电镀科技论文

用赫尔槽研究钾盐镀锌光亮剂用量及镀液分散能力

刘峰娄利利

（郑州轻工业学院，郑州450002）

摘要：赫尔槽是利用电流密度在远近、阴极上分布不同的原理，设计成的一种平面阳极和阴极构成的一定斜度的的小型试验槽，形状类似梯形，又称梯形槽。本实验要重点了解赫尔槽的结构及用途，在赫尔槽中对五片铁片用不同量的光亮剂进行钾盐镀锌，通过对镀层状态的观察从而研究钾盐镀锌中光亮剂用量的大小对镀锌成果的影响；在实验中，要求学会使用磁性测厚仪，并通过测量钾盐镀锌后的铁片中的厚度情况，计算分散能力，研究赫尔槽法测定镀液分散能力的方法原理。实验结果表明，光亮剂加入量不同时，镀层质量不同，镀液的分散能力也不同。

关键词：赫尔槽光亮剂分散能力电镀钾盐镀锌

Using hull slot to research the quantity of the brightener during potasslum galvanized experiment and solution scattered ability

Liu feng Lou li li

（Zheng zhou university of light industy，Zheng zhou 450002）Abstract：Hull cell is the use of current density in the distance, the cathode on the distribution of the different principles, Designed as a flat anode and cathode consisting of a certain slope of a small test tank, Similar trapezoidal shape, also known as the trapezoidal groove. This study should focus on understanding the structure and use of Hull cell, In Hull tank of five iron plates with different amounts of potassium zinc brightener for, by observing the state of the coating and thus the amount of potassium zinc brightener in the size of the impact of zinc results; In the experiment, learn to use magnetic thickness required, potassium and zinc by measuring the thickness of the film after the case of iron, Distributed computing ability, determination of Hull cell spread capabilities of the principles of the bath. The results show that when we add different amount of the brightener , The coating quality what we get is different , at the same time , the scattered ablitity of the solution is also different . Keywords：hull cell, brightener, dispersive power, electroplate,Potassium zinc

1引言

光亮剂可以使镀层变得光亮细致，钾盐镀锌电解液依赖于光亮剂提高阴极极化，获得平整、光亮的镀层。如果没有光亮剂时，所得到的镀层是粗糙、疏松呈海绵状的镀层。但光亮剂过多，易造成镀层结合力差，起泡和脆性增加，光亮剂含量过低，则会使镀层光亮性变差，低电流区镀层发暗。本实验采用赫尔槽装置来研究钾盐镀锌光亮剂用量，并采用磁性测厚仪来测试电镀试片的厚度，计算镀液分散能力。

2实验

2.1实验仪器和用品

DH1718/4稳压稳流电源2台，250mL赫尔槽1个，电吹风机1个，测厚仪1台，水砂纸（180#、200#、240#、400#）各一张，金相砂纸（1-6#）各一张，滤纸若干，精密pH试纸（5.0-6.0）若干，广泛试纸若干，导线若干，接线勾、鳄鱼夹若干，阳极试片（锌片），阴极试片（铁片）5片，活性碳20g双氧水10mL，滴瓶若干，滴管若干，

玻璃棒1支，温度计1支。

2.2基础工艺配方

（1）酸洗除锈：盐酸100-200g/L，硫酸100-200g/L，若丁0,5-3g/L，温度室温，时间，除尽为止。

（2）电化学出油：氢氧化钠10-20g/L，磷酸钠20-30g/L，碳酸钠20-30g/L，电流密度5-10A/dm3时间阳极5-10min 阴极0.5min，温度70-80℃。

（3）活化处理：盐酸5-10%（质量）时间0.5-1min。

（4）钾盐镀锌电解液：氯化锌65-100g/L，氯化钾175-220g/L，硼酸20-25g/L，添加剂适量，电强度1A，pH值5-6.5 ，温度室温。

（5）出光液：硝酸30-50 mL/L，盐酸5-10mL/L

（6）白色超低铬钝化液：CrO3 1g/L，NaF 2g/L，HNO3 30-50 mL/L，H2SO4 10-15 mL/L，新配方可以加入少量锌粉。

（7）彩色超低铬钝化液：CrO3 2g/L ，HNO3 3-8mL/L，H2SO4 0.3-1mL/L，醋酸3-8 mL/L，Ph 0.8-1.4。

2.3实验步骤

（1）试片准备：除锈→水砂纸由粗到细打磨平整→除油→活化→电镀。

（2）安装实验装置。

（3）光亮剂用量影响，光亮剂依次加入量为0，4,8,12,16 mL/L，电镀时间为10min，记录试片图，比较变化情况。

(4) 电镀试片水洗干净、吹干后，用磁性测厚仪测试试片的1区和5区的厚度，计算镀液的分散能力，进行比较。

3结果与讨论

3.1实验数据与处理

取出镀片，清洗干净后，吹干，把试片镀层部位分成十等份，取中间位置作为测量点。用测厚仪分别测量1-8各个部位的中间位置的镀层厚度δ，按下式计算分散能力T。

T=δn/δ1*100%

式中δ1为1号方格位置的镀层厚度，μm；δn为2-8号任一位置的镀层厚度，一般用δ5，μm。

3.2结果分析

从实验中可以看到，第一个铁片没有加入光亮剂，镀出来的效果铁片上面不光滑，看上去是好多大的颗粒在上面，而且整体效果发暗，从距离阳极较远的一端到较近的一端，颗粒逐渐增多，逐渐密集。

当光亮剂用量为4 mL/L时，可以看到的是，铁片镀出来的效果有明显的改善，镀层更加的细密，更有光泽，但是，在距离阳极较近端有看上去不再是大的颗粒而是有一些细小的麻点出现，而在距离阳极较远端露出了底层铁片，镀层不够均匀，用测厚仪测量厚度，远近端镀层厚度差距相当明显。说明加入光亮剂使镀液分散能力变强，镀层效果

变得美观光滑。

当光亮剂用量为8mL/L时，镀片比前两片要更加光亮美观，为半光亮，在距离阳极较近端麻点已经基本不见，仅有一些细小麻点，在距离阳极较远的一端任然有麻点存在，用测厚仪测量厚度，结果显示远近两端的差距，比上次实验要小。效果进一步变强。说明8mL/L的用量比4 mL/L得用量获得的效果更好。

当光亮剂用量为12 mL/L时，可以看见镀片的美观程度进一步加强，比前几片更好好，而且测量的镀层厚度差距进一步减小。用测厚仪测试的到数据显示，远近端厚度基本均匀。

当光亮剂用量为16 mL/L时，此时发现镀片的相当美观光滑，效果非常满意。用测厚仪测试得到的数据显示，远近端厚度均匀，差距很小比较一致。

4结论

（1）在钾盐镀锌电镀工艺中，光亮剂的加入可以有效的去除毛刺,并可使镀层处更加光滑美观,提高精度和增强工件光泽度，并能使镀液的分散能力加强，使镀层与镀件的结合力更强。

（2）镀液的分散能力是评定镀层或电流在阴极表面分布情况的一个重要参数，镀液的分散能力越高，电镀试片的镀层质量越好。

（3）光亮剂的用量有其适宜的范围，不能太多，也不能太少，光亮剂的加入量对镀层质量影响很大，光亮剂过多，易造成镀层结合力差，起泡和脆性增加，光亮剂含量过低，则会使镀层光亮性变差，低电流区镀层发暗。因此，在电镀时，应当严格控制光亮剂的加入量。本实验中光亮剂加入量在16 mL/L最为适宜，不仅光亮而且分散能力好。

5参考文献

[1]. 冯辉，张勇，张林森. 电镀理论与理论[M] .北京：化学工业出版社

[2]. 董会超.夏同驰. 电化学专业实验讲义. 郑州轻工业学院