全硫酸盐系统三价铬电镀铬的研究.pdfVIP

维普资讯 第 5O卷 第 2期 武汉 大学学报 (理学版) Vo1．50 NO．2 2004年 4月 J．W uhanUniv．(Nat．Sci．Ed．) Apr．2004，187～ 191 文章编号：1671—8836(2004)02—0187—05 全硫酸盐体系三价铬电镀铬的研究 吴慧敏 ，康健强 ，左正忠，梁国柱 ，赵国鹏 (1．武汉大学 化学与分子科学学院，湖北 武汉 430072； 2．广州二轻工业研 究所 。广 东 广州 510170) 摘 要 ：研究了全硫酸盐体系三价铬电镀铬 的工艺．实验表 明：溶液 的pH值、温度 、搅拌、电流密度等工艺条 件都会影响镀层质量及外观 ，其 中pH值升高是铬结晶层无法增厚的一个主要原因．当Cr(VI)的浓度≥10mg／L 时会对镀层的外观及质量产生影响，甚至无镀层．加入稳定剂 能抑制 Cr(IlI)向Cr(VI)的转化．在全硫酸盐体系三 价铬电镀铬中，加入光亮剂前后铬的 电结晶机理不会改变 ．均遵循瞬时成核机理． 关 键 词：镀铬 ；三价铬 电镀 ；稳定剂 ；光亮剂 ；成核饥理 中图分类号 ：TQ 153．2 文献标识码 ：A 处理周期长，镀层光亮 ，结晶速度快 ，电流效率高． 0 引 言 1 实验部分 镀铬在电镀工业中 占有极其重要 的地位 ，被列 为三大镀种之一_1]．镀铬层不仅能用作装饰性镀 1．1 镀液组成及工艺参数 层l2J，还可用作功能性镀层．其中，功能性镀层除 了 镀液组成 (以I为单位)：Cr(SO )。·6H O(25 硬铬外 ，利用其微裂纹能储油的特点 ，还可作润滑镀 ～ 50g)，Na!S()(100～ 150g)，H3BO3(50～60g)， 层l3 ．电镀铬 的镀液可分为六价铬溶液和三价铬 络合剂 (20～25g)，稳定剂 (20～25mL)，光亮剂 (5 溶液，目前国内镀铬几乎全部使用六价铬镀液．六价 ～ 10mI)．以上药品均为分析纯试剂 ，二次蒸馏水 铬毒性较大、污染严重，已引起广泛关注，各国政府 配制．工艺条件 ：阴极电流密度为 15～45A／dm ；工 因而也加强了立法管理 ]，如美 国对六价铬的排放 作温度为 25～45C；镀液 pH值为 2～3． 标准 自 1997年 已从 0．05mg／I改为 0．01mg／I． 1．2 仪器及实验方法 三价铬 的毒性较低，仅为六价铬的百分之一 。且三价 小槽实验分别选用 50～1000mL烧杯为 电解 铬 电镀还具有深镀能力和均镀能力好 、结晶速度快、 槽 ；阴极为磷铜片(5cm×2cm)；阳极为网状的钛基 电流效率高等优点，因而利用三价铬镀液镀铬逐渐 复合金属盐涂层 电极 ；阴、阳极面积 比为 1：2．继 电 引起人们的重视．以往三价铬 电镀铬所采用 的体系 器控制温度，红外灯加热，81-2型恒温磁力加热搅 主要有 ：氯化物体系 ]、氯化物一硫酸盐体系～等．采 拌器 (上海司乐仪器厂生产)搅拌．采用正交设计 ，通 用氯化物体系 ，会在阳极上析出大量氯气 ，不仅造成 过改变温度、pH 值、电流密度等工艺条件来测试其 污染 ，还严重腐蚀设备．同时，它们还存在一些不足 对三价铬 电镀铬 的影 响．赫尔槽实验选 用 267mL 之处 ，如镀液不稳定、镀层色泽较暗、结晶速度慢 、电 赫尔槽 (中国台北骏光公司生产)． 流效率低等． 稳态极化实验、循环伏安实验和阶跃实验均在 本文提出了主盐和导电盐均