ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сравнительная характеристика цинковых электролитов из "Электролитические покрытия металлов " От природы и состава электролитов зависят каче- ство осадков на катоде и скорость процесса осаждения. Так как качество осадков и скорость процесса в значительной степени определяются характером и степенью изменения катодных потенциалов, то для сравнительной оценки электролитов цинкования (как и других видов покрытий металлами) лучше всего исходить из относительного расположения поляризационных кривых [15] (рис. IV- ). Чем резче выражена катодная поляризация, тем более мелкозернистые и равномерные по толщине осадки на катоде. [c.135] В кислых электролитах без специальных добавок катодная поляризация сравнительно невелика во всем рабочем интервале плотностей тока (кривая 1), и выход металла по току с повышением плотности тока до определенного предела ( доп) возрастает. Осадки на катоде, образующиеся из таких электролитов, удовлетворительны по структуре, но менее равномерны по толщине слоя, чем, например, из цианистых и других комплексных электролитов. Однако допустимая плотность тока и, следовательно, скорость процесса, в кислых электролитах может быть значительно выше, чем в комплексных. Наиболее эффективными являются борфтористоводородные электролиты, так как они обладают высокими буферными свойствами, по-видимому, вследствие образования более сильной кислоты — гидрата трехфтористого бора НВРзОН при гидролизе НВр4. [c.135] Кислые электролиты применяются главным образом для цинкования изделий простой формы (листы, лента, проволока, стержни, пластины и т. п.). Электролиты, содержащие тюверхностно-активные вещества, повышающие катодную поляризацию, могут использоваться для цинкования также и рельефных деталей. [c.136] В щелочно-цианистых электролитах цинк находится в виде комплексных анионов типа 2п(СМ)4 и 2п(ОН)4, константы нестойкости К которых очень малы и составляют [16] соответственно 10 - -10 и 10 -ь10 . Вследствие этого стационарные потенциалы значительно сдвияуты в сторону отрицательных значений. [c.136] Выделение цинка на катоде из таких растворов происходит при высокой катодной поляризации, особенно при большом содержании свободного цианида (см. рис. 1У-1, кривая 6). Поэтому осадки из цианистых электролитов получаются очень мелкозернистыми и более равномерными по толщине, чем из растворов простых солей цинка в отсутствие специальных добавок. [c.136] В цианистых электролитах выход металла по току ниже, чем в кислых растворах, и снижается при повышении плотности тока (особенно резко при большом содержании свободного цианида). Последнее в значительной мере способствует улучшению равномерности распределения металла на катоде. [c.136] Этот процесс, хотя и менее интенсивно, протекает также в отсутствие перемешивания вследствие взаимодействия электролита с окружающей атмосферой, поэтому ванны с цианистыми растворам должны быть оборудованы специальными (бортовыми) вентиляционными отсосами. За счет арбонизации состав цианистых электролитов менее устойчив по сравнению с кислыми и требует частого корректирования — добавления цианида. [c.136] Анодная поляризация в цианистых цинковых электролитах несколько выше, чем в кислых. При электролизе с высокой анодной плотностью тока (выше допустимого предела) наступает пассивирование анодов и потенциал анодов резко смещается в сторону положительных значений. Это обусловливает выделение на аноде кислорода и снижение анодного выхода металла по току. Особенно сильно проявляется пассивирование анодов при недостатке в электролите свободного лиганда (цианида и щелочи) чем ниже концентрация лиганда, тем при меньшей плотности тока наступает пассивирование анодов. [c.136] Щелочно-цианистые электролиты широко применяют в промышленности для покрытия изделий различной формы — простых и сложных по конфигурации. Серьезным недостатком обычных цианистых электролитов цинкования (без специальных добавок) является значительное наводороживание в них стальных деталей, что приводит к резкому ухудшению механических свойств деталей после покрытия уменьшается пластичность, увеличивается склонность стали к хрупкому разрушению. [c.137] Компактные светлые осадки на катоде получают из цинкатно-го электролита в присутствии добавок (доли грамма на 1 л) солей олова, свинца, ртути и некоторых других металлов при повышенной температуре (40—60 °С) [18, 19], Допустимая плотность тока на катоде в таком электролите при обычно применяемой небольшой концентрации цинка (0,2—0,3 и.) не превышает (1—1,5) X ХЮ2 А/м2. [c.137] В последнее время разработаны цинкатные электролиты, в состав которых входят органические поверхностно-активные вещества, способствующие значительному повышению катодной поляризации (см, рис. 1У-1, кривая 6) и улучшению качества 01садков цинка на катоде в широком интервале плотностей тока 1к== = (0,5—10)-102 А/м2]. [c.137] Рассеивающая способность цинкатных электролитов сильно зависит от концентрации цинка в электролите. Растворы, содержащие 0,1—0,3 н. цинка, имеют более высокую рассеивающую способность (особенно с добавками некоторых ПАВ) по сравнению с кислыми благодаря большой электропроводности и повышенной поляризуемости катода в рабочем интервале плотностей тока. Эти электролиты с добавками ПАВ могут заменять цианистые при нанесении покрытий на сложные по форме детали. [c.137] Достоинствами цинкатных электролитов являются нетоксич-ность и отсутствие коррозионной агрессивности, простота состава и приготовления электролита. [c.137] Аноды при высоких плотностях тока пассивируются, пассивирование происходит при тем меньшей анодной плотности тока, чем ниже концентрация щ,елочи в электролите [20]. [c.138] В аммиакатных электролитах цинк присутствует в виде аммиачного комплексного катиона 2п(МНз) (где п=1—4 в зависимости от концентрации аммиака). Константы нестойкости К, по данным [16], равны / Сп=1=4,26-10- , /(Сг =2= 1,54-10- Кп=з = = 4,87-10 ,. п=4=3,46-10 . Восстановление этих ионов протекает при более отрицательном потенциале, чем восстановление простых гидратированных ионов, но с повышением плотности тока катодный потенциал изменяется не так резко (см. рис. IV-1, кривая 3), как в цианистых и нирофосфатных электролитах — наклон поляризационных кривых менее значителен. [c.138] Допустимый верхний предел плотности тока так же, как и в цинкатных электролитах, сильно зависит от концентрации металла и в обычно применяемых разбавленных растворах (2п 0,2— 0,4 н.) не превышает 1,5-102 А/м . Выход металла по току близок к теоретическому и мало изменяется при повышении плотности тока. Удовлетворительные по качеству осадки получаются из этих электролитов только в присутствии некоторых органических добавок. [c.138] Рассеиваюшая способность аммиакатных электролитов выше, чем простых кислых (без специальных добавок), но заступает рассеивающей способности цианистых. Аноды в аммиакатных электролитах растворяются в интервале рабочих плотностей тока (равных катодным) с высоким выходом по току. [c.138] Вернуться к основной статье