防锈油用在钢铁发黑过程中能起到哪些作用?
钢铁常温发黑过程是分步进行的:①钢铁在发黑前应该做好发黑前处理如除锈除油,如果发黑前没有做好这些前处理有可能会导致发黑效果不理想;②前处理做好后就到常温发黑;③当钢铁常温发黑完成后建议使用防锈油产品,因为常温发黑的防锈能力并不是很理想,如果想延长发黑工件的使用寿命建议使用防锈油或防锈剂产品。只有在一定的过电位下,钢铁的电沉积过程才具有足够高的晶粒成核速率、中等电荷迁移速率及提供足够高的结晶过电位,从而保证镀层平整致密光泽,与基体材料结合牢固。而恰当的发黑防锈油能够提高钢铁电沉积的过电位,为镀层质量提供有力的保障。发黑中的各种因素都能影响防锈油的作用机理。根据钢铁电沉积过程的速率控制步骤,可将发黑防锈油的作用机理分为扩散控制机理(速率控制步骤为电活性粒子或防锈油向电极的扩散)和非扩散控制机理(速率控制步骤为电荷迁移或吸附原子并人晶格的过程)。在大多数情况下,防锈油向阴极的扩散(而不是钢铁离子的扩散)决定着钢铁的电沉积速率。这是因为钢铁离子的浓度一般为防锈油浓度的102_10“倍,对钢铁离子而言,电极反应的电流密度远远低于其极限电流密度.在防锈油扩散控制情况下,大多数防锈油粒子扩散并吸附在电极表面张力较大的凸突处、活性部位及特殊的晶面上,致使电极表面吸附原子迁移到电极表面凹陷处并进人晶格,从而起到整平光亮作用。 根据发黑中占统治地位的非扩散因素,可将防锈油的非扩散控制机理分为电吸附机理、络合物生成机理(包括离子桥机理)、离子对机理、改变Helmholt:电位机理、改变电极表面张力机理等多种。 (1)电吸附机理第一种电吸附机理是“结构敏感机理”:防锈油的吸附作用具有选择性,与其本身分子的大小、形状、酸碱性以及可利用的电子对数目等化学结构因素有关。另一种电吸附机理称作“电流密度敏感”或“形状敏感”机理:防锈油的吸附与电极的晶体结构无关,但依赖于电极的表面形状。电极表面凹处电流密度低,而凸处的电流密度大,因而防锈油优先吸附在高电流密度处,便于钢铁离子在凹处的沉积.防锈油的电吸附又可分为非屏蔽吸附和屏蔽吸附两种,它们都发生在基体晶面的活性部位和结晶相的裸露表面。非屏蔽吸附能通过螺旋位错机理导致晶体成核速率和晶体生长速率的变化,并且引起非屏蔽吸附的防锈油与本体溶液间时刻保持着一种动态平衡状态。屏蔽吸附则是指防锈油(特别是有机分子和胶体粒子)在界面上所发生的不可逆吸附,它在晶体生长的后期显得特别重要。引起屏蔽吸附的防锈油如镀铅、镀锌及镀铜体系中所用的明胶。在晶面的生长过程中,当相邻吸附防锈油分子间距离小于临界晶核的直径时,这些防锈油分子之间的挤压就会产生具有较高表面张力的弯曲晶面,于是,在防锈油存在下的晶面的平均生长速率就比不存在防锈油时小。如果防锈油分子的间距足够小,致使晶面曲率远远大于临界晶核直径,那么晶核就会完全停止生长。 (2)络合物形成机理钢铁离子在溶液中与溶剂或其他配体形成络合物,而在这些络合物放电生成吸附粒子之前必须进行络合物解体的前里反应.一般情况下,某种防锈剂可与一种钢铁离子形成几种不同配位数的配合物,这些配合物的浓度可根据一系列的络合物稳定常数计算出来。钢铁的沉积可以是任何一种络合物放电的结果,而沉积的速率由还原反应速率最快的络合物决定。有些具有配体功能的物质,如CN-, NH,,Ch、Br`、I-、SCN`、丁二酸盐、酒石酸盐等,在低浓度下,一般视作防锈油,而不能视作配位体。这种类型的防锈油在低浓度下能加速钢铁电沉积反应(不起屏蔽作用),而在高浓度下则阻碍反应的进行(因为形成了配合物).本资讯是由“北京航锐通”为您提供,希望对您有帮助,转载请注明出处。
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