《实现LED支架镀银生产线优质低耗17——关于电镀槽的槽电压.docVIP

实现LED支架镀银生产线优质低耗（17） 关于电镀槽的槽电压 17.1 槽电压的意义 17.1.1正极和负极之间的电位差，称之为电压。在我们生产线上阳极与阴极之间的电位差，就是槽电压。槽电压加上外电路压降，其中包括接点电压降，就等于电源显示电压（即表电压）。我们生产线上，电源离开镀槽很近，如果导电接触点导电良好，那么外电路压降就很小，一般都不大于0.5V。因此我们生产线上，槽电压=电源工作时显示电压－外电路压降。 17.1.2事物的发展变化，既有内在原因，同时也必须具备外部原因。在电解槽内，阴极上发生电化学反应，产生金属电沉积，内在原因是阴极表面金属的电化学本性及表面质量状态，和电解液的组成，尤其是金属离子的电化学本性及其存在形式。外部原因最重要的就是外加的电场强度。这个外部原因，或者说外部力量就是借助外电源改变电极电势。通常情况下，通过阴极的电流密度越大，阴极表面电子排布就越多越密，阴极与电解液接触的界面的电场强度就越大，就越能明显地发生金属电沉积。在恒电流作出的情况下，随着阴极电流密度的加大，槽电压也相应上升，因此电镀所消耗的电能也增加，电流在电镀时所做的功也越大。只要电流密度不大于工艺规定的范围，此时不但镀层较细，而且结合力也良好。 17.1.3在众多的电镀工艺技术资料中，一般情况下对电流密度尤其是阴极电流密度对电镀质量的影响会有很详细很具体的介绍，而对与电流密度关系十分密切的槽电压，它的合理范围，它的大小变化对镀层质量的影响，就很少有人介绍。即使介绍也是在讲电镀电源的选择时，尤其是在电镀故障处理时，才可能提到，防止出现槽电压过高或过低。 因为，在镀槽中阴极表面金属状况既定、电解液组成既定、电解液酸碱度既定、电解液温度既定、所使用的添加剂既定、阴阳极相对位置和距离既定、阳极特别是可溶性阳极的面积与阴极的面积比既定的情况下，槽电压的大小基本上就由通过电解槽的电流的大小而决定。而通过阳极的电流、通过电解液的电流、通过阴极的电流，在相同时间内它们的电量也是相同的。因此在上述众多既定的情况下，通过电解槽的电流越大，阳极的电流密度也越大，阳极极化加大，阳极电位更正，阴极电流密度也随着加大，阴极极化也加大，阴极电位更负，此时电源两极之间的电动势也越大，槽电压就变大，电流在电镀过程中所做的功也越大。所以工艺规程中虽然没有规定槽电压的明确范围，它的范围隐含在对阴极电流密度的规定之中。 根据笔者的经验，在我们生产线上，电解除油的槽电压6.5-7V。初始底镀层如果是氰化物镀铜，则槽电压为5-6V。如果是予镀镍则槽电压为4.2-6V。光亮酸铜槽电压不大于2.5V。光亮氨镍电镀槽电压4-5.5V，予镀银槽电压3-3.5V，光亮氰化镀银1.2-1.5V，电解钝化银保护4-5V。 在稳流作业的情况下，在严格控制电流密度的同时，配合观察分析槽电压的变化，是我们稳定镀层质量的重要途径。因为在电流大小不变的情况下，电压升高，主要原因就是电阻升高。在我们电解槽内，应分三个部份来分析和查找原因，即从阳极、镀液和阴极这三个方面来查找原因。从阳极来说，面积缩小，阳极钝化，阳极架空，阳极袋中阳极泥渣过多，以上种种都会造成槽电压升高。从镀液来讲，浓度降低，温度降低，导电盐降低，都会增加溶液电阻，使槽电压升高，从阴极电化学反应过程来看，阴极表面金属电化学反应的活度是否适当，阻力是否过大，尤其是镀液中金属离子的存在形式及其结构，它对金属离子在阴极电化学反应速度的影响很大。只有金属离子在阴极电化学反应速度较缓慢的情况下，我们才能取得理想的镀层。金属离子电化学反应速度缓慢，我们可以理解为金属离子在电化学反应过程中，电阻较大，这样金属离子在阴极上完成放电，并且产生金属电结晶，就需要克服较大的阻力就需要外电源提供较大的电动势，消耗较大的电能，其时阴极电位有较大的负移，阴极电化学极化也较大。这是由于在相同电流密度的情况下，交换电流密度越小的电极反应的超电势也越大。这样我们就有可能获得较为理想的金属镀层。 槽电压，也和电流密度一样，在其它条件既定的情况下，它也有一个恰当的范围，既不是越低越好，也不是越高越好。 17.2 影响槽电压的因素 17.2.1在电镀过程中，不同的金属离子，其电化学本性是不同的，有的金属离子、电化学反应的交换电流密度很小，因此在单盐镀液中就能取得理想的镀层，例如：我们生产线上的镀镍液，它不但常用来作为中间过度镀层，而且也常用来作为钢铁基体上初始底镀层，即初始予镀层。在我们生产线上，铁带经前处理合格之后，就可以予镀镍。只不过，为了进一步降低金属镍离子的电化学反应速度，一般说来，主盐的浓度应配在正常镀镍的下限，甚至可以低于正常镀镍的下限。由于金属镍离子这一电化学本性，所以镀镍的槽电压比较高，一般应在3.8-6V之间。我们把它控制在4.5-5V之间就