「鍍銀」無氰鍍銀工藝中的陽極鈍化問題以及解決方法-仁昌科技
無論是氰化鍍銀還是以有機絡(luò)合劑為主的無氰鍍銀工藝均有可能發(fā)生陽極鈍化的現(xiàn)象,但是對于無氰鍍銀體系鈍化發(fā)生得更早,即使在陽極面積大于陰極面積時也有可能發(fā)生鈍化。
(1)陽極的鈍化對陽極的分壓產(chǎn)生影響。鈍化嚴重則分壓加大,槽壓增加。由于副反應占比重加大,鈍化會使鍍液組分更快地失衡。
(2)陽極面積要足夠大才能有足夠的接觸面積向鍍液提供銀離子,保證絡(luò)合步驟和絡(luò)合離子的擴散。從經(jīng)驗上看,陽極面積至少要在1.5倍的陰極面積以上陽極溶解才無明顯的鈍化現(xiàn)象。
(3)霍爾槽實驗:盡管霍爾槽試驗對于絕大多數(shù)電鍍實驗都是一個非常好的檢驗標準,但是對于無氰鍍銀不完全適用?;魻柌墼囼炛嘘枠O的面積小于陰極面積,這導致陽極鈍化嚴重。特別對于電鍍時間較長的霍爾槽實驗,鈍化更為明顯。對于采用有機絡(luò)合劑的無氰鍍銀工藝來說,霍爾槽試驗是不適合的,特別是長時間電解。為了了解不同電流密度下的電鍍效果,可以用稍微繁瑣些的試片實驗,即試鍍一系列不同電流密度的0.1dm2的銅片,來替代霍爾槽實驗。即使用霍爾槽試驗,電鍍時間也不宜過長,同時加強陽極區(qū)攪拌,及時觀察,在陽極剛剛出現(xiàn)鈍化的時候即停止試驗。同樣道理,利用霍爾槽試驗評價鍍液的分散能力也不適用于無氰鍍銀體系,可以選擇遠近陰極法,或者彎曲陰極法來代替霍爾槽試驗法。
(4)電極材料對陽極鈍化有影響。澆注銀板由于組織疏松,不易鈍化。但是澆注銀板在溶解的過程中會出現(xiàn)銀顆粒的機械脫落,所以澆注銀板會在電鍍中損失些材料,其陽極利用率降低。使用中還必須使用陽極套減少陽極顆粒對陰極沉積的影響。另一種是碾壓銀板。它的結(jié)構(gòu)相對致密,電鍍過程中較易發(fā)生鈍化現(xiàn)象。但是其利用率會較澆注銀板高。所以對鍍液作一般測試時,可以選擇澆注銀板,以降低鈍化對鍍液評測的影響。大量工業(yè)生產(chǎn)時以碾壓銀板為佳,但碾壓銀板作陽極時特別要注意其面積為陰極面積的2倍以上。
(5)在陽極面積為陰極面積的1.5倍時,采用先澆鑄后碾壓成型的銀陽極,電鍍30min,實測陽極消耗比陰極消耗多約20%。如(6)所述,陽極可能形成顆粒剝落損失。此時,需要加陽極套避免鍍銀液污染。如果需要降低陽極消耗,建議采用多次碾壓的陽極,同時增加電極面積。
(6)當陽極面積在1.0至1.5倍陰極面積時,陽極發(fā)生鈍化的幾率急劇增加。鈍化發(fā)生時,有效陽極面積會減少,隨后鈍化更為劇烈。產(chǎn)生氣泡,直至陽極全部發(fā)黑。遇到鈍化時,一定要停止生產(chǎn),對陽極重新打磨,洗刷處理,清除鈍化膜。而后適當增大陽極面積重新開始生產(chǎn)。從生產(chǎn)經(jīng)驗中總結(jié)陽極開始鈍化的臨界陽極:陰極面積比,指導后續(xù)的生產(chǎn)。見圖1
圖1陽極鈍化后的照片
如何減輕鈍化,消除鈍化
(1)陽極的鈍化主要是由于陽極電流密度過大造成的,所以降低或避免陽極鈍化可以從以下三個方面著手,即降低陽極電流密度,提高陽極對最大電流密度的容忍上限,加速陽極區(qū)的絡(luò)合離子擴散提升陽極擴散層濃差梯度。
(2)增加陽極面積是降低陽極電流密度最簡單和有效的方法。但增加陽極面積會增加生產(chǎn)的前期投入成本。所以可以考慮利用碾壓銀板制成瓦楞形銀陽極,從而增大電極面積。
(3)提高陽極容忍的電流密度上限??梢栽诠に嚨脑试S范圍內(nèi)增加些有助于陽極溶解的物質(zhì)作為輔助絡(luò)合劑。
(4)加強陽極攪拌,提高陽極區(qū)的物質(zhì)擴散。減小陽極區(qū)的擴散層厚度,增加絡(luò)合劑對銀陽極的溶解能力。
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