环保型镀锌电解液中添加剂性能的比较(3)
硫酸盐镀锌添加剂与氯化钾镀锌添加组成相当，它的主光亮剂选择带有羟基被磺化了的碳链较长(大于C8、C9)的芳香酮及烷基苯磺酸作为复合主光亮剂。
载体光亮剂从高级脂肪醇聚氧乙烯醚中选择E0大亲水性好，且憎水基分子量较小的非离子型表面活性剂以及它们的磺化阴离子型表面活性剂进行复配。
碱性镀锌工艺中发现: 加入光亮剂( 单体、中间体以及它们的混合复配物)后，宏观上看镀层表面的光亮度、粗糙度都有很大程度地改善，基本上可以满足一般的需要;但从微观上看，镀层的晶粒比较粗糙、疏松，有的还有不太明显的气流疤痕或结瘤状，而且高、低电流密度区的沉积层厚度之差也比较大，甚至有高区粗糙、低区漏镀之现象。这些缺陷固然与光亮剂的分散性能有关，然而深入研究后发现，主要还是与光亮剂在镀液中不能充分地溶解和分散有关; 并且，由此还致使光亮剂消耗量增大。
辅助光亮剂的作用主要是扩大光亮电镀密度范围，芳香烃杂环烃以及低分子量的烷烃磺酸(盐)或它们的复配物都具备这种功能。例如：苯磺酸、苯亚磺酸钠、甲磺酸等都有效果[4]。
1.3 主要研究的内容
在碱性镀锌电解液中，选择添加不同组分的添加剂进行试验，选取最佳的配方。其中研究各种实验条件，如温度，pH值，阴极电流等对镀层的影响，确定每种实验条件范围；研究添加剂对溶液性能，以及镀层的结合力性能的影响；在综合分析所有的实验数据的基础上，确定添加剂主要成分的比值及适用量，同时探讨添加剂性能。
1.4 研究目标
通过在加入添加剂的碱性镀锌电解液中，改变几种实验条件（温度，PH值）进行试验研究，希望得到一种工艺成份简单、工艺稳定、能在宽的电流范围内得到在基体表面结合力良好的镀锌电解液。同时镀液具有分散能力、深镀能力好的特点，其添加剂使用方便，效果显著。
2碱性镀锌的原理
2.1 镀液中锌离子的络合状态
碱性镀锌电解液是络盐型镀液之一[8]。氧化锌是碱性镀锌液的主盐，它与氢氧化钠作用后生成[Zn(OH)4]2-络离子。
ZnO+20H一+H20——[Zn(OH)4]2一
在镀锌电解液中，[Zn(OH)4]2一其含量对镀液的性能影响很大。经常保持溶液中锌和氢氧化钠的正确比例是镀液能够正常少产的基本条件, 所以生产时要注意阴阳极面的比,如果阳极面积小,锌浓度会下降,阳极有钝化可能。如果镀液中锌离子浓度增高,阳极可以少挂锌板,一部分阳极可用镍板代替。
2.2 主要的电极反应
2.2.1 镀液中的离子状态
ZnO与NaOH先进行反应：
ZnO+ 2NaOH+ H2O ——Na2[ Zn( OH) 4]
[Zn(OH)4]2一络离子稳定存在于电解液中。
2.2.2 阴极反应和阳极反应
对于[Zn(OH)4]2一络离子来说，它在阴极上的反应为：
Na2[ Zn( OH) 4] ——2Na++[ Zn( OH) 4]2-
[ Zn( OH) 4] 2- ——Zn( OH) 2+ 2OH-
Zn( OH) 2+ 2e- ——Zn+ 2OH-
镀液中的Zn2+质量浓度为1～50g/L。最好为3～25 g/L, Zn2+如果质量浓度过低.则会降低镀层析出速度.难以获得工业上适用的镀层厚度:如果Zn2+质量浓度过高.高电流密度区域容易发生镀层烧焦现象.还会因镀液带出损失而不经济。
镀液中的Na+质量浓度过低；则会降低镀液的导电性或者电流效率，难以获得均一镀层；如果Na+质量浓度过高；则会引起镀件表面变色。
在阴极上起副反应的还有：
Zn2++2e-→Zn
2H++2e→H2↑
2H2 O +2e→H2↑+2 OH-
在阳极上的反应为：
Zn—— Zn2++ 2e-
4OH- —— O2+ 2H2O+ 4e-。
因此，碱性镀锌工艺可以通过适当提高阴极平均电流密度来改善镀层厚度。