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鍍鉻過程中三價鉻的影響

2023-08-07

       鍍鉻液中三價鉻的質量濃度對內電阻縱向分布狀態有著顯著的影響。實踐證明:隨著鍍液中三價鉻的質量濃度的增加,內電阻縱向分布不均勻性逐漸得到改善。三價鉻的質量濃度較高時,溶液在槍管內自下而上的流速變慢,這顯然是氣體生成速率較慢所導致的。溶液流速變慢,使溶液的質量濃度梯度變大,導致溶液電阻縱向梯度增大;同時縮小了上下部陰極表面溶液的交替速率差,導致極化電阻縱向梯度降低。溶液電阻縱向梯度的增大和極化電阻縱向梯度的降低,都有利于上大下小的電阻(包括陽極電阻)梯度的形成,從而提高電流縱向分布的均勻性。

       鍍鉻過程中,堿式鉻酸鉻薄膜在陰極表面不斷生成,而硫酸鉻離子不斷在陰極溶解堿式鉻酸鉻薄膜。成膜和溶解的過程在陰極表面上交替進行,當膜的溶解速率較慢時,氫氣析出較快;當膜的溶解速率較快時,氫氣析出較慢。由此認為:當三價鉻的質量濃度較高時,溶液中硫酸鉻離子的數量增多,在陰極上加快了堿式鉻酸鉻薄膜的溶解,因而也就減緩了氫氣的析出。可能是由于三價鉻氧化成六價鉻時需克服的阻力比氧氣析出時需克服的阻力小,所以當三價鉻的質量濃度增加時,三價鉻氧化成六價鉻的反應速率加快,相應地抑制了氧氣的生成速率。

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       鑒于此,對于槍管(特別是細長槍管)鍍鉻,鍍鉻液中三價鉻的質量濃度必須維持在10 g/L以上(工藝規定在8—12 g/L范圍內)。當三價鉻的質量濃度較低時,上部鉻層沉積速率快、下部慢,形成上厚下薄的不均勻鍍鉻層。但是,當三價鉻的質量濃度過高時(一般14 g/L以上),上部鉻層沉積速率慢、下部快,形成上薄下厚的不均勻鍍鉻層。

       另外,三價鐵離子也有影響,其對陰極表面成膜與溶解交替的過程,與三價鉻有著相似的作用。也就是說三價鐵離子和三價鉻都影響氫氣的生成速率。所以在工藝中規定三價鐵離子的質量濃度應小于8 g/L。


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