電解浸洗

電解浸洗是將電流通過電解質溶液或熔融態電解質，（又稱電解液），在陰極和陽極上引起氧化還原反應的過程，電化學電池在外加直流電壓時可發生電解過程。

利用在作為電子導體的電極與作為離子導體的電解質的界面上發生的電化學反應進行化學品的合成高純物質的製造以及材料表面的處理的過程。通電時，電解質中的陽離子移向陰極，吸收電子，發生還原作用，生成新物質；電解質中的陰離子移向陽極，放出電子，發生氧化作用，亦生成新物質。例如電解熔融氯化鈉。

基本介紹

• 中文名：電解浸洗
• 外文名：Electrolysis immersion
• 原理：電解原理
• 作用：提高耐磨性，抗腐蝕性等

基本含義

電解浸洗時，鍍層金屬或其他不溶性材料做陽極，待鍍的工件做陰極，鍍層金屬的陽離子在待鍍工件表面被還原形成鍍層。為排除其它陽離子的干擾，且使鍍層均勻、牢固，需用含鍍層金屬陽離子的溶液做電解浸洗液，以保持鍍層金屬陽離子的濃度不變。電解浸洗的目的是在基材上鍍上金屬鍍層，改變基材表面性質或尺寸。電解浸洗能增強金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多採用耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、光滑性、耐熱性和表面美觀。

材料要求

鍍層大多是單一金屬或合金，如鈦鈀、鋅、鎘、金或黃銅、青銅等；也有彌散層，如鎳-碳化矽、鎳-氟化石墨等；還有覆合層，如鋼上的銅-鎳-鉻層、鋼上的銀-銦層等。電解浸洗的基體材料除鐵基的鑄鐵、鋼和不鏽鋼外，還有非鐵金屬，或ABS塑膠、聚丙烯、聚碸和酚醛塑膠，但塑膠電解浸洗前，必須經過特殊的活化和敏化處理。

工作原理

電解浸洗需要一個向電解浸洗槽供電的低壓大電流電源以及由電解浸洗液、待鍍零件(陰極)和陽極構成的電解裝置。其中電解浸洗液成分視鍍層不同而不同，但均含有提供金屬離子的主鹽，能絡合主鹽中金屬離子形成絡合物的絡合劑，用於穩定溶液酸鹼度的緩衝劑，陽極活化劑和特殊添加物（如光亮劑、晶粒細化劑、整平劑、潤濕劑、應力消除劑和抑霧劑等）。電解浸洗過程是鍍液中的金屬離子在外電場的作用下，經電極反應還原成金屬原子，並在陰極上進行金屬沉積的過程。因此，這是一個包括液相傳質、電化學反應和電結晶等步驟的金屬電沉積過程。

在盛有電解浸洗液的鍍槽中，經過清理和特殊預處理的待鍍件作為陰極，用鍍覆金屬製成陽極，兩極分別與直流電源的正極和負極聯接。電解浸洗液由含有鍍覆金屬的化合物、導電的鹽類、緩衝劑、pH調節劑和添加劑等的水溶液組成。通電後，電解浸洗液中的金屬離子，在電位差的作用下移動到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進入電解浸洗液，以保持被鍍覆的金屬離子的濃度。在有些情況下，如鍍鉻，是採用鉛、鉛銻合金製成的不溶性陽極，它只起傳遞電子、導通電流的作用。電解液中的鉻離子濃度，需依靠定期地向鍍液中加入鉻化合物來維持。電解浸洗時，陽極材料的質量、電解浸洗液的成分、溫度、電流密度、通電時間、攪拌強度、析出的雜質、電源波形等都會影響鍍層的質量，需要適時進行控制。

首先電解浸洗液有六個要素：主鹽、附加鹽、絡合劑、緩衝劑、陽極活化劑和添加劑。

電解浸洗原理包含四個方面：電解浸洗液、電解浸洗反應、電極與反應原理、金屬的電沉積過程。

電解浸洗反應中的電化學反應：電解浸洗裝置，被鍍的零件為陰極，與直流電源的負極相連，金屬陽極與直流電源的正極聯結，陽極與陰均浸入鍍液中。當在陰陽兩極間施加一定電位時，則在陰極發生如下反應：從鍍液內部擴散到電極和鍍液界面的金屬離子Mn從陰極上獲得n個電子，還原成金屬M。另一方面，在陽極則發生與陰極完全相反的反應，即陽極界面上發生金屬M的溶解，釋放n個電子生成金屬離子Mn。