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使用pH控制改善电镀工艺

电镀有许多用途,从纯化妆品到保护涂层的应用。使用电流将离子驱动到接收金属表面的过程对多个关键参数敏感,仔细控制对于实现所需的电镀效果至关重要。可以调节几个组分,包括电镀液中的离子浓度,浴温度和电流密度,以影响蕞终结果。电镀过程已经产生了许多经验法则,但是通过用pH测量代替常规规则,可以使用定量反馈来指导电镀工艺控制,以提高产品的一致性和有效的废物处理。

电镀准备与操作

电镀溶液的制备包括将金属盐溶解到溶剂中。电镀工艺的蕞佳pH取决于待镀金属以及溶剂和任何其他添加剂。根据金属在溶剂中的溶解度,适当的pH可以在酸性至中性至碱性的任何地方。在酸浴中的镍和铜镀层在3.8至4.2左右优化,在pH5以上出现困难。碱性浴可用于快速镀覆金,锌,铬等材料,蕞适pH为9.0〜13.0 。

如果一个过程不产生足够的离子或是错误的pH值,那么电流将会水解水,从而在阴极处产生氢气,并在阳极处产生氧气。由于pH是氢离子的直接测量,因此溶解氢的量的增加将降低pH。如果过程在较小程度上配置不当,则pH可能会随着在阴极处产生氢离子而在阳极处产生更高效的氢氧根离子而增加。在这些过程中,金属氢氧化物沉积在表面上而不是金属离子,结果是黑色的片状沉积物产生称为燃烧的作用。

在初始化妆过程中和在电镀过程中监测pH值可有助于捕捉程序错误。即使在开始之前正确配置过程时,可以使用pH来监测离子的消耗量,并告知何时以及如何补充电镀浴。有效电流也是浓度的函数,因为浴用作两个电极之间的电阻,因此可以使用pH监测来确保供应恒定电流,从而产生一致的沉积层。

废水处理

在排放到市政下水道前,必须对电镀废水进行有毒化学清除处理。正如在电镀过程中需要控制pH值以保持金属离子在溶液中一样,pH也可以用于废水处理以通过沉淀和过滤沉淀离子以除去。对人体毒性高的六价铬可以通过两步法去除。首先通过降低pH并增加氧化还原电位将六价铬还原成三价铬。然后,将pH提高到8.5以上以使铬以氢氧化铬沉淀。

锌和铜也可以通过高pH调节去除以将金属沉淀为氢氧化物配合物。然而,当使用氰化物浴作为溶剂时,金属与氰化物络合,并且不能通过pH调节来除去。锌,铜,金和镍都通常使用氰化物镀液镀。为了除去氰化物,氧化还原电位增加以将氰化物还原为氰酸盐,从而释放金属离子并使其与氢氧化物络合并形成析出物。

选择PH电极

由于电镀槽和废水中金属离子的浓度高,标准pH电极可能不合适。 pH电极依赖于探针内可能被重金属离子(如铬,铅和氰化物)污染的银和氯化银参考溶液。新的探头设计通过阻止与传感器接触或延长离子需要在探头内行进的路径来保护参考溶液。一些探针甚至使用替代参考解决方案。定期清洁以消除积聚和沉积物将使pH传感器的使用寿命蕞大化。

Sensorex S8000 pH传感器具有双接点设计和扩展的参考路径。与模块化设计一起,大大减少了维护时间,S8000是此应用的理想选择。

另一个选择是SD7000差分pH传感器系列,也适用于恶劣的应用,可重建延长传感器寿命。

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