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发表于 2007-6-27 11:44:58
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来自： 中国湖南衡阳
黑铬镀层具有许多优点，其化学稳定性好，可以经久保持其表面光泽的外观，装饰性好，耐磨，而且抗污染能力强，因而广泛用作防护装饰性镀层。但是与其它常用镀层相比，黑铬镀层是最难获得的，其工艺上存在许多难点，主要有：6 x( {, B3 p9 W; M) s# i
① 镀液均镀和深镀能力差。
2 J2 v6 x0 u1 L: N W ② 阴极电流效率极低，一般在13%～16%，绝大部分电能都消耗在析出氢气等副反应上。
6 t8 ~4 J3 u+ g/ V# N: [/ w2 x; p ③ 获得合格镀层使用的电流密度大，槽电压高，能耗大，需要价格昂贵的电源。
) g5 h+ b% \9 h/ b' Y ④ 电解液具有极强的腐蚀性。6 C; v' X/ O8 ^. h/ ~! {
原理( W' k4 I1 w/ ^8 R, L
镀铬液的主要成分是铬酐，它的分子式是CrO3，铬酐中的铬是六价。铬酐易溶于水，溶液中的六价铬可以多种形式存在，如四铬酸(H2Cr4O13)、三铬酸(H2Cr3O10)、重铬酸 (H2Cr2O7)、铬酸(H2CrO4)和铬酸氢根(HCrO-4)等。
3 @6 n& o. |; i9 o4 Y 一般情况下，溶液中的Cr6+主要以铬酸和重铬酸两种形式存在，0 O- n' i M: J% G @& ?0 p8 |
) H, l( f" @0 D) G6 W6 J
2CrO3+H2OH2Cr2O7' @/ g5 |. M0 t. m; L
CrO3+H2OH2CrO4
7 c M5 d: m; b+ ]' ?' B% S3 t k$ D4 Q. K3 X: H' h
重铬酸和铬酸处于动平衡状态，! ?4 e" d0 L4 k7 T4 b
9 H0 z7 e' z, q; U2 O2H2CrO4=H2Cr2O7+H2O
E' f) ]3 S) l' d' S1 D5 H
4 q7 @: @1 N& H; w3 l& I; r* x4 x CrO3的浓度降低或pH值降低时，平衡向生成Cr2O2-7的方向移动；# `. ]& q' b! L" D$ f+ @$ x
CrO3的浓度增加或pH值上升时，平衡向生成CrO2-4的方向移动。 ~/ r+ w: L9 b& o
镀黑铬时电极的反应如下：
) h# f' }& g# O* q阳极反应
. ~1 C9 E7 J) R; u7 n
8 L, V+ E- M" w4OH-4e2H2O+O2↑ ①7 `: l& \) C i/ |. i
8 A; z8 r) q( {( [
阴极反应( q" E3 }# I+ W0 n K$ {
$ m( J% O" e0 E2H++2eH2↑ ②% i* T0 G* s" P
Cr2O2-7+8H++6eCr2O3+4H2O ③
' M6 i) u$ d& w+ {6 }/ h) X
! P6 O6 K- z" L 由于氢气的析出，阴极区内的pH值上升，则发生如下转化，9 S+ F+ f6 W. x& X" U
, `; S5 y9 l" G
Cr2O2-7+H2O = 2CrO2-4+2H+ ④0 V4 V* v. _$ R( H' ~5 E
1 i/ P+ }7 }. L- e% l/ Q" W, Y g
于是
) y" l( t+ @% H0 v
# _# H o$ ^; {# J% { RCrO2-4+8H++6eCr+4H2O ⑤3 @, U d, h- Y5 j
, o9 l/ _/ J' `- r. j2 J/ b 因此，黑铬镀层主要是由铬和铬的氧化物组成。镀黑铬过程中，阴极上发生②、③式反应时，由于氢的析出，阴极区pH值上升，三价铬会在阴极上生成碱式铬酸铬薄膜，它是带正电性的分散胶体，会将阴极表面慢慢地包封住，这层膜很紧密，只能让氢离子透过发生②式反应，也即镀黑铬反应将会慢慢终止。当在镀液中加入阴离子添加剂HCr-I后，它能与镀液中的三价铬络合形成复杂的阳离子，这种复杂的阳离子又能破坏阴极表面所形成的碱式铬酸铬膜，使CrO2-4离子能在阴极上放电而析出金属铬，发生⑤式反应，因而添加剂具有使铬镀层表面活化的作用。 |
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发表于 2007-6-29 15:20:25