電鍍用硫酸銅的詳解。
文章出處:aopaiqi.com網(wǎng)責(zé)任編輯:作者:金元騰化工 張玉群人氣:-發(fā)表時(shí)間:2015-06-04 09:11:56
硫酸銅又名明礬,藍(lán)礬,銅礬,廣泛應(yīng)用于棉及絲織品印染的媒染劑,制造綠色及藍(lán)色顏料,用作殺蟲劑,水的殺菌劑,木材防腐劑,鞣革,銅的電鍍,電池,雕刻及制造催化劑。同時(shí)大量用于有色金屬選礦(浮選)工業(yè),船舶油漆工業(yè)及其它化工原料的制造.藍(lán)色透明結(jié)晶,在干燥空氣中漸漸風(fēng)化。
在早期,硫酸銅電鍍都是采用電解銅或無(wú)氧銅做陽(yáng)極,其陽(yáng)極效率高達(dá)100%甚至超過(guò)100%,這樣造成一系列的問(wèn)題:槽液中的銅含量不斷升高,添加劑消耗加快,槽液中的銅粉和陽(yáng)極泥增多,陽(yáng)極利用效率降低,鍍層極易產(chǎn)生毛刺和粗糙缺陷。
1954年,美國(guó)Neverse等對(duì)陽(yáng)極的研究發(fā)現(xiàn):在陽(yáng)極中摻入少量的磷,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的電解處理(電解產(chǎn)生的陽(yáng)極黑膜對(duì)電鍍相當(dāng)重要,因此建議利用電解拖缸板/假鍍板/波浪板在2-3ASD的電流密度下電解4—10小時(shí)),銅陽(yáng)極的表面生成一層黑色的磷膜,主要的成分是磷化銅Cu3P。這層黑膜具有金屬導(dǎo)電性,改變了銅陽(yáng)極溶解過(guò)程中的一些反應(yīng)的步驟,有效克服了上述的一些缺陷,對(duì)銅的質(zhì)量和工藝穩(wěn)定性起著重要作用。
亞銅離子在陽(yáng)極作用下氧化成二價(jià)銅離子是個(gè)慢反應(yīng),也可以通過(guò)歧化反應(yīng)生成二價(jià)銅離子和單質(zhì)銅,正如在化學(xué)沉銅反應(yīng)中一樣。所生成的銅單質(zhì)以電泳得方式沉積于鍍層中,從而產(chǎn)生銅粉,毛刺,粗糙等。當(dāng)陽(yáng)極中加入少量的磷后,經(jīng)電解處理(或稱拖缸)在陽(yáng)極表面生成一層黑色的磷膜,陽(yáng)極的溶解過(guò)程就發(fā)生了一些變化:
1.黑色磷膜對(duì)基元反應(yīng)2有著的催化效果,大大加快了亞銅離子的氧化,使慢反應(yīng)變成快反應(yīng),大大減少槽液中亞銅離子的累積。同時(shí)陽(yáng)極表面的磷膜也可阻止亞銅離子進(jìn)入槽液,促使其氧化,減少了進(jìn)入槽液的亞銅離子。標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)極黑色磷銅膜的導(dǎo)電率為1.5×104Ω-1CM-1,具有金屬導(dǎo)電性,不會(huì)影響到陽(yáng)極的導(dǎo)電性,而且磷銅陽(yáng)極壁春銅陽(yáng)極的陽(yáng)極極化小,在Da為1ASD時(shí),含磷0.02---0.05%的銅陽(yáng)極的陽(yáng)極電位比無(wú)氧銅陽(yáng)極低50—80mv.黑色陽(yáng)極磷膜在允許的電流密度下不會(huì)造成陽(yáng)極的鈍化。
2.陽(yáng)極表面的黑色磷膜會(huì)使陽(yáng)極不正常溶解,微小顆粒脫落的現(xiàn)象大大減少,陽(yáng)極的利用效率大大提高。當(dāng)陽(yáng)極采用0.4—1.2ASD電流密度時(shí),陽(yáng)極上所含磷量與黑膜厚度呈線性關(guān)系。在陽(yáng)極磷含量在0.030—0.075%蝕陽(yáng)極的利用效率高,陽(yáng)極黑色磷膜生成的好。
鍍液中的亞銅離子主要通過(guò)陽(yáng)極反應(yīng)和反應(yīng)4產(chǎn)生的,雖然含量很微小,但只要很少量就可影響鍍層質(zhì)量。亞銅離子進(jìn)入槽液會(huì)對(duì)陰極鍍層產(chǎn)生如下危害:
1、造成鍍層毛刺粗糙,在電鍍過(guò)程中,銅粉以電泳的方式在陰極鍍層上沉積的.在電流密度小,溫度高的情況下,陰極電流效率下降,氫離子放電,使酸度下降,水解反應(yīng)方向向有利銅粉生成的方向進(jìn)行,毛刺的現(xiàn)象將會(huì)加重。
2、亞銅離子同時(shí)會(huì)造成鍍層不光亮,整平性差,鍍液混濁等。這也是由于銅粉細(xì)密的散布在陰極鍍層上面,造成沉積層的致密性差,無(wú)光澤。在低電流區(qū),影響更嚴(yán)重。此時(shí)補(bǔ)加光劑效果不大,加雙氧水除去銅粉,驅(qū)趕完全雙氧水,補(bǔ)充光劑,地區(qū)光亮性和整平性會(huì)有所。同時(shí)反應(yīng)會(huì)消耗一部分酸,應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充些硫酸。
陽(yáng)極的磷含量國(guó)內(nèi)多為0.3%,國(guó)外的研究表明,磷銅陽(yáng)極中的磷含量達(dá)到0.005%以上,既有黑膜形成,但是膜過(guò)薄,結(jié)合力不好,磷含量過(guò)高,黑膜太厚,陽(yáng)極泥渣太多,陽(yáng)極溶解性差,導(dǎo)致鍍液中銅含量下降。陽(yáng)極磷含量以0.030---0.075%為佳,佳為0.035—0.070%。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備和工藝落后,攪拌不均勻,不能保證磷含量均勻分布,通常加大磷含量到0.1--0.3%;國(guó)外采用電解或無(wú)氧銅和磷銅合金做原料,用中頻感應(yīng)電爐熔煉,原料度高,磷含量容易控制,采用中頻感應(yīng),磁力攪拌效果好,銅磷熔融攪拌均勻,自動(dòng)控制,這樣制造的銅陽(yáng)極磷分布均勻,溶解均勻,結(jié)晶細(xì)致,晶粒細(xì)小,陽(yáng)極利用率高,有利于鍍層光滑光亮,減少了毛刺和粗糙缺陷。
下一篇:硫酸銅溶液變身為五水硫酸銅方法。上一篇: 消泡劑的效果和性能 如何測(cè)試?
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