硼酸在光亮鍍鎳中的應(yīng)用，硼酸是一種白色粉末狀結(jié)晶物,分子量62,密度1.435g/cm3。它是一種弱酸,電離度很小,電離常數(shù)為5.8X10-10。在水溶液中會產(chǎn)生如下的化學(xué)平衡:H3B03 H+ +H2B03-.

        硼酸是光亮鍍鎳的必要成分。由于鍍鎳液屬弱酸性電解液(pH<6),因而在光亮鍍鎳中除了發(fā)生鎳離子在陰離子在陰極上放電而還原為金屬鎳的反應(yīng)外(Ni2++2e=Ni),還存在氫離子還原為氫氣的副反應(yīng):2H++2e=H2↑。因而在光亮鍍鎳中陰極區(qū)內(nèi)的pH值會因氫氣的析出而逐漸上升。當(dāng)其上升到一定值就會影響電鍍層質(zhì)量。而硼酸在水溶液中電離出來的H+就能補充因氫氣的析出而消耗的H+,以維持一定的酸度,防止酸度的急劇變化,使pH值相對穩(wěn)定。這就是硼酸的緩沖作用。

        電鍍現(xiàn)場生產(chǎn)實踐表明,光亮鎳中的硼酸含量低于20 g/L時,緩沖作用較弱,當(dāng)其含量達(dá)到30g/L時,緩沖作用方始顯著,所以普通鍍鎳液中硼酸含量宜控制在25~35 g/L范圍內(nèi);一般光亮鎳中常以35~40 g/L為宜:而現(xiàn)代光亮快速鍍鎳中則提倡硼酸含量在40~50 g/L范圍內(nèi)。之所以提倡硼酸含量宜高一些,是因為在鍍鎳液中的硼酸除一部分離解為H+和H2BO3-外,另有一部分硼酸會轉(zhuǎn)化為四硼酸.

         四硼酸具有防止鎳離子在陰極上形成氫氧化物或堿式鹽的作用,比硼酸的緩沖作用更好。當(dāng)鍍液中的pH值過低時,H+易于放電,陰極電流效率降低和光亮度下降,并使鍍層產(chǎn)生針孔和麻點;pH過高,陰極周圍的金屬離子會以氫氧化物或堿式鹽形式夾雜在鍍層中,影響鎳層質(zhì)量使鍍層產(chǎn)生諸如粗糙、脆性等缺陷和鍍液變渾濁。

        由于常溫下硼酸的溶解度為40g/L,所以當(dāng)硼酸含量過于偏高時,會降低陰極電流效率,在溫度低時易結(jié)品析出,造成鍍層粗糙、毛刺和原材料的浪費,

        現(xiàn)代電鍍研究和電鍍生產(chǎn)實踐表明,硼酸在光亮鍍鎳中不單純起穩(wěn)定pH值的緩沖作用,而且能擴(kuò)大陰極光亮電流密度范圍,以使用較高的電流密度,并使鍍層結(jié)晶細(xì)致,不易燒焦,還能使鍍層的延展性良好和改善鍍層和基體金屬結(jié)合力的作用。另外,由于硼酸的離解作用,有利于抑止硫酸鎳的水解,使電沉積反應(yīng)的順利進(jìn)行。

        正由于硼酸有上述作用,所以現(xiàn)場生產(chǎn)中必須嚴(yán)格控制硼酸含量和正確使用,避免因硼酸而引起的故障?？傊?在鍍鎳液的維護(hù)中,對硼酸在光亮快速鍍鎳中的所起作用應(yīng)予以高度的重視,切切不可掉以輕心,疏忽大意。這樣方可避免或減小鍍鎳故障的發(fā)生。

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