Распределение осадка на катоде при электролизе

Необратимые электродные процессы играют значительную роль в электрохимической промышленности. Водородным перенапряжением обусловливается возможность получения ряда металлов электролизом из водных растворов (например 2п, Ре и т. д.), что невозможно, если судить по равновесным термодинамическим потенциалам. Расход энергии при многих электрохимических процессах определяется не термодинамическими, а необратимыми электродными потенциалами. Распределение осадка при электролизе на катоде, имеющем выпуклость или углубления, так называемая рассеивающая способность гальванических ванн, также определяется необратимыми электродными потенциалами. [c.135]

Одним из основных требований, предъявляемых к качеству гальванических покрытий, является равномерность распределения осадка металла, т. е. одинаковая толщина слоя покрытия по всей поверхности покрываемых изделий. Толщина покрытия определяется по формуле (23), однако в действительности она никогда не бывает одинаковой по всей поверхности, и расчет по формуле (23) дает представление лишь о средней толщине осадка. На практике толщина покрытия на краях и в углах гораздо больше, чем на средней части поверхности катода, причем степень неравномерности зависит от многих факторов, в том числе от природы электролита и осаждаемого металла, а также от режима электролиза. [c.49]

В практике гальванотехники установилось понятие о так называемой рассеивающей способности электролита принято считать, что равномерность распределения металла на катоде при электролизе зависит главным образом от специфических свойств самого электролита если таковой обладает большой рассеивающей способностью, тогда можно получить осадки равномерной толщины даже на рельефных поверхностях. Иногда пользуются аналогичным понятием о так называемой < кроющей способности электролита, подразумевая под этим способность электролита покрывать металлом углубленные участки электрода без учета равномерности толщины слоя на разных участках катода. [c.163]

Основы электролиза с выделением металлов на катоде, а также процессы на растворимых и нерастворимых анодах были рассмотрены в IV главе. Все это в одинаковой степени относится как к процессам электролиза, применяемым в металлургии, так и к гальванотехнике. При получении тонких электролитических покрытий особое внимание уделяется качеству катодного осадка кроме плотности (массивности) и отсутствия наростов и дендритов, что являлось главным в металлургии, в гальваностегии требуется еще иметь покрытие по возможности беспористое, гладкое, даже блестящее, иногда матовое, равномерно распределенное на поверхности, хорошо пристающее к основному металлу изделия. Исходя из этого, следует кратко остановиться на некоторых общих для многих случаев гальваностегии вопросах, а именно [c.345]

Из этого выражения следует, что если выход металла по току уменьшается с повышением плотности тока (Вб<Вд), то распределение металла будет более равномерным, и, наоборот, если выход металла по току возрастает с повышением плотности тока, то распределение металла будет менее равномерным. Действительно, при электролизе растворов комплексных солей (цианиды, пирофосфаты, станнаты и др. электролиты), в которых выход по току резко уменьшается с ростом плотности тока, осадки получаются равномерными по толщине. В электролитах, в которых выход металла по току увеличивается с ростом плотности тока (хромирование и никелирование), осадки распределяются по толщине на катоде неравномерно. [c.127]

Черный никель не представляет собой чисто металлического осадка. Во время электролиза на катоде вместе с металлическим никелем осаждаются сульфиды никеля и цинка и гидрат окиси цинка. По-видимому, осадок представляет собой мельчайшие частицы никеля, включенные в массу гидроокиси и сульфидов. Осадки имеют черный цвет, подобно черному фотографическому изображению, образованному частицами серебра, распределенными в массе желатины. [c.214]

В учебнике приведены основные закономерности электролиза и механизма образования катодных осадков. Рассматриваются факторы, влияющие на распределение металла на катоде, на структуру осадков, а также некоторые вопросы теории, знание которых имеет важное значение для получения высококачественных электрохимических и химических покрытий. Приводится современная рецептура ванн и режимы их работы. Детально излагаются технологические процессы нанесения металлических и оксидных покрытий. Рассматриваются вопросы техники безопасности и промышленной санитарии в гальванических цехах. Даны основные сведения по проектированию цехов электрохимических покрытий. [c.2]

Изготовление слоев оксидов редкоземельных элементов, тория, урана, протактиния, нептуния и транснептуниевых элементов электроосаждением из неводных сред имеет неоспоримые преимуш,ест-ва по сравнению с водными растворами. Образуюш,иеся на катоде при электролизе в водной среде гидроксиды лантаноидов и актиноидов аморфны. При дальнейшей термической обработке они образуют оксидные слои с большим количеством структурных дефектов. При электролизе из органических растворов на катоде образуются кристаллические структуры, которые при прокаливании легко переходят, теряя органическую составляюш,ую, в кристаллические структуры оксидов РЗЭ и актиноидов. Кроме того, метод электроосаждення из неводных растворов характеризует большая скорость проведения процесса, полнота выделения металла, прочность сцепления о подложкой слоев толщиной 1—5 мг/см , равномерность распределения покрытия на больших площадях. Наилуч-шие результаты получены из спиртовых растворов нитратов и ацетатов РЗЭ и актиноидов. Растворимость солей данных металлов в органических растворителях низка, поэтому в основном применяют насыщенные растворы. Из-за низкой проводимости растворов и окисной пленки на электроде используются высокие напряжения (порядка сотен вольт), плотности тока низкие. Большое значение при подборе оптимальных условий осаждения имеют площадь электродов, расстояние между ними, объем электролита, предварительная обработка электродов. Катодный процесс сопровождается газовыделением, вызывающим образование неравномерной пленки. Для уменьшения газовыделения добавляют специальные добавки, в частности этиловый спирт [221]. Катодный продукт наряду с металлом и кислородом содержит обычно азот, водород и углерод. Результаты количественного анализа показывают загрязнение катодного осадка растворителем или продуктами его разложения, но не образование соединений определенной стехиометрии [1077]. При термической обработке катодного осадка происходит уменьшение объема и перестройка кристаллической решетки, в результате чего слои растрескиваются и осыпаются, и лишь в случае тонких слоев оказывается достаточно поверхностных молекулярных сил сцепления для сохранения прочной связи с подложкой. Для получения покрытий толщиной порядка 1—5 мг/см необходимо многослойное нанесение продукта [1060]. [c.156]

Исследование распределения металла в сернокислом и борфтористоводородном электролитах проводилось при плотности тока 2 а дм , а в хлорид-фторидном электролите при >к=1 а дм . После электролиза с помощью оптиметра марки ИКГ на каждой пластинке катода определялась толщина осадков сплава. Толщина осадков рассчйтывалась так- [c.203]

В наиболее ранних работах количество примесей в осадках определялось исходя из избыточного (по сравнению с осадками из чистых растворов) веса, обусловленного включением посторонних веществ, в предположении, что этот избыточный вес равен количеству включений. Разумеется, отождествить состав примеси с составом добавки, введенной в раствор, в этих опытах нельзя, как нельзя ничего сказать и о характере возможных химических превращений на катоде. К сожалению, возможности идентификации соединений, в виде которых примесь присутствует в осадках, что не дают и более тонкие методы. Если любым методом (в большинстве случаев спектрофотометрически) анализируется уменьшение концентрации добавки в электролите при протекании электролиза, то остается неизвестным, в каком виде примесь включается в осадок кроме того, в этом случае необходимо разделение катодного и анодного пространств, а также предотвращение окисления добавки кислородом воздуха. Несоблюдение указанных условий может привести к неверной трактовке результатов. Если анализируется состав осадка, то в большинстве случаев интересующее экспериментатора вещество разрушается или претерпевает химические превращения при химическом или анодном растворении, сжигании, равно как и при других способах обработки осадка. Рентгеноструктурный анализ, дающий сведения о фазовом составе, имеет ценность лишь в тех немногих случаях, когда включения составляют не менее 5—10% от общего веса осадка или когда их удается в неизменном виде из осадка извлечь. Характер распределения примесей в осадках может быть установлен с помощью металлографических методов электронная микроскопия (на просвет) дает некоторые возможности для определения количества включений и размера включающхся частиц [34, 35], но опять-таки не дает сведений об их составе. Косвенно о составе включений можно судить по данным радиохимического анализа, если в состав добавки вводятся по-разному меченные молекулы. [c.117]

В процессе электролиза измеряют потенциометром или высокоомным милливольтметром падение напряжения А11 на сопротивлении г в цени каждой секции и рассчитывают соответствующую силу тока / = Аи/г. Для характеристики распределения тока и металла определяют отношение плотности тока и толщины (или веса) осадка на каждой секции катода к средним их значениям d/d p, пг/пг р. Толщину осадков рассчитывают (см. приложение IV) и измеряюг (см. приложение V). [c.19]

Наряду с непрерывным изменением размера растущих участков на отдельных гранях в процессе электролиза имеет место также неодинаковая скорость роста отдельных кристаллов, вызванная неравномерным распределением тока. При образовании поликристаллического осадка ток на катоде непрерывно перераспределяется в связи с прекращением роста старых кристаллов и появлением новых . Вокруг растущего кристалла происходит обеднение раствора ионами металла (нарастает так называемая концентрационная поляризация ), вследствие чего линии тока перераспределяются, и металл начинает осаждаться на тех участках катода, у которых концентрация раствора выше. Чем быстрее происходит обеднение раствора вокруг растущих кристаллов, тем чаще перераспределяются линии тока и тем мелкокри-сталличнее будет осадок. [c.12]