硬铬添加剂的分类及其道理

硬铬添加剂是镀铬添加剂的一种。
一般将单独使用硫酸为催化剂的镀铬液称为一代镀铬液,同时加入二种或两种以上无机阴离子的镀铬液称为二代镀铬液,这些无机阴离子主要为氟化物、溴化物、碘化物等。其中加入氟化物可以提高电流效率、覆盖及分散能力,但含氟化物的镀液在低电流区对工件腐蚀比较严重,目前比较先进的镀硬铬工艺都不含氟化物。
镀铬溶液中的六价铬以Cr042-,Co2072-,Cr30102-,Cr40132-等阴离子形式存在在时,阴极对它们有很强的排斥作用,使它们很难接近荷负电的阴极表面而发生电还原反应。因此,可能存在--个化学转化步骤。
硫元素比铬元素的电负性大,硫酸铬酰是个极性分子,铬酰基带正电荷,硫酸根带负电荷,与Cr042-,Cr2072-相比,阴极对硫酸铬酰分子的排斥作用减弱了。使得六价铬容易接近阴极表面,实现往电极表面的传输。在阴极表面上,铬酰基的一端指向阴极表面,硫酸根的一端指向溶液。H2S04的作用就是改变六价铬的存在状态,使不易电还原的Cr042-,Cr2072-转变为易于电还原的硫酸铬酰。如果镀铬液中不存在H2S04,就不会有硫酸铬酰的生成,难以电沉积出铬来,此时,溶液中的阴离子只有H+,阴极只能将H+还原为H2气体析出。
在电镀中--般的电镀工艺电流效率在70%~99%之间,而目前生产中使用的镀铬工艺则电流效率很低,一般只有10%~25%,所以有很大的发展潜力,再者镀铬的应用十分广泛。因此,对镀铬的研究开发具有重要意义和良好的前景。
近年来硬铬添加剂的研究围绕着解决镀铬的电流效率低、环境污染严重、消耗量大、镀液的覆盖能力差等问题而展开.热点是稀土阳离子添加剂、有机阴离子添加剂及复合型添加剂的研究,并且已经取得了较大的进展。如CS型、RI-3C、CF-201、HC-1、HEEF25、CH系列添加剂Atotech公司的HCR840等都已进人生产阶段。超快速镀铬工艺HEEF-Fc采用高电流效率和高电流密度的方法使其镀速为普通镀铬的10倍,但对设备的要求也更严格。

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