【導讀】質(zhì)量幾乎可以與電鍍鋅產(chǎn)品相媲美，因而在汽車上得到了廣泛地應用。目前，日系轎車基本上。全部采用ＧＡ板做外板，歐美國家的汽車制造業(yè)也在不斷地提高熱鍍鋅鋼板的使用量。鍍鋅層以覆蓋保護和犧牲陽極保護兩種方式保護鋼基。材不會發(fā)生腐蝕失效的保護方式。于電極電位（）低于鐵()而成為原電池中的陽極首先被腐蝕，從而保護了鋼基，的2～3倍，Zn55%%Si的耐蝕性是純鋅的2～6倍，Zn10%Fe的耐蝕性是純鋅的2~4倍，Zn10%Ni的耐蝕性是純鋅的2倍以上。而在鋅中加入鉛、鎘等元素，則會在一定程度上降低鋅。熱鍍鋅板的使用壽命與鍍層及其所處的環(huán)境有關，通過對熱鍍鋅板進行的大氣腐蝕試驗，便可證實這一點，見下表。通過分析合金層中的鋁含量，表明該反應是快速反應。Zn-Fe反應有抑制作用，因此Fe2Al5合金層又稱抑制層。因此，在現(xiàn)代熱鍍鋅工藝條件下，圖中的鐵-鋅相是不會出現(xiàn)的。原狀態(tài)，反之，帶鋼處于氧化狀態(tài)。要想使帶鋼處于還原狀態(tài)，在使用焦爐煤氣做為燃料時，

　　

【正文】 子濃度，也叫氫離子的指數(shù)。也就是說：當溶液中的氫離子濃度為 10 的負幾次方時， PH 值就等于幾。當 PH 值等于 7 時，溶液中的氫離子濃度為 7，溶液為中性。所以我們一般來說 PH 值由 7 至 0 變化時溶液為酸性。PH 值由 7至 14 變化時溶液為堿性。其圖表如下： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 強酸性 弱酸性 弱堿性 強堿性 PH 值是電鍍槽液的一個重要參數(shù)，對電鍍過程影響很大，故需要經(jīng)常檢查溶液的 PH值，測定 PH 值的方法最常用的有兩種： (1) 試紙法：根據(jù)試紙變色與已知 PH 值的色標相比較來確定溶液的 PH 值。其優(yōu)點是方便簡單，缺點是誤差較大。 (2) PH 值測試儀：根據(jù)氫離子濃度對氫電極產(chǎn)生不同電位和標準電極之間的電勢差，在電位計上讀數(shù)。優(yōu)點是準確度高，缺點是測試較復雜。 在電解溶液中，溶液的濃度增大，單位體積內(nèi)的離子數(shù)增多；單純從理 論的角度講，電導率應當變大。但是，由于濃度過高，離子數(shù)量增多，反而會引起離子間的吸引力增強，導致離子移動的相互牽制，使移動產(chǎn)生困難，運動速度變慢，電導率反而變小。在一般情況下，當溶液濃度較低時，電導率隨濃度的增大而增大；當濃度增到某個極限值時，電導率也達到最大值；如果其濃度再增大，超過極限值時，電導率反而變小。 C、 電解： 對電解液施加外加電壓，便有電流通過，電解 時 在電流作用下被分解的過程叫電解。 923 電解時，電解液中陽離子跑向陰極，在陽極得到電子被還原。陰離子跑向陽極失去電子被氧化。例如：在硫酸銅溶液中接入 兩電極，通以直流電，此時，將發(fā)現(xiàn)在接電源陰極的極板上，有銅和氫氣析出，則析出氧氣。如果是銅陽極則同時發(fā)生銅的溶解和氧氣的析出：其反應如下： 陰極 ： Cu2++2e—— Cu 2H1++2e— H2 陽極 ： 4OH4e—— 2H2O+O2 2SO42+2H2O4e—— 2H2SO4+O2 從陽極溶解的銅，補充了電解液中的銅離子的消耗，如果我們在陰極上掛上經(jīng)清洗好表面的零件，則銅在零件上沉積的過程叫電鍍。 電解質(zhì)的電離度，是由各種離子所帶電荷多少及離子半徑大小 所決定的，不同的電解溶液其電導率也不同。電離度大的電解液，在水溶液中電離離子的數(shù)目多，它的電導率就高。離子帶電荷越多，受外電場的推動力越大，離子移動速度就越快，電導率越高。如果離子電荷在相同的情況下，半徑小的離子比半徑大的離子運動速度要快，電導率也提高。實驗證明，氫離子在外電場的作用下，它的移動速度比其它離子快 2～ 3 倍；所以，硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀的電導率比其它電解質(zhì)高的多。 D、電化當量 (1)電解定律： 電解時，在量的方面服從下面的電解定律 （法拉第定律） ： 第一定律：在電解上所析出的物質(zhì)重量 M 與 電流強度 I 和通過的時間 T成正比。也就是與通過的電量成正比。 即： M=KIT=KQ，式中 K為比例常數(shù)，表示電極上通過 1庫侖（ C）或 1安 ?秒（ A?S）電量時，在電極上生成的產(chǎn)物的量，稱為該物質(zhì)的電化摩爾質(zhì)量；其數(shù)值是由電解第二定律所決定的。 假如某物質(zhì)的電化摩爾質(zhì)量 K 是已知的，只要知道電鍍槽中通過的電流強度和時間，就可以用上式計算出電極上這種反應產(chǎn)物的質(zhì)量。 第二定律：在不同的電解液中，通過相同的電量時，在 電極上溶解 出的 各 物質(zhì) 的 量與它的 摩爾質(zhì)量 成正比，并析出的 1克當量任何物質(zhì)定通過 96500 庫侖電量。 摩 爾質(zhì)量 E，就是物質(zhì)的原子量 A與其化合價 n之比（即 A/n），如果用同樣的電量（ 96500C），分別通過稀硫酸、硝酸銀、硫酸銅三種溶液，一定在陰極上分別析出 1g 氫氣、 銀和 銅，所析出的量分別等于它們的摩爾質(zhì)量。 924 將法拉第的兩個定律歸納起來：通電電解時，在電極上析出的物質(zhì)的量 M 與通過的電量 Q及該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量 E(A/n)的乘積成正比。用下式表示： M=Q(E/F)=Q[A/(NF)] 式中： F－法拉第常數(shù)，即： 96500C/mol 或 ?h/mol E物質(zhì)的摩爾質(zhì)量 g/mol Q電解時通過的電量 C 如果將第一定律表達式代入上式，即知電化摩爾質(zhì)量 K與摩爾質(zhì)量 E 之間的關系： K=E/F=A/(n F) 從上式得知，各物質(zhì)的電化摩爾質(zhì)量與摩爾質(zhì)量成正比，與原子量成反比。 知道物質(zhì)的原子量和化合價，就可以按上式求出電化摩爾質(zhì)量。例如： Sn 的原子量為 ， Sn2＋ 的電化摩爾質(zhì)量計算： K=A/（ n F） ＝ (2179。 )=(A?h) (2)電化當量 在 1秒鐘內(nèi)通過 1安培電流，在陰極上析出的物質(zhì)重量叫物質(zhì)的 電化當量。在使用時為方便起見，也常用安培 —— 小時析出的物質(zhì)重量做單位，列下表示： 金屬電化當量表 名稱 鋅 鎘 銅 銅 鎳 鎳 錫 錫 鉻 鉻 銀 金 化合價 2 2 1 2 2 3 2 4 3 6 1 3 電化當量 ： [毫克 / 庫侖 ] （鋅 2）； （ 鎘 2）； （ 銅 1）； （ 銅 2）； （ 鎳 2）； （ 鎳 3）； （ 錫 2）； （ 錫 4）； （ 鉻 3）； （ 鉻 6）； （ 銀 1）； （ 金 3）。 [克 /安培小時 ] （鋅 2）； （ 鎘 2）； （ 銅 1）； （ 銅 2）； （ 鎳 2）； （ 鎳 3）； （ 錫 2）； （ 錫 4）； （ 鉻 3）； （ 鉻 6）； （ 銀 1）； （ 金 3）。 E、電流效率 電 解 時，實際析出的物質(zhì)的重量總是與理論上計算出的重量不一樣，實際析出的重量與理論計算出重量之比用百分率表示，稱為電流效率，常以 “η” 表示。 925 η= M/(I179。 T179。 C) 179。 100% 試中： M—— 實際析出的物質(zhì)重量（克） I—— 電流（安培 ） T—— 時間（小時） C—— 電化當量（克 /安培一小時） 根據(jù)電解定律和電化當量，電流效率的公式，我們可以求出：電解液的電流效率，電鍍時間、電鍍層的厚度等。 例 1 通過電流 20安培，經(jīng) 2小時在陰極上析出鉻之重量為 克。求鍍鉻的電流效率？ 設： η=M / (J179。 T179。 C)179。 100% 從表查出得鉻的電化當量 C= 克 /安培一小時 各種電鍍過程的電流效率有很大的差別，有些酸性鍍種的陰極電流效 率相當高，幾乎是100％（銅、鋅），氰化物鍍種的電流效率為 60～ 70％（銅、鋅），鍍鉻的電流效率最低，約在 13～ 22％左右。 有時，電流效率也可能大于 100％，這主要是除電極反應之外，還存在著其它反應而引起的。如：氨三乙酸－氯化銨鍍鋅，其電流效率可以大于 100％，在這種鍍液中，鋅陽極除了在外電流的作用下氧化而溶解外，它還能與鍍液發(fā)生化學作用而溶解。這種在沒有外電流通過時金屬也能溶解的現(xiàn)象，稱為金屬的自溶解。此時從形式上看，電流效率變得大于 100％。 在電鍍中，提高電流效率可以節(jié)約電能，提高勞動生產(chǎn)率。因此， 在生產(chǎn)中應注意摸索和總結經(jīng)驗，努力提高電流效率。 F、 溶液的電導率 電流通過任何導體時都有一定的阻力。根據(jù)歐姆定律，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比，與電阻成反比。電阻 R與導體的長度 L成正比，與導體的截面積 S成反比，即： R＝ρ（ L/S） ρ為電阻率。導體電阻率的大小，反映了導體導電能力的強弱。電阻率的倒數(shù)稱為電導率，用 K表示： K＝ 1/ρ＝ L/RS 因為電導率不受幾何形狀的影響，電導率大，導電能力強，因此用電導率來描述各種電解質(zhì)溶液的導電能力是較為恰當?shù)摹? 926 如前所述，電解液所以能導電，是由于其中的離子 在電場作用下沿一定方向移動的結果；它的電導能力，是由離子數(shù)量及離子運動速度所決定的。凡是對這兩個要素有影響的，也必然影響著溶液的電導率。 G、 電解溶液的溫度 溫度對電解溶液的電導率有一定的影響。提高溫度，如同給溶液中的離子增加了助推力。溫度升高，使溶液的粘度減小，離子移動的速度變快，電導率也就隨之增大。在一般情況下，溶液溫度每升高 10℃，其溶液的電導率約增加 10～ 20％左右。但每種鍍液都有它的合適溫度，如果溫度過高，會使鍍液揮發(fā)加快，或造成電鍍質(zhì)量缺陷。 為了提高溶液的電導率，改善鍍液的分散能力，有時在鍍液 中加入適量的電導鹽。但加電導鹽不能過量，鍍液的濃度過高，反而使電解液的電導率下降。另外，濃度過高，粘度過大，可能使電極反應困難，并且在鋼帶出電鍍槽時帶出的鍍液增多，造成鍍液浪費，甚至有可能導致某些物質(zhì)結晶析出。 H、 離子遷移與電極反應所產(chǎn)生的結果 溶液中離子在電場力作用下的移動形成電流，這種移動稱為電遷移。電解質(zhì)能夠電離出陰、陽兩種離子，兩種離子在有電流通過時，分擔著導電任務。每一種離子所遷移的電流，只是總電流的一部分，由于溶液中的離子濃度和速度不同，單位時間內(nèi)所遷移的電量就不一樣，離子遷移數(shù)也就不同。離子 遷移數(shù)的多少，由其濃度和移動速度所決定。 離子電遷移是離子的導電過程，電極反應則是放電。電鍍的電路中含有兩類導體的串聯(lián)，通過電極的電流等于通過溶液的電流，它們的電量也就相等。在電流的不斷作用下，電極反應使鍍槽內(nèi)的的陰極區(qū)的溶液濃度降低，陽極區(qū)的濃度增大。通過的電量越多，兩極區(qū)的濃度變化將會越大，出現(xiàn)兩極區(qū)濃度的明顯差異。一旦出現(xiàn)濃度的差異，就會發(fā)生擴散現(xiàn)象，于是陽極區(qū)的離子向中間區(qū)擴散，中間區(qū)的離子向陰極區(qū)擴散。因為這種離子擴散是陰陽兩種離子成雙進行，因此不引起電量的遷移。 溶液中不同局部的濃度可能有差別， 溫度也有差別，這樣會出現(xiàn)各部分溶液的比重不同，重則下沉，輕則上升，出現(xiàn)對流。又由于對流的作用，使溶液濃度趨于均勻。 在電鍍過程中，離子在電解溶液中以上述三種方式移動，即：電遷移、擴散、對流。其中只有電遷移導電，而某些參加導電又不放電的離子，則靠電遷移送到電極附近（導電），再靠擴散和對流與另一種離子一起回到溶液內(nèi)部（不導電）往復循環(huán)，電流在溶液中不斷通過。 這些均是在鍍液正常工作的情況下。而在電鍍生產(chǎn)中，有時會出現(xiàn)電流下降、電壓升高的狀況，這說明離子遷移與電極反應不正常所造成。在鍍液成分正常時，離子不放電，說 明電極927 反應不正常，問題出在兩極板處（如：電鍍鉻時，當電壓高于 15V 或接近 15V，說明陽極板鈍化，需要清理陽極板）。 I:有機添加劑 電化學反應是化學反應的一種形式，影響化學反應的因素，同樣也對電化學反應有影響。在各種影響因素中，有機添加劑對電鍍的過程有著重大意義。 在電鍍中，如果不加添加劑就很難得到光滑致密的鍍層。比如：在電鍍錫時，不加添加劑，鍍出的錫鍍層很粗糙，這是因為陰極的極化很小?？墒钱敿尤肷倭康奶砑觿┖?，其極化大大增加，鍍層質(zhì)量也大大提高。 有機添加劑的離子，除了能均勻分布在溶液中之外，還可以一定的 方向排列在電極表面上。后一種作用叫做吸附，吸附可使金屬與溶液間界面張力降低。界面張力越小，則更有利于形成均勻致密的電鍍層；容易被吸附的物質(zhì)叫表面活性物質(zhì)。 吸附現(xiàn)象主要由表面活性物質(zhì)和電極的本性而決定。吸附本身雖非靠靜電力來維持，但電極表面的荷電狀態(tài)卻對吸附有較大的影響。靜電力可以促進吸附，也可以阻礙吸附。電極表面帶正電荷，對以陰離子形式存在的表面活性物吸附有利；電極表面帶負電荷，對表面活性物的陽離子吸附有利；電極表面不帶電或帶很少的電，對表面活性物中性分子有利。 電極表面電荷剩余的多少，是與電極電位的高低 相對應的。從電化學的原理上看，電極表面 荷 負電時，如果電極電位越負，則表明電極表面剩余電荷越多。若電極表面荷正電，則電極電位變負，意味著電極表面正的剩余電荷減少。在外電源的作用下，電極表面必然會經(jīng)歷一個電極表面剩余電荷為零的狀態(tài)，稱為零電荷點。與零電荷點相對應的點極電位，叫零電荷電位。 明確了零電荷電位，便可以確定某電極電位下電極表面的帶電狀況，才能知道電極對表面活性添加劑的吸附能力。電極對有機的表面活性物質(zhì)分子的最大吸附力，就在零電荷電位附近。了解到這一點，在電鍍中選擇何種有機添加劑是有意義的。 在電鍍工作 中，使陰極極化增加，可獲得良好的鍍層質(zhì)量。所謂極化，通常是指直流電流通過電極時，電極電位偏離其平衡電位的現(xiàn)象。在電流作用下，陽極的電極電位向正的方向偏移，叫做陽極極化；陰極的電極電位向負的方向偏移，叫做陰極極化。重視有機添加劑的使用，有利于改善極化性能。 J、 電解溶液的分散能力 溶液選用的標準，是看溶液對鍍件能否在其表面上沉積出結晶致密、厚度均勻的鍍層。溶液的分散能力要強，而且這種能力越好，在鍍件表面上沉積出的鍍層厚度越均勻。反之，鍍層的質(zhì)量就無法得到保證。 928 在電鍍過程中若要得到鍍層，就需要兩個條件：一是鍍 液中須有要鍍出的金屬離子；二是有直流電流通過。如果第一個條件具備了（如： Sn2＋ 、 Cr6＋ 等），第二個條件就成為關鍵。 鍍層厚度是否均勻，就看電流在陰極表面上分布的狀況。如果電流在陰極表面上分布合理均勻，就一定能獲得良好的鍍層。影響電流在陰極上均勻分布的因素很多，其中溶液的導電性是最重要的