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发表于 2007-6-27 11:44:58
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来自： 中国湖南衡阳
黑铬镀层具有许多优点，其化学稳定性好，可以经久保持其表面光泽的外观，装饰性好，耐磨，而且抗污染能力强，因而广泛用作防护装饰性镀层。但是与其它常用镀层相比，黑铬镀层是最难获得的，其工艺上存在许多难点，主要有：& M9 ]4 f8 A# @; `! i% R5 g
① 镀液均镀和深镀能力差。/ G! g) W2 v- T# o1 r- D- U! C3 J7 T
② 阴极电流效率极低，一般在13%～16%，绝大部分电能都消耗在析出氢气等副反应上。" L6 L# ^9 h Y
③ 获得合格镀层使用的电流密度大，槽电压高，能耗大，需要价格昂贵的电源。
J0 E v }+ P6 R8 Q1 |5 w5 P ④ 电解液具有极强的腐蚀性。
7 \. L$ G+ h& J: t d# |1 t原理3 O4 R- l ^+ n7 i
镀铬液的主要成分是铬酐，它的分子式是CrO3，铬酐中的铬是六价。铬酐易溶于水，溶液中的六价铬可以多种形式存在，如四铬酸(H2Cr4O13)、三铬酸(H2Cr3O10)、重铬酸 (H2Cr2O7)、铬酸(H2CrO4)和铬酸氢根(HCrO-4)等。5 k* c# f5 p1 b' W
一般情况下，溶液中的Cr6+主要以铬酸和重铬酸两种形式存在，3 _) O5 c( p% J. ]
& J. A! p. d7 s8 S/ r2CrO3+H2OH2Cr2O7
( w9 _8 z8 n2 a [8 ~- [CrO3+H2OH2CrO4
& F0 P% {1 S) l- f7 [3 f" K: \6 n4 _; W F. o: Y
重铬酸和铬酸处于动平衡状态，8 K; }2 C/ d; G
, o" z6 u7 }8 ^% h2H2CrO4=H2Cr2O7+H2O
) F% C8 P! t3 l% T/ a
+ @7 C. q# h0 X CrO3的浓度降低或pH值降低时，平衡向生成Cr2O2-7的方向移动；$ P4 T7 M0 Y, e& x& A9 k
CrO3的浓度增加或pH值上升时，平衡向生成CrO2-4的方向移动。
9 F& M+ {2 }5 Z. o: ]1 N 镀黑铬时电极的反应如下：
* q& t' [/ B! V' U# r+ n阳极反应+ K6 c7 Y1 _. A: B
+ x2 f8 d/ R5 ~. x3 |- }
4OH-4e2H2O+O2↑ ①
7 l7 @5 t7 [, b. }" S/ I
1 U! m3 u7 A1 I* g阴极反应- h3 B. D8 d# }" E
: ^4 [3 S2 ?& ^+ V L) B2H++2eH2↑ ②4 l$ ~4 M+ [ Y
Cr2O2-7+8H++6eCr2O3+4H2O ③
! ^5 ]! Y" `$ X
: Q/ r4 ~! x( Q; N$ { 由于氢气的析出，阴极区内的pH值上升，则发生如下转化，; A2 B3 o$ s o$ _0 ?( B0 ^9 k
. R9 ^/ g% G! y* j' [
Cr2O2-7+H2O = 2CrO2-4+2H+ ④+ W9 t. t, @# d/ a- Z7 i- s5 e- @
0 U, U" n; m$ Q% \! T( ?5 O6 R
于是
/ _& e4 R: k' u3 q9 x5 a0 V! p, W' j4 G0 r9 E; U, u
CrO2-4+8H++6eCr+4H2O ⑤
- @5 u7 i5 O9 g$ x: m! @2 r+ N9 i9 I0 O6 x4 @* \
因此，黑铬镀层主要是由铬和铬的氧化物组成。镀黑铬过程中，阴极上发生②、③式反应时，由于氢的析出，阴极区pH值上升，三价铬会在阴极上生成碱式铬酸铬薄膜，它是带正电性的分散胶体，会将阴极表面慢慢地包封住，这层膜很紧密，只能让氢离子透过发生②式反应，也即镀黑铬反应将会慢慢终止。当在镀液中加入阴离子添加剂HCr-I后，它能与镀液中的三价铬络合形成复杂的阳离子，这种复杂的阳离子又能破坏阴极表面所形成的碱式铬酸铬膜，使CrO2-4离子能在阴极上放电而析出金属铬，发生⑤式反应，因而添加剂具有使铬镀层表面活化的作用。 |
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发表于 2007-6-29 15:20:25