电流密度对镀层性能的影响

电流密度对镀液、镀层性能的影响

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电流密度的影响

   对于一定的镀液而言，允许使用的电流密度常存在一个上下限范围，若超过此范围，获得的镀层质量往往不合格。一般来说，总希望允许使用电流密度范围较宽一些。
       电流密度对镀层结晶粗细影响较大。当电流密度低于允许电流密度的下限时，镀层的结晶比较粗大。这是由于电流密度较低，超电势很小，晶核形成速度很低，只有少数晶体长大所致。随着电流密度的增大，超电势增加，当接近允许电流密度的上限时，晶核形成的速度显著增加，镀层结晶细致。在允许电流密度范围内，镀层结晶较均匀、细致。若电流密度超过允许电流密度的上限，由于阴极附近放电金属离子贫乏，一般在棱角和凸出部位放电，出现结瘤或枝状结晶(枝晶)，这称为边缘效应。如电流密度继续升高，由于析氢，使阴极区pH值显著升高，形成碱式盐或氢氧化物，这些物质在阴极吸附或夹杂在镀层中会形成海绵状沉积物。
       各种镀液都有最适宜的电流密度范围。电流密度范围视镀液的性质、主盐浓度、主盐和配位剂的比例、添加剂的性质和浓度、pH值、缓冲剂的浓度、温度和搅拌等而定。一般来说，主盐浓度增加、pH值降低(对弱酸性镀液)、温度升高、搅拌强度增加时，允许电流密度的上限会增大。各种镀液都有最适宜的电流密度范围。电流密度范围视镀液的性质、主盐浓度、主盐和配位剂的比例、添加剂的性质和浓度、pH值、缓冲剂的浓度、温度和搅拌等而定。一般来说，主盐浓度增加、pH值降低(对弱酸性镀液)、温度升高、搅拌强度增加时，允许电流密度的上限会增大。

   阳极允许电流密度一般比阴极允许电流密度低，若使用的电流密度高于阳极允许电流密度的上限，则阳极易钝化或阳极溶解的电流效率下降。这时，金属离子在阴极的沉积量大于阳极溶解的量，结果金属离子的浓度不稳定，这将影响镀层的质量。因此，在生产工艺中，要规定阴极、阳极面积比，以控制阴极、阳极电流密度，进而维持镀液中金属离子的浓度基本不变。