Макро- и микрорассеивающая способность электролитов. Выравнивание поверхности

Связь между равномерностью покрытий и их защитными свойствами

Толщина гальванических покрытий имеет решающее значение при оценке их защитных свойств. Между толщиной так называемых анодных покрытий (цинковых и кадмиевых) и их защитными свойствами существует прямая зависимость; для катодных покрытий она не всегда соблюдается, однако в большинстве случаев с повышением толщины покрытий, имеющих удовлетворительную структуру, пористость понижается. Износостойкость покрытий тоже определяется их толщиной.
При электролитическом осаждении металлов для расчета толщины покрытия руководствуются законом Фарадея с учетом выхода металла по току. Расчетная толщина покрытия прямо пропорциональна применяемой плотности тока, электрохимическому эквиваленту, выходу по току и продолжительности электролиза и обратно пропорциональна плотности осаждаемого металла.
Расчет дает, однако, представление только о средней толщине на всей покрываемой поверхности. Между тем опыт показывает, что даже на плоских катодах, отстоящих на одинаковом расстоянии от анодов, плотность тока и толщина покрытия распределяются неравномерно: на углах и краях плотность тока значительно больше расчетной, а на средней части меньше.
Еще в большей степени неравномерность распределения тока и металла наблюдается при покрытии профилированных изделий, у которых имеются значительные выступы и углубления. В технических условиях обычно оговаривается не средняя, а местная (минимальная) толщина покрытия на ответственных или определенных участках покрываемых изделий.
Выбор типа электролита, оптимальной концентрации компонентов, входящих в его состав, а также режима электролиза делается с учетом возможности получения максимально равномерных по толщине покрытий на различных участках изделий. Так, для цинкования и кадмирования сильнопрофилированных изделий кислые электролиты неприемлемы из-за невозможности получения в них равномерных по толщине покрытий.
Неравномерность толщины гальванических покрытий на различных участках изделий со сложной конфигурацией объясняется прежде всего неодинаковым сопротивлением между анодом и различными катодными участками, а следовательно, различной плотностью тока на этих участках. Такое распределение тока имеет место не только при электролизе, но и при разветвлении постоянного и переменного тока по двум проводникам с различным электрическим сопротивлением.
При электролизе необходимо, однако, принять во внимание падение потенциала на границе электролит — катодная поверхность. Распределение тока в результате этого влияния становится на профилированном катоде более равномерным. Вследствие большей поляризации на выпуклых участках с повышенной плотностью тока по сравнению с более удаленными от анода углубленными участками, где катодная поляризация меньше, часть тока отвлекается от выпуклых участков и распределяется на участках с меньшей катодной поляризацией.
Степень изменения начального распределения тока зависит от степени изменения поляризации с плотностью тока. При этом сказывается также сопротивление электролита, так как отклонение тока к участкам с пониженной катодной поляризацией влечет за собой дополнительное падение напряжения вследствие прохождения тока через более длинный столб электролита.


Защитные покрытия металлов