霍爾槽

霍爾槽（英文：Hull Cell） ，又稱赫爾槽或哈氏槽。霍爾槽試驗只需要少量鍍液，經過短時間試驗便能得到在較寬的電流密度範圍內鍍液的電鍍效果。由於該試驗對鍍液組成及操作條件作用敏感，因此，常用來確定鍍濃各組分的濃度以及pH值，確定獲得良好鍍層的電流密度範圍，同時也常用於鍍液的故障分析。因此，霍爾槽已成為電鍍研究、電鍍工藝控制不可缺少的工具。

基本介紹

• 中文名：霍爾槽
• 外文名：Hull Cell
• 別稱：赫爾槽
• 表達式：Jk=I*3.26一3.05* logX）
• 提出者： R O Hull 
• 提出時間：1939 年
• 套用學科：物理學

霍爾槽結構

霍爾槽是1939年英國人R.O.Hull公開發表的一種小型電鍍試驗槽，又譯為赫爾槽。因形為梯形，又稱梯形槽。按盛液體積分，有1000mL、 534mL、320mL、267mL、250mL 多種。用得最多的是 267mL(英制用)和 250mL (公制用)兩種。我國採用公制，便於換算，多直接於 267mL 尺寸的霍爾槽 中盛裝250mL 鍍液使用。整體注塑成形的霍爾槽尺寸比較準確，自製用有機玻璃粘接或用塑膠板焊接的，有的尺寸不很準確。改良霍爾槽則是在 AB、CD 所在面上鑽孔，放入大的液位合適的容器中使用，但用得少。

霍爾槽內部尺寸

霍爾槽試驗

試驗電路

赫爾槽試驗電路與一般的電鍍電路相同，電源根據試驗對電壓波形要求選擇。串聯在試驗迴路中的可變電阻及電流表用以調節試驗電流及電流指示，並聯的電壓表用以指示試驗的槽電壓。

陰極上電流分布

赫爾槽的陰極板與陽極板互不平行，陰極的離陽極較近的一端稱近端；另一端離陽極遠，稱遠端。由於電流從陽極流到陰極的近端和遠端的路徑不同，不同路徑槽液的電阻也不同，因此陰極上的電流密度從遠端到近端逐漸增大，250mL的赫爾槽近端的電流密度是遠端的50倍。因而一次試驗便能觀察到相當寬範圍的電流密度下所獲得的鍍層。

有人經過酸性鍍銅、酸性鍍鎳、橄化鍍鋅、氰化鍍鎬四種鍍液在不同電流強度下進行電鍍試驗並取它們的平均值，得到陰極上各點的電流密度與該點離近端距離關係的經驗公式：

1000mL赫爾槽 Jk=I*3.26一3.05* logX）

267mL赫爾槽 Jk=I*(5.10一5.24* logX)

式中 Jk—陰極上某點的電流密度值〔A/dm2〕;

I--試驗時的電流強度（A）；

X--陰極上該點距近端的距離(cm)．必須注意，靠近陰極兩端各點計算所得的電流密度是不正確的。X=0.635--8.255cm範圍內，計算值有參考價值．

267mL赫爾槽中放入 250mL鍍液做試臉時，陰極上各點的電流密度應是267mL的1.068倍，即267mL赫爾槽陰極的相應點的電流密度乘上267/250。

基本原則

（1）單因素變更原則

霍爾槽試驗時，無論對工藝條件或組份，一次只能改變一個因素，不能同時改變兩個或兩個以上的因素，否則無法判定是哪一因素的變更在起作用。

（2）先易後難原則

試驗時應先從一般電鍍規律入手，確定先改變易測定判斷的因素，並抓主要矛盾，才能少走彎路。

（3）趨最佳化原則

若改變某一工藝條件或補加某一組份，試片與原液相比，結晶細緻光亮範圍加寬或某一故障好轉，則這一改變是正確的，應繼續改變該因素找出最佳值。相反，若改變某一因素後鍍層還不如原液狀況好，則說明這一改變是錯誤的。這一原則對開發新工藝、新助劑尤顯重要。

基本要求

1. 試驗電源
   

輸出直流紋波係數與大生產用電源基本一 致，這就要求電流具有多種輸出波形供選擇；輸出電壓( 0 - 15 )V、電流( 0 - 10 )A 的小電源；最好帶時間預置定時聲音報警的,可省去死盯時間；必須同時有電流與電壓顯示。

2.陽極

陽級用材料應與大生產相同；標準尺寸寬 63mm、長（65-68）mm；若發現陽極有鈍化現象（電流減小、電壓升高），應取出砂洗乾淨(或作活化處理)再用。

3.陰極試片

一般可用黃銅片，鍍鋅與硬鉻用冷軋鋼片；標準尺寸長100mm、寬( 65 - 68 )mm，厚度( 0.3 - 0.5 )mm。

4.加溫(冷卻)

對帶電加熱的霍爾槽,可直接用霍爾槽進行鍍 液加溫,但若無自動控溫時應注意監測液溫。對普通霍爾槽，若試驗時氣溫較高，可在電爐上用燒杯多取一點鍍液加熱至高於試驗溫度（5-7）℃時，倒250mL鍍液於霍爾槽中 （陰陽極板要吸收部分熱），立即試驗，（3-5）min 內能維持在工作溫度範圍內。若氣溫低，則應在恆溫水浴鍋內先將液溫加夠，霍爾槽放在水浴鍋內保溫作試驗。

5.電流強度與時間的選擇

應根據工藝要求及試驗目的來靈活選擇。

6.陰陽極的夾持

一般用較大的鱷魚夾夾持陰陽極，用鈦夾子最好，但貴且不好買。

7.鍍液更換

因只用250mL鍍液，各種組分消耗快。2A 鍍 5min 時，鍍4次即應更換新液。

試驗方法

1．樣液 試驗用樣液要有代表性。取樣前，鍍液必須充分攪拌，並從鍍槽的不同部位採取，混和後取用．赫爾槽試驗使用不溶性陽極時，鍍液試驗1~2次就要更新；使用可溶性陽極時，每取一次槽液可使用6～8次．做雜質或添加劑的影響試驗時，槽液使用次數應少些。

2.試驗條件 槽液溫度應與生產時相同，時間一般為5-10分鐘，光亮鍍液應採用空氣或機械攪拌，電流常取1～2A，鍍鉻用5~ 10A。

3.確定電流密度範圍

4．繪圖記錄 記錄樣板情況應同時記錄鍍液成分、操作條件，記錄可縮減為l cm高的矩形，或僅取樣板中間一條記錄。鍍層狀況可用符號表示，當符號還不能充分說明問題時，可配合適當的文字。此外，當樣板需作為資料可在試片乾燥後塗上清漆。保存樣板的照片也常常能起到同樣的效果。

套用範圍

（1）化工材料質量判斷；

（2）確定添加劑加入量；

（3）確定最佳工藝條件；

（4）測定鍍液分散能力；

（5）判斷鍍液深鍍能力；

（6）確定雜質的影響及處理辦法；

（7）判斷主要材料的含量或加入量；

（8）判斷鍍層脆性。