碱性镀锌工艺研究+文献综述(4)
在形成金属晶体的同时进行着结晶核心的生成和成长过程，这两个过程的速度决定了金属结晶的粗细程度。在电镀过程中当晶核的生成速度大于晶核的成长速度时，就能得到结晶细致、排列紧密的镀层。晶核的生成速度比晶核成长速度的越大，镀层的结晶越细致、紧密；否则，结晶粗大、稀疏。
结晶组织较细的镀层，其防护性能和外观质量都比较理想，实践证明：提高金属电结晶时的阴极极化作用，可以提高晶核的生成速度，便于获得结晶细致紧密的镀层。但阴极极化作用不是越大越好，当阴极极化作用超过一定范围时，会导致氢气的大量析出，从而使镀层变得多孔、粗糙、疏松、烧焦，甚至呈粉末状，质量反而下降。
(2) 经典的电结晶理论
电结晶过程可分为两个阶段:第一阶段为离子从电解液中愉送到电极表面并放电;第二阶段是原子进入晶格和晶体的生长[5]。
电结晶过程的复杂性既与晶体表面的不均匀性有关,又与形成新相有关。在形成固相时产生结晶过电位,后者产生的原因时原子进入固体金属晶格的有序结构中的迟缓性,纯粹形式的结晶过电位只有当其它各步骤,即电荷传递,扩散以及在溶液中的化学反应等价电流都非常接近热力学平衡时,才能显现出来。在近代电结晶理论中,离子放电可在晶面上任何地点发生,先是形成吸附离子(adinn),然后在表面扩散,直至生长点后长入晶格。生长点一般为表面缺陷,这一晶体生长模型提出离子放电步骤与新相生成步骤间存在表面扩散步骤。如果离子放电速度大于表面扩散速度,则将导致吸附原子的表面浓度升高,结果电位负移而产生电结晶极化和电结晶过电位。
1.2电镀的发展及其现状
1.3 电镀锌的原理及其应用
1.3.1 锌的性质与用途
锌是一种银白色略带淡蓝色、光亮、具有反磁性的金属。密度为7.14g/cm3，比铁略小，熔点为419.53℃，原子量为65.38。在室温下，锌较脆，100-150℃时才变软有一定的延展性；超过200℃后，又变脆。在空气中失去光泽，跟酸和碱反应。应用于镀锌铁皮、合金、电池等。世界上锌的全部消费中约有一半是用于镀锌。
锌镀层大多应用于钢铁制品表面的镀覆，经过钝化之后，在空气中几乎不发生变化，在汽油或者含CO2的潮湿水汽中也有很好的防锈能力，这是因为钝化膜紧密细致或者锌镀层表面生成的碱式碳酸盐薄膜保护了下面的金属基体不受腐蚀的缘故；另外，锌还有比较高的负电位，其标准电位为-0.76V，负于铁的电位，所以当基体金属是钢铁，受到腐蚀而生成Fe-Zn原电池时，镀锌层显阳极性，它会自己溶解而保护铁基体，即使表面镀锌层不完整，也能起到此作用。镀锌层被称为“阳极性镀层”，既能起到阻挡外力的机械保护作用，又能有电化学保护作用，防腐蚀性能优良[8]。
锌是一种两性金属，既溶于酸又溶于碱，锌层中若含有其他金属越多越易溶解，电镀取得的锌较纯，在酸和碱中溶解较慢。锌的化学稳定性较差，使其应用范围受到一定局限。镀锌是所有电镀中成本最低廉的，镀锌层的厚度看镀件的不同要求而不同，厚度较厚而无孔隙，则防蚀性能优良。镀锌层厚度一般不低于5um，普通的在6-12um，要求高的在20um以上。因为镀锌层具有抗腐蚀性好、成本低、外表美观和耐贮藏等优点，所以在轻工、仪表、电机、国防、建筑五金等工业中得到广泛的应用。
电镀锌：在行业内又称为冷镀锌，就是利用电解，在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。
与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层，被广泛用于保护钢铁件，特别是防止大气腐蚀，并用于装饰。镀覆技术包括槽镀（或挂镀）、滚镀（适合小零件）、蓝镀、自动镀和连续镀（适合线材、带材）。