如何辨析电镀中阳极的钝化
镀锌钝化——精选推荐
镀锌钝化钝化成膜理论钝化理论与钝化现象的定义有密切关系。
如果钝化现象是因为金属与钝化剂直接作用而产生的,那么称为“化学钝化”或者“自动钝化”。
比如铬、铝、钛等金属在空气中和含氧溶液中都很容易被氧所钝化,被称为自钝化金属。
如果金属的钝化是由阳极极化引起的,那么就叫做“阳极钝化”或者“电化学钝化”。
铁、镍、钼等在稀硫酸溶液中均可发生电化学钝化。
这两类钝化本质上是一致的,可以用相同的理论来解释。
还有一种所谓的“机械钝化”,指的是在一定环境中,金属表面沉淀出一层较厚的、但又比较疏松的盐层,把金属基体和腐蚀介质机械地隔离开。
钝化理论主要是用来解释前两种钝化现象的,广为接受的有两种:成相膜理论和吸附理论。
成相膜理论和吸附理论都可以较好的解释大部分实验事实,但也有各自缺陷。
如果将两种理论联系起来,可以将金属钝化分成两个步骤: 第一步,OH-在金属表面吸附,或者H2O在金属表面的定向吸附;吸附分子或离子参与电化学反应,直接形成“第一层氧层”后,金属的溶解速度即开始大幅下降。
第二步,由于在第一步过程中生成的吸附膜并不可能完全阻止金属的溶解,一定条件下这种氧层会继续生长变厚而形成成相的氧化物膜。
与吸附膜相比,较厚的膜对金属的溶解过程的阻化效应更好一些,阳极电流应该进一步下降。
如果某种金属在腐蚀介质中只发生上述第一步反应, 或者金属腐蚀速度的降低主要由第一步过程中产生的吸附层所贡献,那么用吸附理论就可以比较好地解释这种体系的钝化现象。
如果某种金属腐蚀速率的降低主要由第二步过程中产生的成相氧化膜所贡献,则用成相膜理论来解释钝化现象较合适。
但不论采用哪一种理论,在大多数情况下,只要有合适的条件,还是会形成有一定厚度的氧化物膜的,而且这一层氧化物膜对金属的阳极溶解速度有很大影响。
因此,对钝化膜结构进行微观研究,具有一定的实际意义。
无铬钝化实验材料及工艺配方基体材料采用低碳钢片，锌板作阳极。
采用碱性镀锌体系，镀液的工艺组成为：氢氧化钠1l0～150g／L，氧化锌1O～15g／L，镀锌光亮剂5.5～6.0mL／L，1.0～1.2A／dm，常温，20min。
腐蚀学原理金属的钝化
图5-8 氧化剂浓度的影响
若提高介质同金属表面的相对运动速度 如搅拌 ,则由于扩散层变薄,进而提高了氧的还原速度,使iL2>iPP 图5-9 。这样共轭极化曲线便交于点2,进入钝化区。
图5-9 搅拌的影响
溶液组分如溶液酸度、卤素离子、络合剂等也能影响金属钝化。通常金属在中性溶液中比较容易钝化,这与离子在中性溶液中形成的氧化物或氢氧化物的溶解度较小有关。在酸性或碱性溶液中金属较难钝化。这是因为在酸性溶液中金属离子不易形成氧化物,而在碱性溶液中又可能形成可溶性的酸根离子 例如MO2-2 的缘故。许多阴离子尤其是卤素离子的存在,甚至可以使已经钝化了的金属重新活化。例如,氯离子的存在可以使不锈钢出现点蚀现象。活化剂浓度越高,破坏越快。活化剂除氯外,按其活化能力的大小可排列为如下次序： Cl->Br->I->F-> >OH-> 视条件不同这个次序也是有变化的。 电流密度、温度以及金属表面状态对金属钝化也有显著影响。例如,当外加阳极电流密度大于致钝电流密度iPP时,可使金属进入钝化状态。提高阳极电流密度可加速金属钝化,缩短钝化时间。温度对金属钝化影响也很大,当温度升高时,往往由于金属阳极致钝电流密度变大及氧在水中溶解度下降,使金属难于钝化。反之,温度降低,金属容易出现钝化。金属表面状态如金属表面氧化物能促使金属钝化。又如用氢气处理后的铁,暴露于空气中使其表面形成氧化膜,再在碱中阳极极化,会立即出现钝化。若未在空气中暴露,立即在碱中进行阳极极化,则需经较长时间后才能出现钝化。
问题：为什么两种方法得到的极化曲线形状不一样
不同方法测得的阳极钝化曲线
a 控制电位法； b 控制电流法
解读： AB段：为金属的活性溶解区。在此区间金属进行正常的阳极溶解,溶解速度受活化极化控制,其中直线部分为Tafel直线。 BC段：为金属的活化—钝化过渡区。B点对应的电位称为初始钝化电位EPP,也叫致钝电位。B点对应的临界电流密度称为致钝电流密度,用iPP表示。因为一旦电流密度超过iPP,电位大于EPP,金属就开始钝化,此时电流密度急剧降低。但BC段为活化—钝化过渡区,在此电位区间,金属表面状态发生急剧变化,并处于不稳定状态。 CD段：为金属的稳定钝化区。电位达到C点后,金属转入完全钝态,通常把这点的电位称为初始稳态钝化电位EP。CD电位范围内,电流密度通常很小,为μA／cm2数量级,而且几乎不随电位变化,称为维钝电流密度iP。维钝电流密度很小反映了金属在钝态下的溶解速度很小。 DE段为金属的过钝化区。电位超过D点后电流密度又开始增大。D点的电位称为过钝化电位Etp。此电位区段电流密度又增大了,通常是由于形成了可溶性的高价金属离子,如不锈钢在此区段因有高价铬离子形成,引起钝化膜的破坏,使金属又发生腐蚀了。 2Cr3++7H2O → Cr2O72－+14H++6e
电解钝化名词解释
电解钝化名词解释
电解钝化是一种阳极金属的电化学溶解陡然大幅度减缓乃至几乎不溶的现象。
它由电解液中的电极反应形成，在阳极金属表面形成一层致密而牢固的薄膜，这层薄膜由氧化物、氢氧化物或盐组成，成为钝化膜，隔开了金属和电解液的接触，导致金属表面的反应能力大大降低，金属的溶解过程缓慢。
在电解加工时，如电流密度很低，钝化膜可以完全阻止阳极金属的溶解，随着电流密度的增加，钝化膜开始破裂，阳极开始溶解。
电镀处理中的阳极和阴极的选择
电镀处理中的阳极和阴极的选择电镀处理是一种通过电化学方法在金属表面形成一层金属或合金镀层的表面处理技术。
它既能够提高金属表面的耐腐蚀性能，也能够提高金属表面的装饰性能和机械性能。
同时，电镀处理也广泛应用于机械制造、电子、航空等行业，达到了极其重要的作用。
电镀处理中的阳极和阴极的选择是影响电镀效果的重要因素，下面将会详细探讨它们的选择。
一、电镀处理中的阳极1、阳极的作用阳极是电镀液中含有被电极化金属的电极，当电流通过电解槽时，金属阳极被氧化释放出阳离子。
阳离子在液体中游离并在工件的表面沉积，从而形成电镀层。
因此，选择适当的阳极是电镀处理的关键之一。
2、阳极的种类在电镀处理中，广泛采用的阳极有铜阳极、铝阳极、铜-铅阳极、铅阳极等。
其中，铅阳极的工作电压低、电化学性能稳定，不易氧化和腐蚀，因此是较为理想的阳极。
3、选择阳极的原则在选择阳极时，应考虑以下因素：（1）阳极应选择电化学性能稳定的材料。
（2）阳极应压降小、电流分布均匀，不能影响电镀质量。
（3）阳极形状应适应工件的形状。
（4）阳极应考虑成本等综合因素。
二、电镀处理中的阴极1、阴极的作用阴极是电镀液中没有被电极化的装置。
在电镀液中，阴极是电子的接收方，能够为阳离子提供电子，使其在工件表面沉积形成电镀层。
因此，阴极的选择也是影响电镀效果的重要因素之一。
2、阴极的种类在电镀处理中，广泛采用的阴极有铁和不锈钢等。
3、选择阴极的原则在选择阴极时，应考虑以下因素：（1）阴极应选择起电位低、化学性能稳定的材质，不得对电镀液造成污染。
（2）阴极表面应平整，电镀液需要充分接触阴极表面，以保证电流分布均匀。
（3）阴极的面积和位置应适应电解槽和工件的要求。
（4）阴极应考虑成本等综合因素。
三、结论在电镀处理中，选择适当的阳极和阴极是影响电镀效果的重要因素。
针对不同的电镀液，需要选择与之相适应的阳极和阴极。
同时，在选择阳极和阴极的时候，还需要考虑成本和工艺等因素，以达到最佳的电镀效果。
电镀电铸电泳溅镀阳极处理的区别
电镀的涵义电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
（2）、电镀的目的电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。
（3）、电镀的原理电镀的原理与电解精炼铜的原理是一致的。
电镀时，一般都是用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作为阴极；用镀层金属作为阳极，与直流电源正极相连。
通入低压直流电，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，这些离子在阴极获得电子被还原成金属，覆盖在需要电镀的金属制品上。
金属表面容易氧化生锈是世人皆知的现象，特别是近几年来，酸雨及空气的污染，更加重了金属的腐蚀程度。
为此，金属表面处理工艺--电镀铬技术应用十分广泛。
在我国，传统的电镀铬金属表面处理工艺已有180多年的历史。
这种工艺通过阳极溶解、阴极吸附的技术原理，可在各种易氧化生锈的金属工件表面形成保护层。
然而，随着市场经济的飞速发展，电镀铬技术应用领域的不断扩大，传统电镀处理工艺的缺点也越来越明显，其缺点主要表现为以下几个方面：1、设备投资过大。
电镀槽的制备技术标准高，要求严，令一般投资者望而却步。
2、生产过程中需直流电，能源消耗极大。
3、生产成本高。
所使用的铬酐价格昂贵，且有很大的毒害性，故而限制其应用范围。
4、生产过程中产生的含铬废水，排放渗入地下后不能分解，严重污染地下水源。
还会产生毒害气体排放，污染环境和空气，危害人们的身心健康和生态环境，恶化了广大城镇居民的居住质量。
电铸大致可分为三类，即装饰性电镀（以镀镍-铬、金、银为代表）、防护性电铸（以镀锌为代表）和功能电镀(以镀硬铬为代表电铸是利用电镀法来制造产品的功能电镀之一。
据称电铸始于1838年。
当时，苏联的Jacoli在石膏母型上涂敷石腊，通过石墨使其表面具有导电性，然后表面镀铜，镀后脱模，以此制成铜的复制品。
日本昭和初年，京都市工业研究所和大板造币司等单位就已积极开展了在石膏母型上铸铜，在绝缘体上电镀等方面的研究，并制作了许多精美的金属工艺品。
电镀的阳极过程
溶液中作为不溶性阳极，就是利用其钝化性能。任电镀生严中
被钝化的阳极，也能使其活化，恢复正常溶解，阳极极化曲线 要是控制好镀液成分及操作条件。
5. 影响阳极过程主要因素 (1)金属本性。有些金属比较容易钝化，如铬、镍、钛
及钼等。而另一些金属如铜及银等则不军易钝化。
(2)溶液成分。在电镀溶液中，一些成分能使阳极活化， 促使阳极溶解，如络合物镀液中的络笮剂和某些镀液中的 阳极去极化剂(镀镍液中的氯化物和氰化镀铜溶液中的酒 石酸盐等)o有一些脚分会促使阳极电位变正，造成阳极钝 化，如氰化镀液中积累过多的碳酸盐及存在氧化剂(重铬 酸盐锰酸钾等)。
第六讲 电镀的阳极过程
电镀是在阴极 上还原沉积获得 镀层，而电镀的 阳极过程也同样 重要，电镀时发 生氧化反应的电 极为阳极。 如镍阳极发生 的是镍金属失去 电。 Ni—>Ni2++2e 电镀装置示意图
1.阳极的功能
在电镀过程中，阳极过程与阴极过程是同时发生的，这 两个过程既统一又矛盾。 （1）由于电镀过程中，阴极过程是获得产物的过程，因 而是主要的过程；而将阳极过程视为从属于阴极过程的辅
阳极的电流效率大大超过阴极，接近l00％，而镀铬的阴极电 流效率只有13％左右，如果采用可溶性阳极，镀液中的铬离 子会很快增加以致超过工艺规范，镀液会不能正常工作；二 是镀铬如果采用可溶性阳极，其优先溶解的一定是低阻力的
三价铬，而镀铬主要是六价铬在阴极还原的过程，过多的三
价铬会无法得到合格的镀层。
3.阳极的影响 理想的阳极是极化很小的阳极，可以保证金属离子按需要
助过程。
阳极的功能之一是导电，是与阴极过程密不可
分的过程。没有阳极与阴极形成的电场，就不可能有阴极 过程，因此，导电是阳极首要的和必要的功能，这是任何 阳极都必须具备的功能。 。
电泳和电镀的区别 磷化与钝化
金属表面处理中，电泳和电镀的区别是什么？电镀：电镀是金属表面有另外一种金属离子沉积的过程。
就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit),改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
电镀时，一般都是用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作为阴极；用镀层金属作为阳极，与直流电源正极相连。
通入低压直流电，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，这些离子在阴极获得电子被还原成金属，覆盖在需要电镀的金属制品上。
电泳：俗称镀漆，是溶液中带电粒子（离子）在电场中移动的现象，形成高分子树脂在金属表面的沉积。
其原理是电泳涂料在阴阳两极电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。
简单说电泳就是把某些物质放在一个可以游泳的地方（某种基质），然后在这个泳池的两端加上电压，让这种物质在里面游起来，以达到某种实验或应用目的。
电泳工艺分为阳极电泳和阴极电泳。
若涂料粒子带负电，工件为阳极，涂料粒子在电场力作用下在工件沉积成膜称为阳极电泳；反之，若涂料粒子带正电，工件为阴极，涂料粒子在工件上沉积成膜称为阴极电泳。
电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。
电泳电镀工作原理电泳是高分子树脂的沉积，成膜物质是树脂。
电镀是金属离子沉积的过程，成膜物质是金属。
漆膜均匀度电泳漆层高低电位厚薄均匀。
一般电镀高低电位处镀层厚薄不同。
漆膜覆盖面电泳漆层能完全覆盖隐蔽处。
一般电镀不能深入隐蔽处。
适用范围一般用于表面可导电的金属物件。
除导电体外，更多用于一些经特殊处理的塑胶上。
后期处理需要高温固化。
无需加温固化。
镀锌产品钝化的原理
镀锌产品钝化的原理镀锌是将钢件浸入含有锌离子的溶液中，使其在表面形成一层均匀、致密的锌合金层。
钝化是在锌层的表面形成一层保护性的氧化膜，使锌层具有更好的耐蚀性能。
钝化的主要原理是当锌与氧发生反应时，生成一层致密的氧化锌薄膜，该薄膜可以在一定程度上隔离空气和水分，减少锌在外界环境中的腐蚀速度。
下面将详细介绍镀锌产品钝化的原理。
1. 电化学原理：在镀锌过程中，首先将钢件作为阴极，与阳极的锌板之间形成电化学反应。
在电解液的作用下，阳极锌板上的金属锌被溶解成为锌离子，然后在钢件的表面沉积下来形成锌层。
在钝化的过程中，当锌的表面与氧气发生反应时，生成氧化锌薄膜。
电化学反应的过程主要是锌溶解和氧化锌的生成，锌离子与氧化锌在钢件的表面上相互转化。
2. 不均匀腐蚀原理：钢件表面形成的锌层有导电性，在外界环境中形成一个微小的电池。
当钢件表面的锌层破损或出现裸露时，锌与氧发生反应生成氧化锌。
钢件表面的锌层充当阳极，氧化锌薄膜充当阴极。
由于氧化锌的比锌还原电位高，所以氧化锌接受电子，还原成锌离子，从而发生锌层的不均匀腐蚀。
在这个过程中，锌层破损部位的锌溶解得相对较多，而周围的锌层则保护得较好。
从而形成锌层的不均匀腐蚀，进一步保护了钢件的表面。
3. 阴极保护原理：钢件表面镀锌后，形成的锌层具有良好的阴极保护性能。
因为锌的标准电位是-0.76V，比钢铁的标准电位-0.44V高。
当环境中出现腐蚀介质时，腐蚀介质在电位上比锌更容易和钢铁发生反应。
因此，腐蚀介质首先与锌层发生反应，而将钢件表面保护起来，使得钢件不易发生腐蚀。
这是镀锌产品具有较好耐蚀性的重要原因之一。
4. 微观结构变化原理：在镀锌过程中，锌与钢件表面的铁形成锌铁合金层。
在这个过程中，锌与钢中的铁发生固溶反应，形成致密的金属化合物层。
这种形成的金属化合物层在一定程度上阻止了环境中的氧气和水分对铁的腐蚀。
因此，镀锌产品的钢件表面形成的锌铁合金层也为锌层提供了额外的保护层。
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溶液pH值
金属在中性液中一般较易钝化，在碱性溶液、强 酸性溶液中，不易钝化。
*不能因此认为阳极反应生成难溶性产物就一定导致钝化。 例：在液相反应中生成疏松沉淀物，不对阳极过程起明显
的阻化作用。
三.影响电镀中阳极过程的主要因素
电流密度
阳极充电曲线
碱锡阳极极化曲线
三.影响电镀中阳极过程的主要因素
易钝化的金属有：铬、钼、镍、铼、钛、铝。
不锈钢电镀 阳极篮
镍上镀镍 铬上镀铬
三.影响电镀中阳极过程的主要因素
2. 溶液组成的影响
络合剂 提高阴极极化，改善镀层质量； 保证阳极能正常溶解； 游离络合剂、辅助络合剂
三.影响电镀中阳极过程的主要因素
活性离子
酸性镀镍溶液中： 阳极主反应：Ni - 2e- → Ni2+ （银灰色极板） 副反应：2H2O—4e-4H++O2 Ni2+-e- Ni3+ Ni3+ + 4OH- →Ni(OH)3 水解反应 2Ni2O3暗棕色 2Cl--2e-Cl2
三.影响电镀中阳极过程的主要因素
氧化剂 如K2Cr2O7、KMnO4、 K2CrO4、AgNO3及O2 有机SAA 作用：改善镀层性能； 有的SAA对金属的阳极溶解起阻化作用。 阻化作用解释： •吸附改变双电层结构，提高阳极反应活化能。 •吸附层妨碍离子自由转入溶液，阳极溶解受阻。
三.影响电镀中阳极过程的主要因素
超钝化区
恒电位阳极极化曲线
稳定钝 化区
描述一个电极反应 得失电子的能力， 极化程度的内因。
2.4
电镀阳极过程
i0越大，所需的推 动力（外电流密度） 越小，过电位越低。
低过电位金属i。 ≈10~10-3A/cm2
中过电位金属i。 ≈10-3~10-8A/cm2
高过电位金属i。 ≈10-8~10-15A/cm2
电能消耗增大；
镀液离子不平衡；
镀层质量变差。
二.钝化(passivation)
如何辨析电镀中阳极的钝化： 整流器电压突然升高 ------阳极钝化、导电棒接触不良 从阳极的表面状况变化来识别钝化。 -------极板的颜色、覆盖物 看气泡、闻气味
二.钝化(passivation)
Pb Sn Hg Cd Ag
Cu Zn Bi Sb
Fe Co Ni 其它过渡族金属 贵金属
二.钝化(passivation)
防止钝化 （可溶性的阳极）
利用钝化
（不溶性的阳极、
转化膜处理-钝化处理）
二.钝化(passivation)
1.防止钝化，保证阳极正常溶解。（可溶性的阳极）
电镀中阳极钝化的弊端：
如何防止阳极钝化
掌握好阴、阳极面积比与电流密度；
经常洗刷阳极；
搅拌电解液；
添加阳极活化剂。
二.钝化(passivation)
利用钝化
ห้องสมุดไป่ตู้
（不溶性的阳极、
转化膜处理-钝化处理）
钝化类型：化学钝化 （临界钝化浓度，氧化剂）
电化学钝化（临界钝化电位，阳极极化）
三.影响电镀中阳极过程的主要因素
1.金属本性的影响
温度
作业
1.采用PPT的形式介绍铜、镍、铬、锌四种镀种及 在不同镀液体系下所使用的阳极材料，（涵盖规格， 价格、产地、阳极形状、种类），要求图文并茂。
2.采用视频文件或其他你喜欢的形式介绍不同镀种 的阳极材料。（前两题任选其一）
3.举例说明在表面处理行业如何利用钝化，哪些 地方又要防止钝化？
2.4
电镀阳极过程 电镀阳极
可溶性阳极
不溶性阳极
2.4
电镀阳极过程 电镀阳极的作用
构 成 导 电 体 系
维 持 离 子 平 衡
确 保 电 流 均 分 布
控 制 电 镀 质 量
正常 溶解 区， 阳极 表面 处于 活化 状态
2.4
电镀阳极过程
过渡钝化区，阳极金 属表面由活化态转变 为钝态；
临界钝 化
三.影响电镀中阳极过程的主要因素
活性离子
1－含氯化钠； 2－不含氯化钠
镀镍溶液中镍阳极极化曲线
三.影响电镀中阳极过程的主要因素
活性离子
解释：
1)Cl-能与金属形成氯化物或氯的吸附层，排挤 氧原子吸附层，故使钝态消除； 2) Cl-与氧化物薄膜作用形成可溶性化合物； 3) Cl-为膜内杂质组分，改善膜的离子导电性能 和电子导电性能, 使金属 溶解速度加快。