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「镀银」无氰镀银工艺中的阳极钝化问题以及解决方法-仁昌科技

发布时间:2020.03.23 13:57 作者:仁昌奥克 文章来源:仁昌科技
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无论是氰化镀银还是以有机络合剂为主的无氰镀银工艺均有可能发生阳极钝化的现象,但是对于无氰镀银体系钝化发生得更早,即使在阳极面积大于阴极面积时也有可能发生钝化。

(1)阳极的钝化对阳极的分压产生影响。钝化严重则分压加大,槽压增加。由于副反应占比重加大,钝化会使镀液组分更快地失衡。

(2)阳极面积要足够大才能有足够的接触面积向镀液提供银离子,保证络合步骤和络合离子的扩散。从经验上看,阳极面积至少要在1.5倍的阴极面积以上阳极溶解才无明显的钝化现象。

(3)霍尔槽实验:尽管霍尔槽试验对于绝大多数电镀实验都是一个非常好的检验标准,但是对于无氰镀银不完全适用。霍尔槽试验中阳极的面积小于阴极面积,这导致阳极钝化严重。特别对于电镀时间较长的霍尔槽实验,钝化更为明显。对于采用有机络合剂的无氰镀银工艺来说,霍尔槽试验是不适合的,特别是长时间电解。为了了解不同电流密度下的电镀效果,可以用稍微繁琐些的试片实验,即试镀一系列不同电流密度的0.1dm2的铜片,来替代霍尔槽实验。即使用霍尔槽试验,电镀时间也不宜过长,同时加强阳极区搅拌,及时观察,在阳极刚刚出现钝化的时候即停止试验。同样道理,利用霍尔槽试验评价镀液的分散能力也不适用于无氰镀银体系,可以选择远近阴极法,或者弯曲阴极法来代替霍尔槽试验法。

(4)电极材料对阳极钝化有影响。浇注银板由于组织疏松,不易钝化。但是浇注银板在溶解的过程中会出现银颗粒的机械脱落,所以浇注银板会在电镀中损失些材料,其阳极利用率降低。使用中还必须使用阳极套减少阳极颗粒对阴极沉积的影响。另一种是碾压银板。它的结构相对致密,电镀过程中较易发生钝化现象。但是其利用率会较浇注银板高。所以对镀液作一般测试时,可以选择浇注银板,以降低钝化对镀液评测的影响。大量工业生产时以碾压银板为佳,但碾压银板作阳极时特别要注意其面积为阴极面积的2倍以上。

(5)在阳极面积为阴极面积的1.5倍时,采用先浇铸后碾压成型的银阳极,电镀30min,实测阳极消耗比阴极消耗多约20%。如(6)所述,阳极可能形成颗粒剥落损失。此时,需要加阳极套避免镀银液污染。如果需要降低阳极消耗,建议采用多次碾压的阳极,同时增加电极面积。

(6)当阳极面积在1.0至1.5倍阴极面积时,阳极发生钝化的几率急剧增加。钝化发生时,有效阳极面积会减少,随后钝化更为剧烈。产生气泡,直至阳极全部发黑。遇到钝化时,一定要停止生产,对阳极重新打磨,洗刷处理,清除钝化膜。而后适当增大阳极面积重新开始生产。从生产经验中总结阳极开始钝化的临界阳极:阴极面积比,指导后续的生产。见图1

  

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 图1阳极钝化后的照片


如何减轻钝化,消除钝化

(1)阳极的钝化主要是由于阳极电流密度过大造成的,所以降低或避免阳极钝化可以从以下三个方面着手,即降低阳极电流密度,提高阳极对最大电流密度的容忍上限,加速阳极区的络合离子扩散提升阳极扩散层浓差梯度。

(2)增加阳极面积是降低阳极电流密度最简单和有效的方法。但增加阳极面积会增加生产的前期投入成本。所以可以考虑利用碾压银板制成瓦楞形银阳极,从而增大电极面积。

(3)提高阳极容忍的电流密度上限。可以在工艺的允许范围内增加些有助于阳极溶解的物质作为辅助络合剂。

(4)加强阳极搅拌,提高阳极区的物质扩散。减小阳极区的扩散层厚度,增加络合剂对银阳极的溶解能力。


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