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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：9 o+ t2 g8 D o8 ^; t6 n5 L
① 镀液均镀和深镀能力差。' g6 e# K/ }) `
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。
# Z. `$ N2 v: L# F/ }$ 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。- x% j8 W# c: b e1 F! E) A
④ 电解液具有极强的腐蚀性。
, F2 ?$ \5 {9 e9 \: C T6 V% }原理
' ^5 g% J/ J. o. W 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。
6 e- |. L# T7 Q: v* @. M: ~ 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，7 T' w# O' ~# G5 {, w; g* ?
1 Z" o! ]# w( \( V8 E2CrO3+H2OH2Cr2O7; V0 ^' S3 X) C! h
CrO3+H2OH2CrO4 I5 L1 q: W) s; i t
4 J! c8 n5 A1 X- @: B* b, y
重铬酸和铬酸处于动平衡状态，9 W' _: X& _$ Q& d2 I6 F
+ l- o: Z. b+ b
2H2CrO4=H2Cr2O7+H2O
p0 Z4 x$ s D5 f# D5 k6 a$ n" J. b5 F* e0 ~( d$ F) _
CrO3的浓度降低或pH值降低时，平衡向生成Cr2O2-7的方向移动；8 l' ]* ?1 c1 t2 k! L
CrO3的浓度增加或pH值上升时，平衡向生成CrO2-4的方向移动。" J" ]4 Y( |& m7 n& x2 Z- q1 ]
镀黑铬时电极的反应如下：
( s, Z. C- i6 ~. G/ T* u阳极反应
- C( r9 V0 l9 [& q. J
; X) Y8 G1 O; {9 z+ F l7 B4OH-4e2H2O+O2↑ ①
1 ?1 ^, g) ?" u5 O0 T8 p8 s2 Q, d4 r7 x. t
阴极反应3 w9 B. S [2 m; w' W2 ]4 O! H
3 G- ? Z7 Y' l& C- X4 o2 L2H++2eH2↑ ②
4 s+ x( P) T4 Y9 R& ~9 ECr2O2-7+8H++6eCr2O3+4H2O ③7 ^; v' R" }3 k) m" p5 a8 \
) n0 {' Y& {6 H9 v 由于氢气的析出，阴极区内的pH值上升，则发生如下转化，
; {3 x& z, [) s; n5 y6 b0 M/ I( b4 I+ \( J$ h; S0 C2 [/ k& @
Cr2O2-7+H2O = 2CrO2-4+2H+ ④4 G0 E9 c; q# o8 ^3 S% n1 Q$ z! s
* |6 w) M. U t5 t于是
' J* Q2 P8 | U# k. ]9 w m6 o( \1 T! b5 f# r) W
CrO2-4+8H++6eCr+4H2O ⑤
' T( ^. [, D! o& G( U' R: y: {& s' J3 a/ \" ?$ `
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