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電沉積時(shí),人們希望直流電源所提供至陰極的電子全部用來還原沉積鍍層所需的金屬組分,即全部用于主反應(yīng)上。但實(shí)際上,副反應(yīng)的發(fā)生也會(huì)消耗電子,即電流的利用率往往達(dá)不到百分之百,這就存在一個(gè)電流利用效率的問題。為了表征電流利用率的大小,確定了一個(gè)鍍液指標(biāo)參數(shù)——電流效率。常用璣表示陰極電流效率,ηa表示陽極電流效率,均以百分比表示。陰極電流效率有2種定義:
(1)通過一定電量時(shí)陰極上實(shí)際沉積的金屬質(zhì)量與通過相同電量時(shí)理論上應(yīng)沉積的金屬質(zhì)量之比;
(2)沉積一定質(zhì)量的金屬時(shí)理論上應(yīng)通入的電量與沉積相同質(zhì)量的金屬時(shí)實(shí)際消耗的電量之比。
不同價(jià)態(tài)的金屬離子還原為金屬原子理論上所需的電量或通過一定電量(常用安培·小時(shí)即A.h表示)時(shí)理論上應(yīng)沉積的單金屬質(zhì)量,被稱為“電化學(xué)當(dāng)量”,可計(jì)算求出,計(jì)算結(jié)果可從許多電鍍書籍或手冊(cè)的附錄中查到。
實(shí)際沉積的金屬質(zhì)量可用“增重法”稱量得知:增重=鍍后試樣質(zhì)量-鍍前試樣質(zhì)量。
實(shí)際通過的電量用電量計(jì)(即庫侖計(jì))測(cè)量。經(jīng)典方法采用“銅庫侖計(jì)”,它實(shí)際上是一個(gè)串接于試驗(yàn)槽上、陰極電流效率幾乎百分之百的酸性鍍銅槽。用增重法得知其中陰極實(shí)際沉積的銅質(zhì)量,再依Cu2+的電化學(xué)當(dāng)量換算為理論電量。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,目前已可制出精密電量計(jì)(也稱為“安培·小時(shí)計(jì)”),用以代替銅庫侖計(jì),則測(cè)定更為簡(jiǎn)單。具體的測(cè)定操作及計(jì)算方法在許多電鍍手冊(cè)中都可查到,此處不再贅述。
單金屬鍍層的陰極電流效率的測(cè)定與計(jì)算比較簡(jiǎn)單,合金電鍍時(shí)的測(cè)定則較麻煩。應(yīng)準(zhǔn)確分析鍍層合金成分后,分別用不同組分金屬的電化學(xué)當(dāng)量單獨(dú)計(jì)算后再綜合計(jì)算。
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