氯化物(wù)镀锌层表面粗糙度的影响因素及其控制
镀锌层具有(yǒu)良好的装饰性和防护性,在仪器仪表、電(diàn)子電(diàn)器、机械和船舶等领域有(yǒu)着广阔的应用(yòng)空间。镀层表面粗糙度不仅反映镀层外观质量的好坏,还直接影响镀层的性能(néng)。
電(diàn)流密度对镀层表面粗糙度的影响
在镀液温度50℃,镀液pH值5的条件下,研究電(diàn)流密度对镀层表面粗糙度的影响。電(diàn)流密度对镀层表面粗糙度有(yǒu)明显影响;随着電(diàn)流密度由1 A/dm2提高至9 A/dm2,镀层表面粗糙度呈近似線(xiàn)性关系增大,由1.344 μm增至1.600 μm。不同電(diàn)流密度下所得镀层的表面形貌和三维形貌,分(fēn)别如图2和图3所示。当電(diàn)流密度為(wèi)3 A/dm2时,析氢过電(diàn)位低且沉积速率慢,電(diàn)极反应所消耗掉的金属离子能(néng)及时得到补给,因而氢气的产生量小(xiǎo),镀层表面的针孔、积瘤等缺陷少,表面相对较平整;当電(diàn)流密度為(wèi)9 A/dm2时,尽管阴极过電(diàn)位增大,有(yǒu)助于细化晶粒,但此时電(diàn)极过程液相传质受限的可(kě)能(néng)性变大,出现少量氢气被晶粒包裹的情况,导致镀层表面形成针孔、积瘤等缺陷,造成镀层表面粗糙度增大。由此可(kě)知,要获得表面较平整的镀层,应采用(yòng)低電(diàn)流密度。表面粗糙度可(kě)用(yòng)表面粗糙度仪进行快速测量。
镀液温度对镀层表面粗糙度的影响
在電(diàn)流密度1A/dm2,镀液pH值5的条件下,研究镀液温度对镀层表面粗糙度的影响。镀液温度对镀层表面粗糙度有(yǒu)一定影响;随着镀液温度从30℃升高至50℃,镀层表面粗糙度由1. 584 μm降至1.344μm。不同镀液温度下所得镀层的表面形貌,如图5所示。由图5可(kě)知:当镀液温度為(wèi)30℃时,镀液的分(fēn)散能(néng)力及离子活性差,沉积速率较慢,加之阴极電(diàn)流效率低,故所得镀层表面灰暗且粗糙;当镀液温度為(wèi)50℃时,传质效果改善,沉积速率加快,同时副反应发生的可(kě)能(néng)性降低,此时镀层较為(wèi)平整。由此可(kě)知,提高镀液温度有(yǒu)利于获得平整的镀层。
镀液pH值对镀层表面粗糙度的影响
在電(diàn)流密度1 A/dm2,镀液温度50℃的条件下,研究镀液pH值对镀层表面粗糙度的影响。随着镀液pH值的增大,镀层表面粗糙度呈先降低后升高的变化趋势。其原因為(wèi):镀液pH值较低时,H+容易在阴极表面放電(diàn)析出,导致针孔、积瘤等缺陷形成的可(kě)能(néng)性提高,镀层表面凹凸不平;随着镀液pH值的增大,阴极電(diàn)流效率提高,析氢反应所消耗掉的電(diàn)量降低,因而镀层缺陷减少,表面状况改善;当镀液pH值增大到一定程度后,由于阴极周围H+的浓度降低,可(kě)能(néng)形成少量金属氢氧化物(wù)或碱式盐夹杂于镀层中,使得镀层的整平性降低。