碱性锌酸盐体系Zn-Fe合金电镀异常共沉积研究

采用分电流曲线法研究了碱性锌酸盐体系Zn-Fe合金电镀异常共沉积的规律。研究发现:Zn-Fe合金共沉积在低电流密度下为正常共沉积,高电流密度下为异常共沉积,且存在一转换电流密度;锌铁离子摩尔比、NaOH、配合剂等影响锌铁离子阴极还原交换电流密度的因素均对转换电流密度有影响;Zn-Fe合金共沉积过程中锌发生了欠电势沉积。锌铁离子的交换电流密度不同是引起Zn-Fe合金异常共沉积的主要原因。

光亮硫酸盐电镀Zn-Fe合金工艺研究

采用霍尔槽试验对硫酸盐镀锌铁合金光亮剂、辅助光亮剂、载体光亮剂进行了筛选,研究成功了一种酸性硫酸盐体系电镀低铁含量的光亮Zn Fe合金镀层工艺,探讨了主盐、络合剂、导电盐、稳定剂、工艺条件的影响,检测了镀液、镀层性能。结果表明:该镀液成分方便,镀液稳定,操作简单,所得镀层结晶细致、光亮平整,其耐蚀性与光亮度明显优于镀锌层,黑色钝化后黝黑发亮。

锌-铁合金异常共沉积中锌沉积机理的研究(Ⅱ)——Zn(OH)_4^(2-)阴极放电的交流阻抗研究

根据拟定的电极反应机理对Zn(OH) 2 -4阴极沉积的交流阻抗进行了理论研究及试验测试。结果表明 :第一个得电子反应为速度控制步骤 ;电极反应过程中存在有电活性的吸附态中间产物 ,而且吸附态的中间产物是以电感的形式影响电极反应的阻抗 ;拟定的机理正确。因此 ,Zn Fe合金异常共沉积中Zn的阴极沉积机理可确定为 :Zn(OH) 2 -4=Zn(OH) 2 +2OH-;Zn(OH) 2 +eZn(OH) ad+OH-(rds) ;Zn(OH) ad+e=Zn +OH-。其中 ,Zn(OH) 2 -4阴极放电的交流阻抗例证表明 ,第二步为电极反应速度控制步骤。

锌-铁合金异常共沉积中锌沉积机理的研究(Ⅰ)——Zn阴极沉积反应历程的拟定

为确定Zn-Fe合金异常共沉积过程中Zn的沉积机理,在机理研究的合理假设条件下,运用各种电化学测试方法研究了Zn-Fe合金异常共沉积中Zn的阴极沉积性质,将理论推导与试验数据相结合拟定出了电极反应历程。碱性锌酸盐电镀液中(pH>13)锌离子主要是以四配位体Zn(OH)2-4的形式存在;电极反应活化能为38.93kJ/mol,表明Zn(OH)2-4在阴极放电受电化学极化控制,Zn(OH)2-4在阴极放电首先经历前置化学转化反应,放电分两步进行,Zn(OH)2-4的扩散系数为2.452×10-6cm2/s。体系中直接放电的配离子为Zn(OH)2。

锌-铁合金异常共沉积中锌沉积机理的研究(Ⅲ)——Zn阴极沉积的动力学研究

为了从动力学角度论证电极反应机理的正确与否 ,采用稳态极化曲线法 ,测得电极反应的动力学参数分别为 :阴极过程Tafel斜率为 - 0 .114V ,表观传递系数α→ =0 .5 19,阳极过程Tafel斜率为 - 0 .0 4 1V ,表观传递系数α→ =1.4 35 ,控制步骤化学计量数ν =1。从电极反应速度的理论动力学方程中求得各动力学参数 ,阴、阳极Tafel斜率分别为 - 0 .118V和 - 0 .0 39V ,与实验值非常吻合。最后根据多电子反应的电化学动力学方程 ,运用表观传递系数进一步论证了Zn阴极沉积电极反应机理的正确性。