快速钾盐镀锌工艺研究+文献综述(2)
2.4.3 镀层的硬度 9
2.4.4 镀层的厚度测定 10
3 实验与讨论 11
3.1 电镀基体对镀锌效果的影响 11
3.2 搅拌和阴极移动对工作电流密度范围的影响 12
3.3 温度对工作电流密度的选择 14
3.4 不同电流密度下的镀层性能 16
3.5 稀土添加剂对工作电流密度的影响 17
3.6 验证最佳配方在高低电流中镀层的性能 19
4 结论 21
致谢 22
参考文献 23
附录 24
快速钾盐镀锌工艺研究
1 绪论
1.1 锌的性质
锌是一种蓝白色、光亮、呈吹冰边形晶体结构、具有反磁性的金属。锌的密度为7.14g/cm3。熔点为419.5℃，沸点为900 °C，在所有金属中相对较低。除了汞和镉以外，它的熔点是所有过渡金属里最低的。在常温下，锌是硬而易碎的，但在100至150°C下会变得有韧性。当温度超过210 °C时，锌又重新变脆，可以用敲打来粉碎它。
锌的化学性质活泼，在常温下的空气中，表面会生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到225℃后，锌氧化激烈。燃烧时，发出蓝绿色火焰。锌易溶于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等金属。在自然界中，锌大多以硫化物状态存在。主要含锌矿物是闪锌矿，也有少量氧化矿，如菱锌矿和异极矿。一般用作商品的锌都经过加工，这些特性已不再鲜明。
1.2 镀锌层的应用
镀锌是提高钢铁抗大气腐蚀的有效方法[1]。由于钢铁制件上的锌层是牺牲阳极性的涂层，在发生化学反应时，锌作为阳极先被腐蚀，而钢铁机体作为阴极，能得到有效的保护。该防护层具有优良的抗蚀性能、良好的涂装性和焊接加工性，在航空、航天、汽车、石化等领域得到了广泛应用[2]。
镀锌是生产量最大的镀种，由于钢铁制件反腐加工量很大，所以其产量占到整个电镀产量的70%以上。在20世纪70年代以前，镀锌层完全用于防护性电镀，80年代后，镀锌层已经进入装饰—防护性镀层序列。
空调制造、电视机的支架、洗衣机电机外壳、汽车零件、太阳能支架、工业上的风机（小的用镀锌）、交通工具（路面指示牌，厚度1.0-1.5），这一系列行业都需要用到镀锌工艺。
1.3 镀锌的工艺
电镀锌种类繁多，五花八门。但从镀锌镀液的pH值上分，主要有两大类：碱性镀锌和酸性镀锌。碱性镀锌工艺是指工艺中镀液的pH值呈碱性。酸性镀锌工艺镀液的pH值呈酸性。
1.3.1 碱性镀锌溶液
碱性镀锌溶液的镀液呈强碱性。因络合剂不同又可分为氰化物镀锌和锌酸盐镀锌两种。
（1） 氰化物镀锌
氰化物镀锌镀液中使用氰化钠做为络合剂，氢氧化钠做辅助络合剂兼导电盐。氧化锌或氰化锌做主盐。这种镀液稳定，具有良好的均镀能力。镀层细致，耐蚀性好，脆性小，易二次加工。加入光亮剂后可获得酷似亮铬般的镀层。
氰化物镀锌的工作电流密度可以达到4A/dm2，但氰化物镀锌镀液剧毒，废水处理困难，对大气和地下水污染严重，电流效率低，已逐渐被其他镀锌取代。
（2） 锌酸盐镀锌
锌酸盐镀锌镀液中以氧化锌为主盐，氢氧化钠为主络合剂兼导电盐。该工艺以较高含量的氢氧化钠完全取代了氰化钠，使镀液变得无毒，而且分散能力和深镀能力好。该镀液对钢铁几乎无腐蚀性，可以采用钢板焊接的镀槽。因为将废水的pH值调到8-9是很容易的，且在这一pH值范围内，锌离子会以氢氧化锌的形式生成沉淀，经过简单的过滤后废水就能回用或达标排放，所以该镀种废水处理很简单。
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