1.電解液為什么能夠?qū)щ?
答:電解液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電方式是不一樣的。在金屬導(dǎo)體中，電流是靠自由電子的運(yùn)動(dòng)輸送的，在電解液中則是由帶電的離子來(lái)輸送電流。在電解液中由于正負(fù)離子的電荷相等，所以不顯電性，我們叫做電中性。當(dāng)我們對(duì)電解液施加電壓時(shí)，由于強(qiáng)大的電場(chǎng)的吸引力，離子分別跑向與自己極性相反的電極。陽(yáng)離子跑向陰極，陰離子跑向陽(yáng)極。它們的運(yùn)動(dòng)使電流得以通過(guò)，這就是電解液導(dǎo)電的道理。
2.在電鍍過(guò)程中，掛具發(fā)熱燙手，是由于鍍液溫度太高造成的嗎?
答:掛具的發(fā)熱雖然與溶液的溫度有關(guān)系，但主要的原因是:
(1)通過(guò)掛具的電流太大。
(2)掛具上的接觸不良，電阻增高而使掛具發(fā)熱。
3.控制電鍍層厚度的主要因素是什么?
答:控制電鍍層厚度的主要因素為電流密度、電流效率與電鍍時(shí)間。
4.黃銅鍍層與青銅鍍層是同一樣的臺(tái)金鍍層嗎?
答:不是，黃銅鍍層是銅和鋅的合金鍍層，青銅鍍層是銅和錫的合金鍍層。
5.法拉第定律是表示什么關(guān)系的，試述法拉第的第一定律和第二定律?
答:法拉第定律是描述電極上通過(guò)的電量與電極反應(yīng)物重量之間的關(guān)系的，又稱為電解定律。
法拉第第一定律:金屬在電解時(shí)所析出的重量與電解液中所通過(guò)的電流和時(shí)間成正比。
W=KIt
W——析出物質(zhì)的重量(g)
K——比例常數(shù)(電化當(dāng)量)
I——電流強(qiáng)度(安培)
t——通電時(shí)間(小時(shí))
法拉第第二定律:同量電流通過(guò)不同電解液時(shí)，則所析出金屬之重量與各電解液之化學(xué)當(dāng)量成正比。
K=CE
C——比例常數(shù)。E——化學(xué)當(dāng)量
6.為什么鍍件從化學(xué)除油到弱酸蝕，中間要經(jīng)清水洗凈?
答:因?yàn)橥ǔ５幕瘜W(xué)除油溶液都是堿性的，如果把除油溶液直接帶進(jìn)酸腐蝕溶液中，就會(huì)起酸、堿的中和反應(yīng)，降低了酸的濃度和作用。中和反應(yīng)的生成物粘附在工件上，會(huì)影響鍍層的質(zhì)量。故工件在化學(xué)除油后，一定要經(jīng)清水沖洗干凈，才能進(jìn)入酸腐蝕的溶液。
7.電鍍層出現(xiàn)毛刺、粗粒，通常是那些原因造成的，如何解決?
答:鍍層出現(xiàn)毛刺、粗粒，主要是鍍液受懸浮雜質(zhì)污染所造成的。其來(lái)源是:空氣中的灰塵、陽(yáng)極的泥渣、金屬雜質(zhì)的水解產(chǎn)物。此外，還有鍍液成分不正常和操作條件不合要求等等。解決的辦法是:調(diào)正鍍液成分和操作條件。如果是懸浮雜質(zhì)所造成，則應(yīng)將鍍液過(guò)濾。
8.配制電鍍液的基本程序如何:
答:配制電鍍液的基本程序如下:
(1)將汁量好的所需電鍍藥品先放入開料槽(小槽)內(nèi)，再加入適量的清水溶解，注意勿將藥品直接倒入鍍槽內(nèi)。
(2)溶液所含的雜質(zhì)，可以先用各種化學(xué)方法清除，并以活性炭處理。
(3)已處理靜置好的溶液，濾入清潔的鍍槽中，加水至標(biāo)準(zhǔn)量。
(4)調(diào)節(jié)好鍍液工藝規(guī)范(pH值、溫度、添加劑等)。
(5)最后用低電流密度進(jìn)行電解沉積，以除去其它金屬離子雜質(zhì)，直至溶液適合操作為止。
9.為什么桂具要涂上絕緣材料?
答:掛具制造一般除掛勾和產(chǎn)品接觸導(dǎo)電部分外，其余均應(yīng)涂上絕緣材料，以減少電流損耗和金屬損失，確保產(chǎn)品有效面積電鍍，提高有效電流，并使掛具耐用。
10.硫酸、鹽酸除銹效果怎樣?硝酸能否除銹?
答:產(chǎn)品除銹一般以采用濃鹽酸效果最好，能達(dá)到效率高，即使時(shí)間過(guò)長(zhǎng)了些也不致產(chǎn)生過(guò)腐蝕，損壞基體金屬的現(xiàn)象。硫酸除去表面銹漬較好，但除銹很慢，而時(shí)間過(guò)長(zhǎng)了又產(chǎn)生過(guò)腐蝕現(xiàn)象，對(duì)產(chǎn)品基體損壞較大。硝酸不能用于除銹，因其氧化性很強(qiáng)，遇金屬即進(jìn)行氧化，產(chǎn)生大量的氧化氮?jiǎng)《練怏w。
11.鍍前處理對(duì)電鍍層的質(zhì)量有何影響?
答:從長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐證明，電鍍生產(chǎn)中所發(fā)生的質(zhì)量事故，大多數(shù)并不是由于電鍍工藝本身所造成。多半是由于金屬制品的鍍前處理不當(dāng)所致。將別是鍍層的平整程度、結(jié)合力、抗腐蝕能力等性能的好壞，與鍍前處理的質(zhì)量?jī)?yōu)劣更是密切相關(guān)。金屬制品在電鍍以前的表面狀態(tài)及其清潔程度是能否取得優(yōu)質(zhì)鍍層的重要環(huán)節(jié)。在粗糙的金屬表面，很難獲得平滑光亮的鍍層，而且鍍層孔隙也多，使防蝕性能減低。金屬表面如果存有某種油垢物，也不能獲得正常的鍍層。
12.在氰化物鍍液中，游離氰化物的定義是什么?
答:在氰化物鍍液中，未結(jié)合在絡(luò)鹽內(nèi)的多余氰化物就叫做游離氰化物。例如在氰化鍍銅液中的游離氰化物就是形成[Cu(CN)3]=絡(luò)離子以外的多余氰化物。
13.在氰化鍍銅中，陽(yáng)極產(chǎn)生鈍化，溶解不良，游離氰化物的含量為什么會(huì)升高?
答:在氰化鍍銅電鍍時(shí)，陽(yáng)極溶解不良，雖然一部分氰根在陽(yáng)極上氧化消耗了，但在陰極上由于銅氰絡(luò)離子的放電，產(chǎn)生了更多的游離氰根，而使鍍液中的游離氰化物含量升高。
14.酸性光亮鍍銅的陽(yáng)極材料對(duì)鍍層質(zhì)量有什么影響?
答:在酸性光亮鍍銅工藝中，若使用電解銅陽(yáng)極，極易產(chǎn)生銅粉，引起鍍層粗糙，而且光亮劑的消耗快，所以應(yīng)采用含有少量磷(0.1～0.3%)的銅陽(yáng)極，可以顯著地減少銅粉。但若采用含磷量過(guò)高的銅陽(yáng)極，則將使陽(yáng)極溶解性能變差，致使鍍液中的銅含量下降。
15.鍍鎳液中，陽(yáng)極面積縮小，陽(yáng)極電流密度增加，這時(shí)溶液的pH值是上升還是下降?
答:溶液的pH值下降。這是因?yàn)殛?yáng)極減少，電流密度增加，陽(yáng)極發(fā)生鈍化而不溶解，陽(yáng)極鈍化后，析出氧氣，溶液中H+增加，因而酸性增加，pH下降。
16.鍍鎳液中，要促進(jìn)陽(yáng)極溶解，應(yīng)添加什么?加入多量的硼酸可以嗎?
答:要促進(jìn)鎳陽(yáng)極的溶解，應(yīng)加入適量的氯離子。硼酸沒有促進(jìn)鎳陽(yáng)極溶解的作用。
17.光亮鍍鎳溶液要注意那些有害雜質(zhì)的干擾影響?
答:光亮鍍鎳要注意:
(1)工業(yè)原料不純。如硫酸鎳含有銅、鋅及硝酸根，陽(yáng)極鎳板含有鐵等雜質(zhì);
(2)生產(chǎn)過(guò)程的污染。如清洗不徹底，從產(chǎn)品或掛具帶進(jìn)的銅、鉻。有機(jī)添加劑的分解產(chǎn)物。這些都是光亮鍍鎳的有害雜質(zhì)，要注意排除。
18.鍍鎳套鉻后出現(xiàn)脫皮、撲落現(xiàn)象，主要是由于鍍前處理不良所造成的嗎?
答:鍍鎳套鉻后出現(xiàn)鍍層剝離現(xiàn)象，鍍前處理不良是一個(gè)因素，但不一定全是由于鍍前處理不良所造成，它與鍍液的狀況以及產(chǎn)生雙層鎳的現(xiàn)象有關(guān)。
19.為什么不能使用金屬鉻作為鍍鉻陽(yáng)極?
答:鍍鉻不采用可溶性金屬鉻作為陽(yáng)極，主要是它在鍍鉻過(guò)程中極易溶解。陽(yáng)極金屬鉻溶解的電流效率大大地高于陰極金屬鉻沉積的電流效率。這樣，隨著電鍍過(guò)程的進(jìn)行，勢(shì)必造成鍍液中鉻含量愈來(lái)愈高，致使無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常的電鍍。而且以金屬鉻作為陽(yáng)極，它主要以三價(jià)鉻離子形式溶解進(jìn)入溶液中，使鍍液中的三價(jià)鉻離子大量積累。同時(shí)由于金屬鉻很脆，難以加工成各種形狀，所以不能用全金屬鉻作為陽(yáng)極，一般都采用鉛或鉛合金來(lái)作為鍍鉻過(guò)程中的陽(yáng)極。
20.鍍鉻層中產(chǎn)生部分棕色膜，這是什么原因?
答:鍍鉻層中產(chǎn)生部分棕色膜，主要是硫酸根不足所造成的。此外，槽液溫度過(guò)低或受雜質(zhì)(如Cl-)干擾，也會(huì)在鉻鍍層中產(chǎn)生棕色的膜。
21.什么是電解?
答:當(dāng)電流通過(guò)電解液時(shí)，在電極上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)使電解質(zhì)在電流作用下被分解的過(guò)程就叫做電解。通電時(shí)電解質(zhì)的陽(yáng)離子移向陰極，并在陰極得到電子而被還原成新物質(zhì);陰離子移向陽(yáng)極，并在陽(yáng)極上失去電子而被氧化成新物質(zhì)。有時(shí)在陽(yáng)極上也發(fā)生電極材料的氧化作用。例如電解熔融的氯化鈉。
NaClNa++Cl-
陰極Na++eNa
陽(yáng)極2Cl--2eCl2
電解工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著巨大的作用，許多有色金屬和稀有金屬的冶煉，化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品的制備以及電鍍、電拋光、陽(yáng)極氧化等都是通過(guò)電解來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
22.什么是電鍍?
答:借電解作用，在金屬制件表面上沉積一薄層其它金屬的方法，就叫做電鍍。電鍍包括鍍前處理(除油、除銹)、鍍上金屬層和鍍后處理(鈍化、除氫)等過(guò)程。用于防止金屬制品腐蝕，修復(fù)磨損部分，增加耐用性，反光性，導(dǎo)電性和美觀等。電鍍時(shí)將金屬制件作為陰極，所鍍金屬板或棒作為陽(yáng)極，分別掛于銅制的極棒上面浸入含有鍍層成分的電解液中，通入直流電。
在個(gè)別情況下，也有用不溶性陽(yáng)極，例如鍍鉻時(shí)用鉛或鉛銻合金陽(yáng)極。
23.何謂電流強(qiáng)度?
答:電流強(qiáng)度簡(jiǎn)稱電流，是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量。單位是安培，簡(jiǎn)稱安(A)。
24.電流密度是什么?如何計(jì)算?
答:電流密度是指每單位面積的電極上的電流強(qiáng)度。電鍍上是以一平方分米為基本計(jì)算單位，所以，通過(guò)一平方分米電極面積的電流強(qiáng)度就稱為該電極的電流密度。陰極電流密度用DK表示，陽(yáng)極電流密度用DA表示，單位是安培/平方分米，即A/d㎡。(國(guó)外也有用安培/平方英寸表示)。例如鍍件總面積為50平方分米，使用的電流為100 安培，則電流密度為100安培÷50平方分米=2安培/平方分米。陰極電流密度對(duì)鍍層質(zhì)量影響很大，過(guò)高過(guò)低都會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量低下的鍍層。電流密度還直接決定鍍層沉積速度，影響生產(chǎn)效率。
25.什么叫做電流效率?
答:電流通過(guò)電鍍?nèi)芤涸陉帢O上所析出金屬的重量，并不一定和電解定律(電解時(shí)電板上析出或溶解物質(zhì)的重量與電流通過(guò)的電量成正比)理論計(jì)算的重量相符合，一般是比理論量少。這是由于電解時(shí)不單純地進(jìn)行金屬離子放電還原成金屬，而且還進(jìn)行別的副反應(yīng)。例如氫的析出，就會(huì)消耗一定的電量。因此，要析出一定量的金屬時(shí)，其實(shí)際所需的電流比理論計(jì)算值要大。故按理論計(jì)算所需的電流值和實(shí)際需要的電流值之比，就叫做電流效率。電流效率愈高，電能的浪費(fèi)愈少。
26.已知電流密度和電鍍時(shí)間，如何求得電鍍層的厚度?
答:首先根據(jù)鍍種得出該工藝的電流效率，同時(shí)查表得出該金屬的電化當(dāng)量和密度(比重)，然后按下公式進(jìn)行計(jì)算:
鍍層厚度d的計(jì)算公式(d：微米)
d=(C×Dk×t×ηk×100)/(60×r)
電鍍時(shí)間t計(jì)算公式(t：分鐘)
t=(60×r×d)/(C×Dk×ηk×100)
陰極電流密度Dk計(jì)算公式(Dk：A/dm2)
Dk=(60×r×d)/(C×t×ηk×100)
陰極電流效率計(jì)算公式：
ηk=(60×r×d)/(C×t×Dk×100)
C=電化當(dāng)量(克/安培·小時(shí))
Dk=陰極電流密度(安培/平方分米)
t=電鍍時(shí)間(分)
ηκ=陰極電流效率(%)
r=電鍍層金屬密度(克/厘米3)
例:已知鍍鎳液電流效率95%，陰極電流密度為2.5A/d㎡，電鍍20分鐘后所得鍍層厚度是多少? 查表得鎳的電化當(dāng)量為1.095密度8.8
d=(C×Dk×t×ηk)/60r=1.095×2.5×20×95%×100 /(60×8.8)=9.85um
27.什么是陽(yáng)極性鍍層和陰極性鍍層，對(duì)于鐵基體來(lái)說(shuō)，鋅、銅、鎳、鉻、銅錫合金等鍍層是屬于那一類的鍍層?
答:按照鍍層金屬與基體金屬之間的電化關(guān)系來(lái)分類，可以將鍍層分為陽(yáng)極鍍層和陰極鍍層，在一般的條件下，鍍層金屬的電極電位比基體金屬的電極電位為負(fù)時(shí)，叫做陽(yáng)極鍍層，反之，叫做陰極鍍層。鋅鍍層的電極電位比鐵基體的電極電位為負(fù)，故鋅鍍層屬陽(yáng)極性鍍層。銅、鎳、銅錫合金鍍層的電位比鐵基體的電位為正。故屬陰極性鍍層。鉻鍍層按標(biāo)準(zhǔn)電位來(lái)說(shuō)，比鐵為負(fù)，然而因鉻鍍層易于純化，使電位趨向于正，所以也屬于陰極性鍍層。由于金屬的電位隨著條件的不同而發(fā)生變化，所以鍍層究竟屬于陽(yáng)極鍍層還是陰極鍍層也可能發(fā)生變化。例如在一般條件下，錫鍍層對(duì)鐵來(lái)說(shuō)是陰極鍍層，但是在有機(jī)酸中，它卻成為陽(yáng)極鍍層了。
28.陽(yáng)極鍍層和陰極鍍層對(duì)基體金屬的保護(hù)作用是怎樣的?
答:陽(yáng)極鍍層的保護(hù)原理是基于鍍層的電位較基體金屬為負(fù)，它的電溶壓較大，就成為腐蝕電池中的陽(yáng)極，從而延遲了基體金屬的腐蝕。即使在基體金屬有稍許暴露時(shí)，鍍層仍能起防護(hù)作用，所以，陽(yáng)極鍍層上孔隙的多少，對(duì)防護(hù)性能的影響很小，就厚度而言，鍍層的厚度愈大，防護(hù)性愈強(qiáng)。陰極性鍍層對(duì)基體金屬只起純機(jī)械的隔離作用，沒有象陽(yáng)極鍍層的電化保護(hù)作用，所以一定要在鍍層孔隙率很少的情況下才有保護(hù)作用，否則，在鍍層的孔隙或破損處，基體金屬將作為腐蝕電池的陽(yáng)極，加速了基體金屬的腐蝕。一般鍍層的孔隙率隨著鍍層厚度的增加而減少，故厚度越大，陰極鍍層的保護(hù)性能也越強(qiáng)。
29.鍍件電鍍前一般的質(zhì)量要求如何?
答:鍍件進(jìn)行電鍍前一定要做到無(wú)氧化皮、無(wú)銹、漬、無(wú)油污，表面能完全被水潤(rùn)濕，不掛水珠。
30.鍍件電鍍完畢之后，為什么要用清水沖洗干凈?
答:因?yàn)楫a(chǎn)品電鍍完畢出槽之后，表面及孔洞粘附有大量的鍍液，而鍍液本身通常都有一定的腐蝕性。如果不清洗干凈，會(huì)對(duì)鍍層及基體產(chǎn)生腐蝕，影響了產(chǎn)品的外觀及防護(hù)性能。故鍍件出槽后，應(yīng)即用清水沖洗干凈，然后加以干燥。
31.生鐵鑄件為什么比其它鋼鐵零件難于電鍍?
答:鑄造出來(lái)的生鐵零件，其表面往往是凹凸不平及多孔的，在這樣的表面上只會(huì)得到粗糙而多孔的鍍層。此外，在生鐵的表面上，還存有游離的石墨，它不但影響到鍍層與基體金屬的結(jié)合，同時(shí)，在鍍層存有孔隙的情況下，它便成為腐蝕電池的陰極，使鍍層金屬迅速破壞，生鐵中的石墨，有時(shí)還具有降低氫超電壓的作用，造成氫容易在該處析出，阻礙了金屬的沉積，所以，鑄造的生鐵零件比其它的鋼鐵零件難于電鍍。
32.在氰化鍍銅中，游離氰化物不足時(shí)，應(yīng)添加什么?加入氰化亞銅可以嗎?
答:在氰化鍍銅中，游離氰化物不足時(shí)，應(yīng)添加氰化鈉(或鉀)。如加入氰化亞銅，則使游離氰化物進(jìn)一步降低，銅鍍層變得結(jié)晶粗大和粗糙。
CuCN+2NaCN=Na2Cu(CN)3
33.在配制氰化鍍銅液時(shí)，將粉末狀的氰化亞銅用溫?zé)岬乃芙，然后加入鍍槽，這樣操作對(duì)嗎?
答:不對(duì)。因?yàn)榍杌瘉嗐~是難溶于水的。應(yīng)將氰化亞銅溶于氰化鈉(或鉀)的溶液中，氰化鈉的量為氰化亞銅的1.15倍。
34.在氰化鍍銅溶液中，使用空氣攪拌合適嗎?
答:在氰化鍍銅溶液中，不宜使用空氣攪拌。因?yàn)榭諝庵械亩趸紩?huì)與溶液中的堿反應(yīng)生成碳酸鹽。過(guò)量的碳酸鹽會(huì)對(duì)銅鍍層產(chǎn)生不良的影響。 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
35.硫酸鍍銅溶液中的硫酸，它有什么作用?含量的高低對(duì)鍍層有何影響?
答:硫酸鍍銅溶液中的硫酸有如下幾種作用:
(1)防止銅的水解而形成氧化亞銅或其它堿式鹽類沉淀。
(2)減低銅離子的有效濃度，使銅鍍層的結(jié)晶細(xì)致。
(3)降低溶液的電阻，提高溶液的導(dǎo)電度，減少電能的消耗。
(4)防止在高電流密度下產(chǎn)生粗糙或樹枝狀的鍍層。
鍍液中硫酸含量一般為60～80克/升，含量太高或太低都不適宜，太多時(shí)它能使鍍層發(fā)脆，并降低硫酸銅的溶解度。太少時(shí)能造成鍍層粗糙，陽(yáng)極鈍化及溶液的分散能力減低等故障。
36.硼酸在鍍鎳溶液中有什么作用，如果硼酸不足，將會(huì)出現(xiàn)什么情況?
答:硼酸是鍍鎳溶液的緩沖劑，起緩沖鍍液pH 值的作用。當(dāng)濃度達(dá)到31克/升以上時(shí)，才有顯著的作用，但不能過(guò)高，因?yàn)榕鹚嵩诔叵碌娜芙舛燃s40克/升左右。由于硼酸的緩沖作用，使陰極區(qū)溶液的pH值不致產(chǎn)生急劇的變化，因而能允許使用較高的陰極電流密度而不致在陰極上析出氫氧化物。它還具有提高陰極極化和改善鍍層性質(zhì)的作用。但是它的含量過(guò)多會(huì)降低陰極電流效率。低于20克/升時(shí)緩沖作用很弱，而使鍍液的pH值變化加劇，影響電鍍層的質(zhì)量，甚至使電鍍過(guò)程無(wú)法進(jìn)行。
電鍍
基礎(chǔ)知識(shí)