在銀的氰化物電鍍過程中,使用冷軋銀板作為陽極,電流密度為0.4A/dm2,溫度控制在25℃~28℃。單批次銀板電鍍時出現以下情況:如圖1(a)所示,電鍍中銀陽極表面有較多區域未溶解,呈島狀,同時其它已溶解區域有較多球面坑。其他正常電鍍銀板表面如圖1(b)所示,表面腐蝕均勻。
圖1 銀板溶解表面情況
銀陽極不均勻溶解,會對電鍍產生以下影響:①在一定的電流密度下,陽極溶解速度降低,而陰極上析出速度不變,導致溶液內銀離子濃度降低,失去了溶液中的金屬離子平衡[1],同時電鍍時極間距較近,陽極上有較大面積的不溶解,會導致附近區域銀離子濃度降低,而使鍍層厚度不均勻;②其不均勻溶解極可能導致部分銀溶解較慢,而其周圍銀溶解較快,導致這部分銀形成顆粒而脫落,從而縮短陽極的使用壽命。
1 銀陽極不均勻溶解分析
生產過程中,對電流密度和溫度控制嚴格,同時銀作為不易鈍化材料[1],且從表面已溶解情況分析,陽極不均勻溶解不是陽極鈍化引起的。
對銀陽極生產過程中的樣品進行顯微組織分析,從圖2可以看出板材內部晶粒均勻性一般,并多為孿晶,比例達到了82.4%。銀板材冷軋和400℃退火1h后,銀板內部會形成較大比例的孿晶[2],作為fcc結構的銀形成的退火孿晶中Σ3孿晶界的比例很高[3],并在板面上呈現隨機分布。Σ3孿晶界晶界能低,可以明顯改變一些材料的性能:如抗晶間斷裂、抗腐蝕、韌性等性能提升[4],其他孿晶的晶界能較高,如銀的快速遷移孿晶界是Σ13b[2],這些孿晶和其他大角度晶界一樣較活潑,易失去電子而形成銀離子。
圖2 銀板的顯微組織-200倍
Σ3孿晶界具有晶界能低、境界擴散率低、晶界上偏聚程度輕微、沿晶析出幾率小等重要特性,才使其具備如此高的晶界腐蝕力和低的蠕變速率等特殊性能[5]。
Σ3孿晶界優良的抗晶間斷裂、抗腐蝕、抗電遷徙能力使得這些晶粒在電鍍過程中,較難釋放電子形成離子進入溶液,從而導致板面不均勻溶解。而其他晶粒(包括非孿晶、亞孿晶、其它Σ晶界的晶粒)能夠在電鍍過程中正?;蚩焖偃芙?。
所以銀陽極的不均勻溶解極可能是其內部Σ3孿晶界的孿晶比例較高,且分布不均,導致其他晶粒先溶解且相對于Σ3孿晶界溶解較快,而Σ3孿晶界溶解緩慢,從而形
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