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对三价铬工业用途的解析

三价铬是指铬在+3状态下的化合状态,其危害性次于六价铬,在目前的产品运用中,属于环保系列。

三价铬含量对镀铬层的质量至关重要,测定和控制三价铬的含量,不仅能了解镀液的性能、溶液的导电性、阳极的状况等情况,还能保证镀铬的正常进行。该法是通过目视比色法测定三价铬的含量,操作方便、快捷、准确。

三价铬的测定试剂

1、1:1硫酸:配制方法同前。

2、苯基代邻氨基苯甲酸指示剂:配制方法同前。

3、标准0.lmol硫酸亚铁按溶液:配制方法与标定方法同前。

4、1%硝酸银溶液:称取1克硝酸银,溶于100毫升蒸馏水中即可。

5、过硫酸铰:固体。

三价铬的工业应用

1、装饰性三价铬镀铬

   关于三价铬装饰性镀铬工艺的研究论文和专利不少,但由于各方面的原因一直未能成功进入生产应用。真正意义上获得生产应用的是1974年

Alght&Wilson公司推出的Mecm-3工艺和稍后改进型的Mecra-3000工艺。该工艺以甲酸盐作络合剂,配合其它成分,如主铬盐、导电盐、润湿剂等,在适当的工艺条件下可以获得3tma以下的三价铬镀层,镀层耐蚀性、硬度不差于六价铬镀层。该公司申请的一系列专利中详尽介绍了镀液的组成及各组分的作用、易出现的问题和解决方法以及如何检验镀液中金属杂质离子或除杂剂是否过量的简便方法。这一系列的研究专利对今天的研究者仍有着一定的借鉴作用。

80年代以后,三价铬电镀工艺的研究队伍越来越壮大。其中值得一提的有Atotech、Canning和国际铅锌研究机构。Atotech对甲酸体系三价铬镀铬进行了详细的研究,提出了与Albright&Wilson公司类似的阳极电化学行为。以及电镀时如何利用阳离子交换树脂去除金属杂质、再生三价铬镀液申请了专利。Canning公司结合自己的研究成果申请了涂层阳极在三价铬电镀中的应用专利。国际铅锌研究机构主要致力于以次磷酸盐作络合剂时,添加F-改善低温镀性,提高电流效率、添加硫化物提高镀速、三价铬镀后处理以及三价铬镀黑铬等方面的研究。关于添加F一提高电

流效率,不同的研究者似乎有着不同的研究结果。Edigaryan等证实在以草酸作络合剂时添加F-可提升电流效率;但Hwang等在以次磷酸盐作络合剂的三价铬电镀时得出相反结论,添加F-降低电流效率,添加NH4+;可提高电流效率。

2、三价铬镀厚铬和硬铬

在三价铬装饰性镀铬取得进展的同时,对三价铬镀取厚铬的研究也逐步展开,但进展不大。究其主要原因有以下几点:

(1)镀液pH值,特别是阴极表面附近层的pH值的升高导致形成Cr(OH)3胶体,阻碍三价铬镀层的继续增厚;

 (2)Cr3+的水解产物发生羟桥、聚合反应,形成高分子链状凝聚物吸附在阴极,阻碍Cr3+的还原;

 (3)Cr3+还原的中间产物Cr2+的富集,对Cr3+羟桥反应的引发和促进作用;

(4)持续电解过程中Cr3+的活性络合物的逐步减少和消失。

针对以上几点,要镀厚度超过50um的三价铬镀层,就必须在镀液方面作出调整,采取相应措施,如降低镀液的pH值、选择更好的缓冲剂、加快溶液循环搅拌、增加络合剂浓度来增加络合反应与羟桥反应的竞争性、保持足够的活性络合物浓度、添加特殊化合物减少Cr2+的富集,使之形成二核络合物来减少其对Cr3+羟桥聚合反应的引发促进作用等。近几年来关于三价铬镀厚铬的报道都是围绕以上措施的联合作用而实现的。

三价铬厚铬镀层一般均有裂纹,但未贯穿基底,镀层中往往夹杂有C等杂质元素,呈现非晶或微晶结构。镀层一般耐蚀性较好,硬度在60O-900HV之间,若经适当温度的热处理,硬度可增加到1200~1800HV,耐磨性也大大增强,能较好地满足镀硬铬的要求。

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