电流密度对电镀质量的影响

Jul. 14, 2022   |   1550 views

对于某种镀液,允许的电流密度通常存在于上下限的范围内。如果超过这个范围,获得的涂层质量往往不合格。一般来说,我们总是希望允许更宽范围的电流密度。

电流密度对涂层的晶体尺寸有很大影响。当电流密度低于允许电流密度的下限时,涂层的结晶相对粗糙。这是因为电流密度低,超电势很小,成核率很低,只有少数晶体生长。随着电流密度的增加,过电势增加。当它接近允许电流密度的上限时,成核速率显著增加,涂层结晶精细。在允许的电流密度范围内,涂层的结晶更加均匀和精细。如果电流密度超过允许电流密度的上限,由于阴极附近缺乏放电金属离子,通常会在角落和凸起处放电,并出现结节或树枝状晶体(树枝状晶体),这被称为边缘效应。如果电流密度继续增加,由于析氢,阴极区域的pH值将显著增加,形成碱性盐或氢氧化物,当吸附在阴极上或混合在涂层中时,会形成海绵状沉积物。

各种镀液都有最合适的电流密度范围。电流密度的范围取决于镀液的性质、主盐的浓度、主盐与配位剂的比例、添加剂的性质和浓度、pH值、缓冲液的浓度、温度和搅拌等。一般来说,当主盐浓度增加、pH值降低(对于弱酸镀液)、温度升高、搅拌强度增加时,允许电流密度的上限会增加。

阳极的允许电流密度通常低于阴极。如果使用的电流密度高于阳极允许电流密度的上限,阳极钝化或阳极溶解的电流效率将降低。此时,沉积在阴极的金属离子的量大于溶解在阳极的量。因此,金属离子的浓度不稳定,这将影响涂层的质量。因此,在生产过程中,应规定阴极和阳极的面积比,以控制阴极和阳极电流密度,从而保持镀液中金属离子的浓度基本不变。