Краткий справочник гальванотехника - 1993 - Ильин. Справочник гальванотехника санктПетербург " политехника"
 Скачать 3.02 Mb.
|
|
Стандартные потенциалы электродных реакций при 26 °С
Таблица 13 Потенциалы металлов в различных средах
Таблица 14 Оценка коррозионной стойкости металлов в различных растворах
Таблица 15 Допустимые н недопустимые контакты между металлами
При выборе металлических покрытий для защиты от коррозии принимают во внимание следующие факторы: создание допустимых пар металлов в конструкциях изделий; применение металлического покрытия с более отрицательным потенциалом, чем основной металл (анодные покрытия); условия эксплуатации изделия; функциональное назначение покрытий. Вид и толщину покрытия выбирают по ГОСТ 9.303—84, ГОСТ 9.073—77, ГОСТ 21484—76. Условные обозначения покрытий предусматривают вид покрытия, его толщину и дополнительную обработку. В табл. 16 показаны примеры обозначения некоторых видов покрытий по ГОСТ 9.30G—85. Основным параметром, характеризующим процесс электролиза, является плотность тока на катоде и на аноде, представляющая собой отношение силы тока к площади электрода. Плотность тока выражают в амперах на квадратный метр или на квадратный дециметр. В соответствии с законом Фарадея количество вещества, выделившегося на катоде (или растворившегося на аноде), прямо пропорционально количеству протекшего электричества. В табл. 17 приведены значения электрохимических эквивалентов, выражающих количество металла, выделенного при прохождении 1 Кл, или 1 А-ч электричества. Для выделения на катоде 1 г-э вещества необходимо пропускать через электролит 96 500 Кл, или 9&,5 кКл, электричества; эту величину называют числом Фарадея. Другим важным параметром является выход по току. На электродах кроме осаждения или растворения металлов могут происходить ряд побочных процессов, приведенных в табл. 18, в результате которых . суммарное количество электричества превышает количество электричества, рассчитанное по закону Фарадея. Таблица 16 Условные обозначения покрытий
Таблица 17 Электрохимические эквиваленты
Таблица 18 Процессы, протекающие на электродах
Это явление характеризуется коэффициентом использования тока, или выходом по току, который определяется отношением (для катодного процесса)  где mф и mт — масса вещества, фактически и теоретически выделившегося на катоде. Протекание того или иного электродного процесса по табл. 18 определяется величиной электродных потенциалов, перечисленных в табл. 12. При этом на катоде преимущество имеет тот процесс, который протекает при более положительном потенциале; на аноде, наоборот, — тот процесс, который протекает при более отрицательном потенциале. Так, например, если в электролите одновременно присутствуют ионы меди Сu+ и Сu2+, то в первую очередь на катоде восстанавливаются до металла ионы Сu+ ( = +0,52 В) по схеме Сu+ + еCu , а анодное растворение меди происходит с образованием ионо в Сu2+ ( = +0,34 В) по схеме CuСu+2 + 2е , Потенциал восстановления водорода равен нулю (см. табл. 12) только тогда, когда катодом служит платинированная платина, в других случаях потенциал водорода значительно смещается в отрицательную сторону, в результате чего беспрепятственно протекают процессы разряда ионов цинка, кадмия, никеля и других электроотрицательных металлов. Подобное явление называется перенапряжением водорода, которое имеет существенное значение в гальванотехнике. В табл. 19 представлены перенапряжения водорода и кислорода на различных металлах. Необходимо отметить, что перенапряжение Таблица 19. Перенапряжение водорода и кислорода в растворе NaOH
Таблица 20. Скорость осаждения покрытий при плотности тока 1 А/дм2
пряжение водорода зависит еще и от степени шероховатости металла — на гладких поверхностях оно больше, чем на шероховатых. Хромирование опескоструенных поверхностей, например, более затруднительно, чем полированных. Типовые расчеты при катодном выделении металлов. В соответствии с законом Фарадея расчет толщины слоя (мкм) осаждаемого покрытия проводят по формуле δ = iкКэτη/ρ, где iк — катодная плотность тока, А/дм2; Кэ — электрохимический эквивалент, г/(А∙ч); τ — продолжительность электролиза, ч; η — выход по току, %; ρ — плотность металла, г/см3. Для расчета времени τ, необходимого для осаждения покрытий заданной толщины, пользуются соотношением τ = ρδ/(iкКэη). Определение времени выдержки в гальванических ваннах в зависимости от катодной плотности тока производят по таблицам, помещенным в соответствующих главах настоящего справочника. При ориентировочных определениях времени выдержки удобно пользоваться данными табл. 20. Ток на ванне устанавливается по формуле I = iкS, где S — площадь поверхности покрываемых деталей с учетом площади поверхности подвесочных приспособлений, составляющей 5 — 10% от суммарной площади поверхности, дм2. Напряжение на ванне определяется с целью выбора источника тока и рассчитывается по формуле U = (1 + β)∙[Ea – Ek + (1 + α)∙R], Таблица 21. Основные параметры гальванических ванн
где β — коэффициент, учитывающий потери напряжения на контактах деталей с подвесочными приспособлениями; Еа и Ек — потенциалы анода и катода; α — коэффициент, учитывающий потери напряжения в электролите за счет газонаполнения; I — ток на ванне, A; R — сопротивление электролита, Ом. Расчет напряжения на ванне приводится применительно к столбу электролита сечением 1 дм2 и длиной l, равной расстоянию между анодом и катодом. В этом случае вместо тока I принимается средняя плотность тока iср, которая вычисляется как среднеквадратичная из значений анодной и катодной плотностей тока, т. е.  .Сопротивление R электролита определяется из соотношения R = l/(Sκ) = l/(100κ), где l — расстояние катод—анод, см; S = 1 дм2 = 100 см2; κ — удельная электропроводность, Ом–1∙см–1. В табл. 21 представлены все необходимые для расчета сведения для наиболее распространенных электролитов. Минимальное напряжение источника тока определяется как сумма напряжений на клеммах ванны и потерь напряжения в токопроводящих шинах, составляющих до 10%. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||