Распределение тока и металлов на поверхности катод

Распределение тока и металла на поверхности катода зависит от электрохимических (характерных для данного состава электро- [c.218]

При гальванических покрытиях деталей сложных профилей, как правило, возникает сложная задача выбора геометрических TI электрохимических параметров электролиза, обеспечивающих равномерное распределение тока и металла на поверхности катода. Вариацией существующих параметров не всегда удается получить заданный разброс толщины покрытия по поверхности изделия. [c.112]

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКА И МЕТАЛЛА НА ПОВЕРХНОСТИ КАТОДА [c.124]

Рис. 186. Прибор для измерения распределения тока и металла на поверхности катода (Г. Хэ-ринг, В. Блюм).

Распределение тока и металла по поверхности катода сложного профиля неравномерное, что является большим недостатком кислых электролитов. Кроме того, в кислых электролитах происходит контактное выделение меди на более электроотрицательных металлах (сталь, сплавы цинка и др.) в виде осадка, который плохо связан с основой и легко отделяется вместе с последующим покрытием. Поэтому перед меднением из кислого электролита на детали из стали или цинкового сплава необходимо наносить тонкий слой меди из цианидного электролита или слой никеля. [c.163]

Скорость процесса нанесения покрытий заданной толщины на рельефные изделия будет зависеть также от рассеивающей способности электролита, характеризующей собой равно.мерность распределения тока и металла по поверхности катода. [c.15]

Обычно изучение распределения тока проводят в небольших электролитических ячейках, значительно меньших, чем производственные ванны, как бы на моделях последних, и полученные результаты относят к большим электролизерам. Такой метод изучения, называющийся моделированием электролитической ячейки , требует некоторых необходимых условий, ибо результаты по распределению металла на поверхности катода, полученные для маленькой электролитической ячейки, нельзя полностью перенести на большую ванну. Для того чтобы распределение тока в маленькой и большой электролитических ячейках было одинаковым, необходимо соблюдение некоторых дополнительных условий. [c.409]

На рис. 208 представлены результаты изучения распределения металла на поверхности катода, полученные при одинаковой плотности тока в различных по величине электролитических ячейках. В данном случае ячейка II является моделью ячейки I. Как видно из кривых, распределение металла на катоде в маленькой и большой ячейках резко различается. [c.409]

Фиг. 144. Схема распределения тока пределения металла на като-по поверхности катода де, а также И условия, опре-

Способность электролита покрывать гальваническим осадком углубления на поверхности металла называется его кроющей способностью. Она обусловливается характером распределения силовых линий электрического поля в электролите и плотностью тока, при которой еще достигается потенциал выделения металла на поверхности основы. Кроющая способность чаще всего определяется измерением площади непокрытой поверхности катода в углублениях при строго определенных условиях осаждения. [c.218]

Однако вследствие катодной поляризации соотношение фактической плотности тока и распределения металла по поверхности катодов заметно отличается от соотношений, выраженных уравнением (129). В реальных условиях электролиза отношение массы выделившегося металла на катодах К и /Сг будет меньше, чем отношение теоретического распределения тока (или [c.204]

Искусственные приемы, улучшающие равномерность распределения тока на поверхности катодов Помимо рассмотренных геометрических факторов, влияющих на распределение металла на электроде, регулировать толщину покрытия можно при помощи метода экранирования , который в настоящее время широко применяется на практике в тех случаях, когда на отдельных участках катода требуется уменьшить скорость выделения металла [1, 60, 61]. Сущность метода экранирования заключается в том, что между анодом и определенным участком покрываемого изделия помещается токонепроводящий щит (экран). В результате пути прохождения тока к этому участку электрода удлиняются, распределение тока изменяется и тем самым снижается плотность тока на нем (рис. 210). [c.414]

Как указывалось выше, помимо перечисленных, имеются еще факторы, изменяющие распределение тока на поверхности катода. К ним относятся природа покрываемого металла, степень его однородности, состояние поверхности электродов и др. Поскольку наличие этих факторов обусловлено природой покрываемого образца, связано с определенного типа технологией и не зависит от самого процесса электролиза, их влияние можно назвать преходящим. [c.425]

Холодный ход ванн характеризуется пониженной температурой расплава. Внешние признаки более темная окраска катодного металла, появление на поверхности металла корок электролита толще обычных, неравномерное распределение тока по катодам. Причинами холодного хода могут быть занижение уровня электролита, повышение уровней анодного сплава и катодного металла, а также недостаточная сила тока. Для устранения холодного хода доливают электролит или выливают катодный металл. [c.365]

Распределение металла покрытия по поверхности элемента конструкции, в свою очередь, зависит от многих свойств электролита и характеризуется рассеивающей способностью (P ). P определяет перераспределение металла и тока по поверхности электрода при нанесении покрытия. На P оказывают влияние форма электролизера, площадь и конфигурация электродов, их расположение — взаимное и относительно внутренней поверхности емкости (геометрические факторы), состав электролита и режим электролиза (электрохимические факторы), а также состояние поверхности катода (переходящие или случайные факторы). [c.187]

Зависимость потенциала металла от состава и концентрации электролита может сказаться на разности потенциалов между алюминием и металлом, находящимся с ним в контакте. При этом может измениться величина гальванической коррозии — усилится коррозия алюминия при контакте с железом в щелочной среде [31]. В некоторых случаях изменения природы электролита могут привести к перемене направления тока в элементе электрод, бывший ранее катодом, может стать анодом, а анод — катодом [32]. Кроме того, на разности потенциалов между алюминием и другими металлами (так же, как и в случае различных алюминиевых материалов) отражается состояние поверхности электродов [32], относительные размеры анода и катода [33], распределение на них кислорода и различная степень деформации. [c.513]

Рис. 5. Кривые распределения потенциала и плотности коррозионного тока на гетерогенной поверхности металла (участки I к II электрически соединены I — катод II — анод)

Особенностью контактной коррозии в атмосферных условиях является большая глубина коррозионного поражения непосредственно в месте контакта при относительно небольших общих материальных потерях. Это связано со спецификой распределения плотности тока по поверхности гальванического элемента контактирующих металлов (рис. 20). При атмосферной коррозии, когда речь идет о весьма тонких слоях электролита, на поверхности подвергнутой коррозии электросопротивление последних резко увеличивается с удалением от места контакта, что приводит к соответствующему падению плотности тока до нулевой. При этом плотность тока в месте контакта на стороне анода в несколько раз выше, чем на катоде. Обычно контакты в данном случае оказывают влияние на расстоянии от линии контакта, составляющем несколько миллиметров. На большем удалении коррозия обеих частей гальванической пары протекает независимо от наличия контакта. Подобный характер контактной коррозии приводит к тому, что на локальные материальные потери не оказывают влияния площади катодных и анодных участков при прочих равных условиях они определяются протяженностью линии контакта. [c.29]

Однако вычисления по данной формуле дают лишь представление о средней толщине слоя покрытия, величина которой тем ближе к фактической толщине, чем равномернее распределяется ток по поверхности покрываемых изделий. Практически силовые линии тока, идущие через электролит от анода к катоду, распределяются по поверхности неравномерно, сосредоточиваясь на краях и выпуклостях в большем количестве, чем на остальных участках, что приводит к неравномерному осаждению металла по поверхности изделия. На краях и выпуклых участках толщина осадка получается большей, чем на средней части поверхности и на глубоких участках. Неравномерность распределения металла при различных составах электролитов и при выделении разных металлов будет различной. [c.18]

Для представления о количественном распределении металла на катодной поверхности введено понятие о рассеивающей способности. Рассеивающей способностью называют свойство электролита и данной электролизной системы в целом во время прохождения тока обеспечивать равномерное распределение металла на катоде. [c.18]

Качество и свойства формируемых покрытий в значительной мере связаны с составом применяемого электролита. Прежде всего это относится к соотношению концентраций двух основных компонентов — цианида серебра и свободного цианида щелочного металла. Увеличение концентрации свободного цианида способствует росту катодной поляризации, что приводит к формированию мелкокристаллических покрытий, повышению равномерности распределения тока по поверхности катода, лучшему растворению серебряных анодов. Оптимальное соотношение концентрации серебра и свободного цианида 1 (1 —1,5). При работе с электролитами, содержащими добавки поверхностно-активных веществ, принимают повышенное содержание свободного цианида. В электролитах предварительного серебрения, когда необходимо предотвратить контактное выделение серебра на медном катоде, содержание свободного цианида должно быть в 10—15 раз больше, чем металла. [c.94]

Электроды-инструменты для электрохимической обработки изготавливаются из металлов с хорошей электропроводностью и стойких против коррозии красной меди, латуни, различных марок нержавеющей стали. Рабочая часть электродов представляет собой несколько откорректированный негативный профиль детали. Корректировка рабочей части вызвана особенностями обтекания детали электролитом, а также спецификой распределения электрического тока в электролите. Если, например, требуется воспроизвести плоскую поверхность, то катод следует применять слегка выпуклой формы, так как по краям детали концентрация тока выше и процесс протекает интенсивнее, чем в центре. При электрохимическом профилировании на оптимальных режимах и правильно выбранном электролите отложения металла на катоде не происходит. Катоды имеют практически неограниченный срок службы, [c.56]

Пусть —IV — потенциал свободных электронов в металле, а химический потенциал Хо при 0° К меньше —и на величину ф (фиг. 91). При конечных температурах электроны, обладающие большой энергией (т. е. находящиеся в верхней части распределения Ферми), могут вылететь из металла наружу. Используя данный металл в качестве катода и создавая определенную разность потенциалов между ним и каким-либо анодом, можно собрать все электроны, покинувшие металл. Показать, что возникающий при этом термоэлектронный ток / через единицу поверхности металла определяется формулой Ричардсона [c.275]

Распределение тока и металлов на поверхности катода 124—129 Рассеивающая способность электролитов 125 Растрескивание внутрикристал-литное 33 Реакции коррозионные анодная 13 катодная 13—15 особенности 20 Регуляторы роста кристаллов 120 [c.207]

Рис. 11-5. Ячейка для измерения распределения тока и металла на поверхности катода Херинга и Блюма

Выше указывалось, что распределение тока и металла на отдельных участках поверхности катода приближается к равномерному, если критерий электрохимического подобия (3=а/р/о) возрастает. Рассматривая микрораспределение тока с тех же позиций, что и макрораспределение, можно сделать вывод о равномерности вторичного распределения тока на микропрофиле. Действительно, значения показателя рассеивающей способности электролитов, применяемых в гальванотехнике, имеют порядок миллиметров— сантиметров. [c.81]

В процессе электролиза электрический ток и металл распределяются по поверхности катода неравномерно, так как сопротивление катода на разноудаленных от анода участках его различно. На ближних и выступаю-ших местах, где выше концентрация силовых линий и меньше электрическое сопротивление, металла осаждается больше, чем на удаленных и экранированных участках катода. Кроме того, равномерность в различных электролитах распределения тока и металла по [c.149]

Тлеющий и д у г о в о й р а 3 р я д [ ]. Эти формы газового разряда являются стационарными, то может длительное время проходить через газ, не меняя своего значения. Нетрудно сформулировать требования стационарности разряда. Около поверхности отрицательного электрода (катода) ионизации нет, т. к. агенты ионизации—электроны—именно отсюда начинают двигаться и способны достигнуть ионизационной энергии, только пройдя нек-рое расстояние d, В области от катода до этого й газ остается так. обр. непроводником. В первые моменты по наложении напряжения ток может проходить через газ емкостным образом в непро одящем слое и путем переноса за рядов в остальной части междуэлектродного пространства длительное же существование разряда возможно очевидно только при наличии переноса зарядов также и в непроводящем слое. Было показано, что источником носителей тока в этом слое являются электроны, сорванные с катода. Процесс развивается след, образом при включении напряжения равномерное распределение потенциала между электродами быстро искажается таким образом, что у катода образуется большое падение на непроводящем слое. Положительные ионы разгоняются в этом слое и, попадая на поверхность катода, вырывают оттуда электроны. В виду того что этот акт сильно зависит от металла катода, характеристики тлеющего разряда определяются не одним только газом, как в Тоунсенд-форме, но и материалом катода. Замечательной особенностью тлеющего разряда является постоянство катодного падения потенциала в очень значительных пределах изменения, приложенного извне к трубке. Сида тока через газ при тлеющем разряде может быть представлена соотношением [c.28]

Вопрос о распределении тока на поверхности электрода имеет чрезвычайно важное значение при решении многих задач в самых разнообразных областях электрохимии [1—5]. При электроосаждении металлов равномерность распределения тока определяет возможность получения осадка одинакового качества и толшины по всей поверхности катода. Не менее важна равномерность распределения тока и при лрове-дении различных электрохимических исследований, особенно таких, которые основаны на функциональной зависимости от плотности тока. [c.374]

Естественно предполагать, что причиной такого неравномерного распределения являются конвекционные токи, возникающие в процессе электролиза. Когда в результате обеднения прикатодного слоя электролит, имеющий меньший удельный вес, поднимается вверх, на его место снизу поступает более концентрированный раствор. Это предположение подтверждается другими опытами. Если, например, электрод интенсивно вращать вокруг своей оси, обеспечив тем самым равномерную подачу свежего электролита ко всем частям поверхности катода, то распределение металла на нем получается симметричным (кривая II). Очевидно, если в этом случае была бы не концентрационная, а только химическая поляризация, то перемешивание не оказало бы влияния на распределение металла, поскольку она не влияет на химическую поляризацию. Аналогичные результаты были получены Ж- Биллитером [28] для различного расположения стержневого катода (горизонтального и вертикального). Было показано, что распределение металла на стержне при горизонтальном положении более равномерно, чем при вертикальном. Частичное устранение концентрационной поляризации путем перемешивания улучшает распределение металла на поверхности вертикального стержня. [c.420]

Особенности процесса электроосаждения хрома — высокие плотности тока, низкая рассеиваюшая способность, повышение выхода металла по току с ростом плотности тока — вызывают более неравномерное распределение металла по поверхности катода, чем это наблюдается при получении других покрытий. Поэтому при разработке технологии хромирования различных деталей, в особенности повышенной точности или сложной конфигурации, уделяется большое внимание конструкции приспособлений для загрузки деталей в ванну. В непосредственной близости от выступающих участков деталей располагают дополнительные катоды, у отдаленных участков — вспомогательные аноды, покрываемую поверхность ограничивают экраном из диэлектрического материала. Чем ближе расположены к детали дополнительные катоды и диэлектрические экраны, тем эффективнее проявляется их защитное действие, которое снижает краевой эффект — образование на этих участках утолщенного осадка. Существенное значение имеет взаимное расположение электродов. При осаждении покрытий большой толщины целесообразно уменьшить расстояние между электродами, но в таких пределах, чтобы не затруднялся свободный выход пузырьков газа и не нарушался тепловой режим работы электролита. Для декоративного хромирования профилированных деталей увеличивают межэлек-тродное расстояние, что создает условия для покрытия всей поверхности тонким слоем хрома. [c.158]

Рядом ученых установлено, что повышение катодной поляризации в присутствии некоторых органических добавок связано с образованием адсорбционных комплексов в растворе типа коллоид—ион или с адсорбцией молекул добавки на поверхности катода. В первом случае повышение катодной поляризации объясняется недостаточной скоростью образования ионов металла из коллоидного комплекса в прикатодном слое, во втором — резким сокращением истинной или рабочей поверхности катода и, следовательно, увеличением истинной плотности тока. Отсюда ясно, что добавки органических веществ, как правило, не только не ускоряют процесс электрсосаждеиия металла, ио в некоторых случаях замедляют его, снижая допустимый верхний предел плотности тока. Некоторое сокращение продолжительности электролиза в присутствии органических добавок при одинаковой плотности тока возможно за счет улучшения распределения тока и равномерности покрытия. [c.12]

При покрытии изделия сложной конфигурации ток распределяется неравномерно по его поверхности, причем на выступающих местах сила тока всегда болъше, чем в местах, удаленных от анода. Чем больше разница в расстояниях от анода до различных участков поверхности катода, тем менее равномерно распределение на ней тока и металла. Поэтому трудно установить, какова истинная плотность тока на отдельных участках катода. Можно говорить лишь о средней плотности тока, рассчитываемой как от-.ношение силы тока к общей покрываемой поверхности изделия. При этом истинная плотность тока на отдельных участках катода может значительно превышать среднюю плотность тока и при неправильном выборе последней на этих местйх будут расти дендриты или губчатые образования. [c.15]

Как видно из рис. У-З, распределение металла по катодной поверхности в станнатном электролите значительно равномернее, чем в кислом, и мало зависит от плотности тока [6]. Щелочные растворы солей двухвалентного олова (станнитные растворы) пока не применяются для оловянирования, так как олово выделяется из них в виде крупных кристаллов, осыпающихся с катода при продолжительном электролизе — восстановление ионов 5п(ОН)4 сопровождается незначительной поляризацией. Кроме того, щелочные соли двухвалентного олова мало растворимы в воде, и на поверхности оловянных анодов довольно быстро образуется со- [c.208]

В электролитах, приготовленных на основе солей калия, хорошие осадки можно получать и без специальной их очистки, если присутствуют в них нитрат-ионы ухудшение структуры осадков не происходит вплоть до предельного тока диффузии разряжающихся ионов серебра. Возможно, что ионы МОз хорошо адсорбируются поверхностью серебра и препятствуют адсорбции посторонних примесей [4, с. 271 6]. По этой же причине, вероятно, в электролитах, содержащих азотнокислые соли, не оказывают влияния на структуру покрытий поверхностно-активные вещества, которые в отсутствии Ыбз способствуют образованию в них блеска. Таким образом, для приготовления и корректировки электролита лучше применять цианистый калий и растворять азотнокислое серебро, не переводя его в хлористую соль, как это делалось обычно. Кроме того, учитывая, что нитрат-ионы улучшают структуру осадков, повышают допустимый верхний предел плотности тока и равномерность распределения металла на катоде (см. гл. VI), следует добавлять к цианистокалиевому электролиту дополнительно 70—120 г/л КМОз [4, 8, 9]. [c.330]

Очень велико в л и я н и е кислорода на распределение коррозии, особенно в нейтральных растворах. Эванс обнаружил, что причиной часто наблюдаемого распределения по поверхности металла анодных и катодных участков служит неравномерность доступа воздуха к разным частям поверхности металла. Эванс назвал это явление неравномерной или дифференциальной аэрацией. На весьма простом опыте (рис. 36) он показал, что если к одной из железных пластин, опущенных в электролит, подвести больше кислорода, чем к другой, то возникает электрический ток, причем электрод, соприкасающийся с лучше аэриуемым раствором, является катодом. Такое распределение анодных и катодных участков объясняется большей пассивацией лучше аэрируемых участков и вследствие этого сдвигом их потенциалов в положительном направлении. [c.56]

Оценивая результаты приведенного анализа, следует учесть дополнительно два существенных обстоятельства, говорящих в пользу автоэлектронной теории дуги. Во-первых, требуемые теорией значения градиента поля для автоэлектронной эмиссии по каким-то причинам оказываются завышенными по сравнению с найденными экспериментально. Так, по данным Бимса [Л. 24] автоэлектронная эмиссия с чистой ртутной поверхности возникает при напряженности около 1,8 -10 в см. В условиях грязной поверхности эта цифра снижается до 3,5 10 в/см, Дайк и Тро-лан [Л. 155] наблюдали в условиях предельной чистоты поверхности металлов автоэлектронную эмиссию при напряженности около 2- 10 в/см. Во-вторых, нельзя забывать о том, что вследствие несовершенства техники определения плотности тока в области катодного пятна мы всегда имеем дело с заведомо заниженными значениями, как это наглядно иллюстрирует вся история подобных оценок. Как было указано в 3, они основывались на измерении не непосредственно сечения самого канала тока у поверхности катода, а поверхности яркого свечения в катодной области дуги либо величины эрозированной поверхности металла, не дающих точного представления о плотности тока. Кроме того, если даже принять указанные поверхности эквивалентными сечению канала тока, то по самой природе рассматриваемых измерений они способны дать лишь усредненные значения плотности тока. Неравномерность распределения тока может быть настолько существенной, что мгновенные максимальные значения плотности тока могут на порядки превысить определяемые средние значения. Из этого должен быть сделан общий вывод, что недостаточно высокие с точки зрения теории значения плотности тока в катодном нятне не могут служить серьезным аргументом против автоэлектронной теории дуги, особенно если речь идет о расхождении требуемых и найденных значений всего лишь на 1—2 порядка. Как это ни странно, указанный очевидный источник неувязки теории и опыта обычно игнорируется противниками автоэлектронной теории и даже расхождение всего лишь на 1 порядок теоретических и экспериментальных значений плотности тока в пятне рассматривается как достаточное основание для отказа от этой теории [Л. 152]. [c.68]

Электролитическое удаление покрытий Дефектные покрытия удаляются электролизом. из электролитов определенного состава. Процесс осуществляют в боль шинстве случаев на постоянном токе, но в некоторых - случаях применяют и переменный. Рекомендуется ревер-сирование постоянного тока. Деталь подвешивается в качестве анода. Состав электролита должен быть таким, чтобы при выбранном режиме покрытие быстро растворялось и не разрушался основной металл. Электролиты применяются кислые и щелочные. В некоторых случаях для удаления одного и того же покрытия мо>кно исполь зовать электролиты обоих типов. Так делают, например при удалении цинковых, кадмиевых, серебряных и дру гих покрытий. Из условий режима работы наиболее важное значение имеют температура и плотность тока, влияющие не только на скорость растворения покрытия, но и на состояние поверхности основного металла после удаления покрытия. К сожалению, нельзя дать общих параметров оптимального/режима работы. Очень часто оптимальный режим процесса удаления покрытия устанавливается экспериментально для каждого отдельного случая. Считается выгодным ускорять растворение по-. крытия повышением температуры и перемешиванием электролита, а не повышением плотности тОка и повыше-нием напряжения. Срок службы электролитов разный у щелочных он больше, так как некоторые (например цианистые) одновременно регенерируются (на аноде металл покрытия растворяется, а на катоде он может осаждаться). Кислые электролиты, особенно электролиты из концентрированных кислот, имеют меньший срок службы даже при условии их регенерации. Электролити-ческие способы удаления покрытий также имеют недостатки. В результате плохой рассеивающей способности электролита и в связи с этим неравномерного распределения тока по поверхности детали на деталях сложной конфигурации покрытие растворяется неравномерно. На, [c.44]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...