簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),電鍍指借助外界直流電的作用,在溶液中進(jìn)行電解反應,使導電體例如金屬的表面沉積一金屬或合金層。
我們以硫酸銅鍍浴作例子:
硫酸銅鍍液主要有硫酸銅、硫酸和水,甚至也有其它添加劑。硫酸銅是銅離子(Cu2+)的來(lái)源,當溶解于水中會(huì )離解出銅離子,銅離子會(huì )在陰極(工件)還原(得到電子)沈積成金屬銅。這個(gè)沉積過(guò)程會(huì )受鍍浴的狀況如銅離子濃度、酸堿度(pH)、溫度、攪拌、電流、添加劑等影響。
陰極主要反應: Cu2+(aq) + 2e- → Cu (s)
電鍍過(guò)程浴中的銅離子濃度因消耗而下降,影響沉積過(guò)程。面對這個(gè)問(wèn)題,可以?xún)蓚(gè)方法解決:1.在浴中添加硫酸銅;2.用銅作陽(yáng)極。添加硫酸銅方法比較麻煩,又要分析又要計算。用銅作陽(yáng)極比較簡(jiǎn)單。陽(yáng)極的作用主要是導體,將電路回路接通。但銅作陽(yáng)極還有另一功能,是氧化(失去電子)溶解成銅離子,補充銅離子的消耗。
陽(yáng)極主要反應: Cu (s) → Cu2+(aq) + 2e-
由于整個(gè)鍍液主要有水,也會(huì )發(fā)生水電解產(chǎn)生氫氣(在陰極)和氧氣(在陽(yáng)極)的副反應
陰極副反應: 2H3O+(aq) + 2e- → H2(g) + 2H2O(l)
陽(yáng)極副反應: 6H2O(l) → O2(g) + 4H3O+(aq) + 4e-
結果,工件的表面上覆蓋了一層金屬銅。這是一個(gè)典型鍍浴的機理,但實(shí)際的情況是十分復雜。自催化鍍及浸漬鍍。