裂缝的沉积情况图4 10d后试件表面及裂缝的沉积情况4.1 质量增加率每隔5d取出试件放入温度20℃±2℃,相对湿度60%±5%的恒温室内,待24h后称其质量,试件质量增加率按式⑴计算,其随时间的变化曲线见图5。
- 3 -- 4 -%100m ×=MM R i⑴ 式中:R m ——试件质量增加率,‰;M i ——试件质量增加量,g ; M ——试件沉积前质量,g 。
(a )不同浓度(ZnSO 4溶液) (b )不同浓度(MgSO 4溶液)(c )不同温度(ZnSO 4溶液) (d )不同温度(MgSO 4溶液)图5 质量增加率随时间的变化曲线4.2 试件表面覆盖率每隔5d 待称完质量后,对每个试件拍摄数码照片,试件表面覆盖率按式⑵计算。
%100×=AA R ca ⑵ 式中:R a ——试件表面覆盖率,%;A c ——试件表面被沉积物覆盖的面积,mm 2; A ——试件表面总面积,mm 2。
- 5 -采用二值化图像分割与统计软件等对图形进行处理,由于灰色物质仍是沉积物,所以测量表面覆盖率时应计算在内。
试件表面覆盖率随时间的变化曲线见图6。
(a )不同浓度(ZnSO 4溶液) (b )不同浓度(MgSO 4溶液)(c )不同温度(ZnSO 4溶液) (d )不同温度(MgSO 4溶液)图6 表面覆盖率随时间的变化曲线4.3 裂缝愈合率裂缝愈合率按下式计算,采用MapInfo 系统测出同一比例下未愈合裂缝的长度及裂缝总长度,裂缝愈合率按式⑶计算。
裂缝愈合率随时间的变化见图7。
%100×=LL R cl ⑶ 式中:R l ——裂缝愈合率,%;L c ——愈合裂缝长度,mm ; L ——裂缝总长度,mm 。
(a)不同浓度(ZnSO4溶液)(b)不同浓度(MgSO4溶液)(c)不同温度(ZnSO4溶液)(d)不同温度(MgSO4溶液)图7 裂缝愈合率随时间的变化曲线4.4 裂缝填充深度20d后将试件沿着裂缝横向切开,等间距选取10个点,然后用游标卡尺量取每个点的填充深度,再求均值。
裂缝填充深度随电沉积溶液浓度及温度变化情况见图8。
图8 裂缝填充深度随电沉积溶液浓度及温度变化情况- 6 -4.5 结果分析研究表明[4],当采用ZnSO4电沉积溶液时,试件表面和裂缝处的白色沉积物主要矿物成分为ZnO,而灰色沉积物的主要矿物成分为3Zn(OH)2·ZnSO4·5H2O,两者相比,灰色沉积物颗粒较大,排列疏松,而且颗粒中存在较多孔隙,其对带有裂缝的混凝土结构抗渗、抗碳化等耐久性能的提高效果应该不如白色沉积物。
由图5,6,7,8可知,试件表面覆盖率、裂缝愈合率随电沉积溶液浓度的增大而降低,而20d后裂缝填充深度随浓度的增大而升高,质量增加率随浓度的变化无明显的规律,原因可能是由于更多的离子在裂缝内部结合生成沉积物,而试件表面及裂缝处沉积物的量相应减少。
试件表面覆盖率随温度的升高而降低,裂缝愈合率随温度升高而升高,原因可能是存在两种作用影响沉积物的生成速度,一种是电沉积温度升高加速沉积物的生成;另一种是由于电沉积温度升高使某一部位瞬间有较多的物质同时结晶沉淀下来,还加快水泥的水化,使砂浆试件更密实,从而增加了OH-的从试件内部析出的阻力,这种作用降低了沉积物的生成速度;在试件表面由于面积相对较大,使后一种作用在沉积过程中占主导地位,而裂缝内部横断面相对较小,导致前一种作用在沉积过程中很明显,所以试件表面覆盖率随温度的升高而降低,裂缝愈合率随温度升高而升高;质量增加率随温度的变化无明显的规律,温度对20d 后裂缝填充深度影响不大。
采用COULTER SA3100比表面积和孔径分析仪对用于研究温度对电沉积效果影响的每个试件在距沉积面5mm处取样分析,得出总孔体积(BJH Total)分别为:59.13×10-3ml/g (15℃),66.49×10-3ml/g(30℃)和42.80×10-3ml/g(45℃),可得30℃时总孔体积最大,原因可能是在电沉积过程中,对砂浆试件孔结构有影响的主要有两个作用:未水化的水泥颗粒继续水化及沉积物填充试件内部孔隙,其中水化随温度的升高而加快,即在微小变化过程中,水泥石内的毛细孔体系可视为一封闭体系,这样由热力学定律得出:dG=-SdT,式中dG 为自由能微小变化,S为熵,dT为温度微差,而试件为一实心体,内外存在着温度差,小孔中水分子的熵比大孔中的大,获得的自由能大,由上式可知这样增加了体系中的自由能差,增加了水分子的活性,加速了水泥水化硬化,从而降低了砂浆试件内部的孔体积;另外沉积物生成速度随温度的升高而加快,由于在某一部位迅速集中使得沉积物填充孔隙的效果反而降低;所以在上述两种互斥作用的共同影响下,导致30℃时总孔体积最大。
5. 结论a.试件表面覆盖率、裂缝愈合率随电沉积浓度的增大而降低,20d后裂缝填充深度随电沉积浓度的增大而升高。
b.试件表面覆盖率随温度的升高而降低,裂缝愈合率随温度升高而升高,温度对20d 后裂缝填充深度影响不大。
c.试件质量增加率随浓度、温度的变化无明显的规律。
- 7 -参考文献[1] Otsuki,N.,Hisada,M.,Ryu,J.S.,etal. Rehabilition of concrete cracks by electrodeposition[J].ConcreteInternational,1999,21(3):58-63.[2] Otsuki,N. and Ryu,e of electrodeposition for repair of concrete with shrinkage cracks[J].Materials inCivil Engineering,2001,13(2):136-142.[3] Ryu,J.S. and Otsuki,N..Crack closure of reinforced concrete by electrodeposition technique[J].Cement andConcrete Research,2002,32(1):159-164.[4] 储洪强,蒋林华.辅助电极及电极距离对沉积效果的影响.中国科技论文在线[EB/OL].http;,2004.7.27[5] 蒋林华,储洪强.混凝土技术参数对沉积效果的影响[J].水利水电科技进展,2005,25(2):23-25Influence of Concentration and Temperature of Electrolyte Solution on Electrodeposition EffectDa Sun HongQiang Chu Ming Zhao HongZhi ZhangChengXiang Miao LinHua Jiang(Department of materials science and engineering, Hohai University, Nanjing, PRC, 210098)AbstractThe influence of concentration and temperature of electrolyte solution on electrodeposition effect was investigated, four parameters such as rate of weight gain,surface coating ,crack closure and filling depth of crack were measured, and the total pore volume was compared between different temperature at the point which is 5mm away from the electrodeposition surface. Results showed that rate of surface coating and crack closure decrease, while rate of filling depth of crack increases as concentration of electrolyte solution increases, and the regularity of weight gain versus concentration of electrolyte solution is not evident. Rate of surface coating decreases, while rate of crack closure increases as temperature of electrolyte solution increases, rate of weight gain doesn’t vary with crack width regularly, influence of temperature of electrolyte solution on electrodeposition effect is very small, and the total pore volume at 30℃is the biggest.Keywords:Electrolyte solution; concentration of electrolyte solution; temperature of electrolyte solution; electrodeposition effect- 8 -。