赫尔槽试验简介.ppt

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1、赫尔槽试验简介2016.6.17目录赫尔槽介绍赫尔槽试验特点（阴极电流分布）赫尔槽试验规范及注意事项赫尔槽试验遵循的原则赫尔槽试验的应用赫尔槽利用电流密度在远、近阴极上分布不同的特点，英国人R．0．Hull于1935年设计了一种由平面阴极和平面阳极构成一定斜度的小型电镀试验槽，称为赫尔槽，又译为霍尔槽，因形为梯形，故又称梯形槽。赫尔槽结构与尺寸按盛液体积来分，有1000mL、534mL、267mL等多种尺寸。为便于换算，国内多直接于267mL的赫尔槽中盛装250mL镀液使用。AD=63.5mm，AB=47.6mm，BC=103.2mm，C

2、D=127mm，DF=63.5mm空槽盛液250mL，液高EF=45mm；盛267mL，则液高为48mm。实际液位因阴、阳极板占有一定空间，会比此略高。赫尔槽试验的电路为了保证试验时电流的稳定，要采用低频直流电源。电流表、电阻：监控和调节试验电流强度电压表：了解溶液的导电性或电极极化（特别是阳极）的情况。赫尔槽阴极试片上的电流分布从赫尔槽的结构上可以看出，阴极试片上各部位与阳极的距离是不等的，所以阴极上各部位的电流密度也各不相同。离阳极距离最近的一端（近端），它的电流密度最大。随着阴极部位与阳极的距离逐渐增大，电流密度逐渐减小，直至离阳极

3、最远的一端（远端）电流密度最小。赫尔槽阴极上的电流分布,最初是用实验的方法测定酸性硫酸镀铜溶液中所获得镀层的金属分布。实验前,先把阴极划分成几个等距离的部位,然后进行电镀,电镀后测定各部位的金属分布（厚度）。因为酸性硫酸镀铜的电流效率几乎是100%,所以金属分布就等于它的电流密度的分布。从对酸性硫酸镀铜溶液进行的实验,得到了赫尔槽阴极表面上电流分布的一系列数据,后来试验者又做了电流效率接近100%的酸性镀镍和其他镀液的实验,发现测出的数据都比较接近。他们经过长期的实验后,总结出了阴极上各部位距近端的距离与电流密度之间关系的平均曲线,如图。

4、由图可见，阴极上电流密度与阴极上各点距阴极近端的距离之间符合对数关系：Jk=I(C1—C2lgL)式中：Jk——阴极电流密度（A/dm2）I——通过赫尔槽的电流（A）L——阴极上某一点至阴极近端的距离（cm）C1、C2——与电解液性质有关的常数。经过试验者反复的实验研究,发现当阴极保持一定的斜度时,所测得不同电解液的二个常数值（C1、C2）差不多，在1000ml赫尔槽中：Jk=I(3.26—3.05lgL)在267ml赫尔槽中：Jk=I(5.1—5.24lgL)若以267ml赫尔槽装250ml溶液，其Jk应乘以267/250=1.068。

5、应该注意的是,靠近阴极两端上的计算电流密度值是不准确的,至少在距两端1厘米以上处的计算电流密度值才可作为参考。赫尔槽阴极上远端至近端的电流密度变化有50多倍,这样,做一次赫尔槽试验,就可以看出相当宽的电流密度范围内电镀层的质量情况,仅这一个方面,已足够显示出赫尔槽试验的优越性。赫尔槽试验的要求与规范电源输出电压0~15V，电流0~10A的直流小电源；带有时间预置定时声音报警，好控制试验时间；同时有电流、电压显示。电流相同时，电压越低，说明镀液电导率越高，通过电压显示也可观察阳极钝化情况；输出直流电源的波纹系数与大生产基本一致。阳极材料：与

6、大生产一致。光亮酸铜用低磷铜阳极，镀铬用锡铅阳极。尺寸：宽63mm，长65~68mm，厚度3~5mm。阳极出现钝化后需要砂洗活化后再试验。阴极试片材料：一般用黄铜片，镀铬需要用到刚镀有亮镍的黄铜片。试片的表面状况应一样，以利于对比。尺寸：100×65mm，厚度0.25~1mm。保存：钝化、洗净、吹干、密封。酸铜试片钝化后会变色，最好的保存方式是存放在稀硫酸中。镀前处理：1）除油与活化碱液除油：用细布沾优质洗衣粉溶液或5%-10%氢氧化钠溶液擦洗，使试片表面完全亲水。原理：皂化反应。电解除油：试片为阴极或阳极，稳流电流7~10A,除油时间1

7、5~30S。原理：水的电解，阴极上析出氢气，阳极上析出氧气。阴（阳）极上析出的氢（氧）气泡能撕裂油膜。除油、清洗后需要用10%左右稀硫酸浸泡活化处理，以去掉表面的钝化层。2）砂磨专门考察镀液的整平能力时，对黄铜试片应先抛光成镜面光亮，再用宽约5cm的840#细砂纸在试片中部长度方向均匀细砂出一条砂路带，同样条件下镀10min后比较砂路被填平的范围。磨砂试片应注意几点：细砂路要沿同一方向砂顺直，不允许来回或旋转砂，每次砂磨力度要适中、一致；手指只能压住长度方向边缘1cm处不受镀的部分，因多数情况下砂磨后的试片不需要除油，若按住受镀部分，镀后

8、会留下指纹印。砂磨后不用除油，但要用细布擦洗掉砂磨下来的细砂尘，不然会粘附在试片表面冲洗不掉，影响试验结果。3）背面绝缘因每次试片夹持紧贴槽壁程度不一样（特别是试片薄而不平整时），背面消耗的电