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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：! N: t1 M- z( E! `0 K, {& O$ ] K
① 镀液均镀和深镀能力差。
& T3 U4 s5 |- Z9 H$ M2 P6 Z 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。4 n9 \* o% b, o, P i3 L! N m/ l* t0 v
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。+ u! ~$ E! B. M/ O8 r$ o6 x
④ 电解液具有极强的腐蚀性。
1 U. U; F1 r7 R* f9 o4 u4 o5 H: l |6 N原理! A/ C) X1 v3 L4 S
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 n8 j9 k6 x$ l: }2 e/ i |+ O
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，; L' _4 D3 \5 ]
8 G/ f7 u; B% K$ t
2CrO3+H2OH2Cr2O71 {+ A1 w! k5 d' m. l2 O
CrO3+H2OH2CrO4
1 g2 r& N; E# w4 p8 z
# w- V: \$ B6 c; i1 L3 n2 e& I 重铬酸和铬酸处于动平衡状态，: k9 Z+ A% Q( H' T
: O2 t, J' R9 K( H3 Y2H2CrO4=H2Cr2O7+H2O
% X e5 O7 l+ W' b: k" Y
. @3 [" N5 \( h7 J' U) [/ l CrO3的浓度降低或pH值降低时，平衡向生成Cr2O2-7的方向移动；
2 S5 ?1 U6 _5 Q! y/ M: b CrO3的浓度增加或pH值上升时，平衡向生成CrO2-4的方向移动。 d2 n2 Q% S3 K9 B6 D0 M
镀黑铬时电极的反应如下：7 k3 e3 q1 [/ R, H
阳极反应1 @9 V1 T5 F3 u+ [% |1 l
9 b' C9 M% o8 U+ E7 r, X- R
4OH-4e2H2O+O2↑ ①$ }- A% }; p) m1 t$ U0 c) B
1 q4 u% r1 H) |) e2 U. n v, ^阴极反应; n% |1 V' J3 t+ Z, z
8 j9 V6 Y" q- p2 S+ w, _( ]
2H++2eH2↑ ②
1 P7 T9 u; ]; `3 w6 J" @* FCr2O2-7+8H++6eCr2O3+4H2O ③" {: K; r" `) a/ g& ^
4 J6 Y) m! @. {# Q3 I 由于氢气的析出，阴极区内的pH值上升，则发生如下转化，8 ]" }) i( a/ q( g
" a* e; E& e+ a7 G5 c9 rCr2O2-7+H2O = 2CrO2-4+2H+ ④ Z7 v% a Y1 u1 z2 c
" x, z, O. Z! Q" ?" x
于是
3 f$ r7 ?4 R5 ]/ J# p5 q! b+ d; [
; p6 M/ X* A6 V0 z* ^9 \CrO2-4+8H++6eCr+4H2O ⑤
1 T1 b* @7 ^- d+ N. ^3 G3 C
9 i/ {; V4 Q( B8 m 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