稀土添加剂在镀铬溶液中的作用 稀土添加剂为什么在镀铬溶液中起到较为重要的作用呢?直到现在，还不能完全在机理上加以有说服力的阐明；但从一些实验结果来看，说明稀土元素能在阴极上产生特性吸附，从而改变了阴极膜的性质，这样就产生了一系列的影响。 稀土是阳离子添加剂。在电镀时它在阴极区域组成一个阳离子层，当六价铬离子向阴极移动并到达阴极表面时，需克服稀土离子正电场的作用力和稀土离子层的机械阻力，阴极电流密度大的地方阻力大，这样镀件的边缘和凸出处电流密度大的地方，铬层的析出就少；而镀件的内面和凹入处，由于电流密度小，铬层的析出就会相应增多，从而使镀液的覆盖能力和分散能力提高。 稀土在镀铬溶液中催化作用，只有在镀液中存在硫酸和氟离子时才能起作用，如只加入稀土而没有硫酸和氟离子的话，铬镀层是不会析出的。若只有硫酸作催化剂的标准镀铬溶液中，加入稀土后镀层反而变得不光亮，呈现出白雾状的铬镀层；在这种情况下，如再加入氟离子，则镀层就变得光亮透明了。因此可以说，稀土元素在镀铬溶液中起到了锦上添花的作用。 通过测定阴极极化曲线、微分电容、交流阻抗和X射线光电能谱的方法，得出的实验结果如下。 (1)阴极极化曲线的变化图l0-1阴极极化曲线表明，加入稀土氧化镧和不加的相比较，其极化曲线的行程变化不大，只是对应的峰电流(1、2)和谷电流(a、a')都降低了。图中峰电流对应的电位φ1是Cr6+还原为Cr3+的电极电位，加入稀土元素后，峰电流下降了，说明用于还原为Cr3+的电流减少了，因而使电流效率提高。φ2为铬的析出电位，加入稀土元素后，其析出电位由a下降到a'，即析出电位变正了，铬的临界析出电流变小，这就能相应提高电流效率、分散能力和覆盖能力。 (2)微分电容和交流阻抗的变化未加稀土和加入氧化镱后，测得的微分电容见图10-2。从微分电容曲线可以明显看到，加入稀土元素后，微分电容明显下降，下降的幅度还与加入量有关。微分电容下降，说明稀土元素在电极上产生特性吸附。由图10-3(a)
图10-1阴极极化曲线
图10-2微分电容曲线 交流阻抗的变化可见第四象限的半圆比图l0-3(b)的半圆大，说明加入稀土元素后，阴极表面膜的电阻增加了。这是因为稀土阳离子在阴极表面吸附并改变了碱式铬酸盐膜结构所致，即阴极上的碱式铬酸盐膜转变为碱式铬酸铬和碱式铬酸稀土阳离子的混合膜。由于膜电阻增加，使得阴极分散双电层φ1变正，这样有利于放电离子CrO42一在电极界面上富集和放电，增加了析氢超电势，析氢量也相对减少，从而使电流效率升高。
图10-3交流阻抗的变化 (3)由x射线衍射图谱证实，加入稀土阳离子后，镀层结晶也发生了一定的变化：表面结晶趋于择优取向，导致晶粒细化和光亮度提高，同时使镀层的硬度也有了提高。 |
