Войти  |  Регистрация
Авторизация

Влияние режима электролиза



Наряду с влиянием состава и концентрации электролита режим электролиза (плотность тока, температура, перемешивание) оказывает большое влияние на процесс кристаллизации. Можно рассчитывать, что количество образующихся кристаллов при прохождении постоянного количества электричества на катоде небольшой поверхности тем больше, чем меньше концентрация электролита, выше плотность тока, ниже температура и меньше интенсивность перемешивания.
Арндт при увеличении в 500 раз подсчитывал число образующихся кристаллов меди, приходящееся на участок 30х30 мкм при прохождении очень небольшого количества электричества. Катодами служили медные и серебряные пластины размером 4х4 см; плотность тока колебалась в пределах 0,05—0,5 а/дм2. В табл. 1 приведены полученные данные. Состав электролита, г/л: 125CuSO4*5H2O, 5OH2SO4 и 50С2Н5ОН.
Влияние режима электролиза

C повышением температуры число кристаллов резко уменьшается. В приведенных выше условиях при плотности тока 0,1 а/дм2 и температуре 0° С образуются 83 кристалла (на участке 30 X 30 мкм), а при 35° С — только 5 кристаллов.
Влияние концентрации электролита на число образующихся центров кристаллизации при электролизе растворов азотнокислого серебра изучалось также А.Т. Ваграмяном. На рис. 6 видно, что по мере разбавления электролита увеличивается число возможных случаев образования новых центров кристаллизации.
Приведенные рассуждения относительно факторов, влияющих на структуру электролитических осадков, как будто находятся в противоречии с теми явлениями, которые наблюдаются на практике. В самом деле, если повышенная температура способствует получению крупнокристаллических осадков, для чего в целом ряде случаев сознательно повышают температуру? Такой же вопрос можно поставить в случае применения электролитов с высокой концентрацией соли осаждающегося металла. Наконец, если повышенная плотность тока способствует получению мелкокристаллических осадков, то стоит ли вообще ограничивать высший предел плотности тока, тем более если исходить из соображений максимального форсирования процесса?
Однако при внимательном рассмотрении явлений, сопровождающих процессы кристаллизации металла на катоде, можно с достаточным приближением определить роль каждого фактора, рассматривая его не изолированно, а в тесной связи с другими факторами, действующими в том же или противоположном направлении. Нельзя, например, рассматривать влияние плотности тока на структуру осадка без учета природы электролита и его концентрации, температуры, кислотности и т. п. Можно лишь сказать, что если все прочие факторы, будут постоянны, то изменение плотности тока будет влиять в таком-то направлении.
Практически для получения максимального эффекта приходится устанавливать влияние каждого фактора в сочетании со многими другими. Ниже разбираются отдельные процессы электролитического осаждения металлов, где роль различных факторов, влияющих на кристаллизацию, подробно рассмотрена. Здесь мы остановимся на нескольких общих вопросах.
Влияние режима электролиза

Плотность тока. На структуре электролитических осадков плотность тока сказывается особенно заметно в тех случаях, когда катодный потенциал заметно меняется с плотностью тока. В свинцовых и оловянных ваннах, где катодная поляризация очень слабо выражена (в отсутствие коллоидов), катодная плотность тока почти не оказывает заметного влияния на замедление скорости роста кристаллов. Поэтому особенно приходится считаться в этих случаях с дендритообразованием на краях и остриях, где плотность тока более высокая по сравнению с вычисленной (средней).
При электроосаждении таких металлов, как никель, кобальт, железо, повышенная плотность тока благоприятно влияет на структуру осадка, но при этом приходится считаться с одновременным выделением водорода, которое тем сильнее, чем выше плотность тока. При недостаточной кислотности у катодной поверхности будут выпадать и частично включаться в осадок гидраты, при повышенной кислотности значительно снижается выход по току.
Таким образом, плотность тока должна быть в строгом соответствии с кислотностью. Примерно такая же зависимость должна быть между плотностью тока и концентрацией электролита.
При осаждении цинка ниже определенной плотности тока получаются не сплошные, а сетчатые осадки (большая скорость роста кристаллов по сравнению со скоростью образования центров кристаллизации), но по мере увеличения плотности тока приходится также повышать соответственно кислотность и концентрацию электролита.
Перемешивание электролита. Этот фактор влияет так же, как повышенная концентрация соли осаждающегося металла, поскольку при этом быстрее восполняется убыль разрядившихся на катоде ионов металла. И если фактор перемешивания, взятый сам по себе, действует в сторону образования более крупных кристаллических осадков, то практически перемешиванием пользуются для того, чтобы можно было применять более высокие плотности тока. Чем с более высокой плотностью тока мы хотим работать при прочих равных условиях, тем интенсивнее должно быть перемешивание. В некоторых случаях от перемешивания получаются грубые осадки, что объясняется механическим включением взвешенных в электролите частиц шлама и других загрязнений. Для устранения этого явления прибегают к перемешиванию с одновременным фильтрованием.
Повышенная температура, как правило, позволяет повышать плотность тока, что, однако, не всегда связано с понижением катодной поляризации. Эффект повышения температуры при электроосаждении металлов группы железа очень велик. Хромирование и лужение из щелочных электролитов, как правило, осуществляются при повышенных температурах, а кислые оловянные электролиты обычно работают без подогрева.
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent