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1、实验 10：电镀锌的工艺设计一、实验目的1. 了解赫尔槽的结构特点并掌握赫尔槽的使用；2. 掌握锌酸盐镀锌的工艺流程二、实验原理赫尔槽是R0 Hull于1935年设计的形似梯形的一种电镀工艺试验仪，它具有结构简单， 使用方便，速度快，效果好，消耗镀液少等特点，是电镀工艺者必须掌握的试验手段，随着电镀 技术的发展，赫尔槽的用途和结构都有了新的发展，不仅用于研究镀液组分的影响，添加剂的选 择，查明故障，确定电流密度范围等，而且用于测定分散能力，深镀能力。镀层的其他性能(整 平性、脆性、内应力、耐蚀性等)，能测定镀液和镀层的许多主要性能。在电镀中，阴极和阳极总是平行放置的，如图14 (a)所示，为的
2、是阴极上各部位电流密度 趋向分布。但如果把阴极斜放，使阴极各部位与阳极的距离不同，如图14 (b)所示，则阴极上 的电流密度就随各部位而异，赫尔槽就是应用这个原理设计的。在赫尔槽中，阴极两端与阳极距离不同，离阳极近的一端叫近端，电流密度大，随着远离阳 极电流密度逐渐变小，距阳极最远的一端称为远端，电流密度最小，如267毫升的赫尔槽试片上 近端与远端电流密度相差 50倍，因此通过一次赫尔槽试验就可以直接从阴极试片上观察到不同 电流密度下镀层的状况，改变电镀液的组分和工艺参数并分别做赫尔槽试验，对阴极试片进行比 较和分析从而可确定合理的配方和工作规范。图 1.赫尔槽的结构图镀锌过程:Zn(OH)2
3、 + 2e Zn + 20H-另外；2H+ + 2e H2 t阳极过程；Zn - 2e + 4OH- Zn(OH)42-Zn + 2NaOH + 2H2O Na2Zn(OH)4 + H2t也存在；4OH- - 4e 2H2O + O2三、实验器材赫尔槽、直流稳压电源、锌阳极、铜试片、NaOH、ZnO、一些添加剂四、实验步骤1 .锌版用砂纸打磨后用去离子水清洗处理；铜片用去离子水清洗。2.在赫尔槽加入体积为1/2的电镀液，将铜片与锌片依次放入赫尔槽。3计算出铜片被电镀液浸没部分的面积为，分别以dm2、1A/dm2、2A/dm2计算出电解 时的电流，得出电流分别为, ,4.以上述电流恒流电镀五分钟五、结果与讨论1.将不同条件下制备的电镀试片拍照，并标明实验条件；图2.电流密度为dm2电镀5min后的铜板图3.电流密度为1A/dm2电镀5min后的铜板图4.电流密度为2A/dm2电镀5min后的铜板2. 根据试片前后的质量变化，计算不同条件下镀锌的电流效率。由 m=ItMCu/2F 计算出各电流密度下的理论电镀质量，又有实验时测得的实际电镀质 Cu量，可算出个电流密度下的电镀效率。结果如表一。铜片编号123电流/A镀前质量/g 镀后质量/g实际电镀质量/g 理论电镀质量/g电流效率%表1不同电镀电流下的电镀质量及电流效率
