使用氯化钾镀锌光亮剂时,为啥电流密度不能超过规定上限?
我们知道,镀层沉积速度是单位时间内在阴极表面沉积的镀层金属的量。根据在中学课堂学过的法拉第定律,这个量跟通过电极的电量存在着一个正相关的关系,具体地说是电流密度。
但是,在实际生产中,通过电极的电量并非全部用于沉积镀层金属,或多或少会有一部分用于比如氢气析出等副反应。所以,实际上镀层沉积速度除与电流密度有关外,还与电流效率密不可分。其关系可以用下面这个公式来表示:
v=Dk×ηk
式中:v表示镀层沉积速度;
DK表示电流密度;
ηk表示电流效率
从公式中可以看出,镀速跟电流密度与电流效率的乘积是呈现出一个正比的关系。也就是说,如果电镀厂要提高镀速,就要想办法提高这两者的乘积,换个说法,就是在提高电流密度的同时要保证电流效率不致下降。
但是,作为氯化钾镀锌光亮剂厂商,比格莱的工程师发现,当电流密度达到允许使用的上限时,如果再继续增加电流密度,那么电流效率反而会出现下降。
为什么呢?因为在电镀反应中,随着电流密度逐渐增加,阴极表面电子转移和新相生成的速度这两者会越来越快,由于液相传质步骤是速度控制步骤,越来越跟不上这种“节奏”的加快。
当电流密度达到上限时,液相传质输送金属离子的能力达到极限,若继续增加,阴极表面微区的金属离子会严重匮乏,电流效率大幅度下降,严重时阴极只有氢气析出。
这时,单纯提高电流密度不仅不能加快镀层沉积速度,反而会使镀层质量恶化,典型的表现为粗糙、烧焦等。因此,电镀厂客户在使用比格莱的氯化钾镀锌光亮剂时,我们都会要求客户按照工程师建议的电流密度范围来操作,这样不仅能保持稳定的沉积速度,还能避免出现烧焦等故障现象。