针对电镀过程中双性电极现象的讨论（一）
一、起因在电镀过程中,当电流通过电镀溶液时会发生一种特殊情况,称为“双性电极”现象。假设有一种既不与阳极相连,又不与阴极相连的金属A存在于电镀溶液中,通电后有一部分电流从金属A上直接通过,这种特殊情况称作电流的“借道”。当电流通过两类导体的界面时,必然发生电极反映。现在镀液中的金属A上既然有电流通过,那么电流流入A的一端和流出A的一端,也一定有电极反映发生。两端究竟发生什么反应,可从电流出入的方向来判断。在电镀中电流总是从阳极流出而进入阴极的,因此电流流出的地方发生阳极反应,电流流入的地方发生阴极反应。对于金属A来讲,右端电流流入发生的是阴极反应,而左端电流流出,发生的是阳极反应。这种阴、阳两极的反应同时发生在同一金属上的现象,称为双性电极现象。而金属A就是双性电极。显然,在双性电极发生阳极反应的一端,可能引起金属的溶解或“钝化”;而在发生阴极反应的一端,可能引起金属的沉积。
二、条件
电流能否从镀液中的第一类导体上借道通过而产生双性电极现象,必须具备一定的条件,而不是任何情况下皆能发生的。如图所示,电流遇到金属A时,不外两种情况:一种是直接借道通过;一种是绕道而过。显然,只有当借道而过的电阻小于绕道电阻时,借道电流才较大,双性电极现象也明显。如观察被借道的金属A,有时发现边缘部分无镀层(或不溶解),而中间部分则有镀层(或溶解)。这就是因为在边缘部分,电流绕道通过的电阻比借道电阻小,不发生明显的借道现象之故。反之,对于中间部分,电流绕道的途径较长,因而电阻可能大于借道电阻,所以电流往往容易借道而过。这与电镀时的情况正好相反,电镀时因为阴、阳极的边缘部分电流集中,所以总是镀的较厚或溶解的较多。
借道电阻的大小,由界面发生电化学反映的阻力和被借道金属的电阻所决定。因一般金属的电阻都很小,所以借道电阻主要取决于界面的电化学反应阻力。绕道电阻取决于绕程的长短和镀液的导电性。因此,在电镀时凡与这两种电阻有关的各种因素都对双性电极作用的大小产生影响。当电流一定时,温度的高低、借道金属阻挡电流的能力(由其形状、位置决定)与表面状态、镀液的电导率等,都不同程度的影响着双性电极作用的强弱。而槽压的高低、电流的大小对双性电极作用影响更显著。槽压越高、电流越大,双性电极现象也越严重。
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