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滚镀的溶液更新与排气是如何进行的?

放大字体  缩小字体发布日期:2018-12-18  来源: 滚镀工艺技术  作者: 侯进  浏览次数:128
核心提示:滚镀开始后,滚筒内的溶液浓度会随着镀层的不断沉积而逐渐降低,同时,滚筒外的新鲜溶液会通过壁板上的小孔与滚筒内的溶液不停地交换,以补充阴极反应造成的消耗,此即滚镀的溶液更新过程。

滚镀开始后,滚筒内的溶液浓度会随着镀层的不断沉积而逐渐降低,同时,滚筒外的新鲜溶液会通过壁板上的小孔与滚筒内的溶液不停地交换,以补充阴极反应造成的消耗,此即滚镀的溶液更新过程。并且,阴极反应产生的氢气也会通过壁板上的小孔不停地排出筒外,此即滚镀的排气过程。此两个过程,在整个滚镀过程中“生命悠关”。因为滚筒内的溶液浓度降低后,若不能及时更新,阴极反应所需要的“食粮”将无以为继,则滚镀的“生命进程”也难以维系。而阴极反应产生的氢气若不能及时排出筒外,则会以气泡形式对壁板上的小孔造成堵塞,从而对滚筒内的溶液更新产生不利影响。这就好比生命体的新陈代谢,生命体的新陈代谢若不正常,则无健康可言。那么,滚镀时滚筒内的溶液更新与排气过程是如何进行的呢?

下面以六角形滚筒处于下图位置时为例,阐述滚镀的溶液更新与排气过程是如何进行的。

 


 

图1 滚筒内溶液体积随滚筒位置的变化过程示意图

滚镀的溶液更新与排气过程与滚镀过程中滚筒内溶液体积的不断变化密切相关,而滚筒内溶液的体积随滚筒位置的变化而变化。图1所示为滚筒从一个角[图1(a)]变化到另一个角[图1(c)]时,滚筒内溶液体积随滚筒位置变化的过程示意图,在此过程中滚镀的溶液更新与排气过程可分解成两个步骤来阐述。

(1) 图1(a)→图1(b) 图1(a)时滚筒内溶液的体积最小,当向图1(b)旋转时,滚筒内溶液的体积逐渐增大,到达图1(b)位置时,滚筒内溶液的体积达到最大。在此过程中,进入筒内的新鲜溶液多于排出筒外的溶液,同时,阴极反应产生的氢气受到筒内溶液体积增大带来的压力而被动排放一次。

(2) 图1(b)→图1(c) 当向图1(c)旋转时,滚筒内溶液的体积又逐渐减小,到达图1(c)位置时,滚筒内溶液的体积又变成最小。在此过程中,进入筒内的新鲜溶液少于排出筒外的溶液,同时,阴极反应产生的氢气自然排出。

这样的话,滚筒每从一个角变化到另一个角,滚筒内溶液的体积就变化一个周期,则滚筒就进行一次“呼吸吐纳”——即滚筒内的溶液更新与排气过程进行一次循环。滚筒每旋转一周,这样的“呼吸吐纳”就进行六次,如此周而复始,滚筒内的溶液更新与排气过程贯穿于整个滚镀过程的始末。

根据以上分析,滚镀时如果滚筒全部浸没在液面以下,滚筒在转动过程中,滚筒内的溶液体积不会有任何变化,则会产生两个问题:(1)滚筒内的溶液更新不会有明显变化;(2)滚镀的排气过程作用减弱。排气作用减弱,是因为阴极反应产生的氢气缺少受压被动排出的作用,且阴极反应产生的氢气需要先从滚筒孔中冲出,然后才能透过液面散发到空气中。而氢气在溶液中是以气泡形式存在的,氢气泡要在溶液中穿过滚筒孔决非易事,尤其壁板上开圆孔时对氢气泡的阻力更大。这样的话,因为阴极反应产生的氢气是连续不断的,如果在排气过程中受阻,将大量聚集在壁板内部滚筒孔的周围,从而阻碍滚筒内的溶液更新。这种情况在使用电流效率较低的溶液如碱性镀锌,且圆孔孔径较小时尤为突出。所以,我们平常见到的全浸式滚筒并非把滚筒全部浸没,而总是有一部分要露出液面的。

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