用pH控制改善电镀工艺

电镀是一种常见的金属表面处理工艺，具有多种工业应用，从纯化妆品到保护涂料的应用。该过程利用电流将离子驱向接收金属表面，对多个关键参数敏感，仔细控制对于实现所需的电镀效果**关重要。可以调节几种组分，包括镀浴中的离子浓度，浴温和电流密度，以影响**终结果。电镀过程产生了许多正确操作的经验法则，但通过用pH测量代替传统规则，可以使用定量反馈来指导电镀过程控制，以提高产品的一致性和有效的废物处理。

准备电镀化学品

电镀溶液的制备对于电镀过程的成功是**关重要的。电镀化学制剂包括将金属盐溶解在溶剂中。所得电镀溶液必须具有足够高的金属离子浓度以促进部件的电镀。当氢离子（H +）还原成氢气（H 2）时，在阴极处发生电镀。当这些氢离子从阴极膜中损失时，当金属离子（例如镍离子）“插入”以取代氢离子时发生电镀。

有时，电镀过程会在阴极处产生深灰色或黑色，片状堆积。这通常被称为“燃烧”。如果没有适当地制备电镀溶液，则可能发生电镀过程中的燃烧。如果金属离子浓度太低，则电流将水解水以产生氢离子（H +）和氢氧根离子（OH-）。氢氧根离子的产生可导致形成金属氢氧化物，例如镍II氢氧化物Ni（OH）2，其沉积在部件的表面上而不是金属离子上。测量pH值使操作员能够检测到这种效应，因为氢氧根离子的产生会导致pH值的增加。

防止电镀过程中燃烧的一些策略包括：

• 增加电镀液中金属离子的浓度
• 增加阴极附近溶液的搅拌
• 提高工作温度

控制电镀过程中的pH值

另外，一些电镀方法可受益于使用缓冲剂，例如硼酸。缓冲液确保阴极附近的pH保持稳定在金属电镀的**佳水平。电镀工艺的**佳pH取决于待镀金属以及溶剂和任何其他添加剂。适当的pH可以是从酸性到中性到碱性的任何地方，这取决于金属在溶剂中的溶解度。酸浴中的镍和铜镀层优化在3.8到4.2左右，pH值高于5时出现困难。碱性镀液可用于更快地镀金，锌和铬等物质，**佳pH值为9.0到13.0 。

在初始化妆期间和电镀过程中监测pH值有助于捕获程序错误。即使在开始之前正确配置过程，pH也可用于监测离子随时间的消耗并告知何时以及如何补充电镀浴。有效电流也是浓度的函数，因为浴充当两个电极之间的电阻，因此可以使用pH监测来确保提供恒定电流，从而产生一致的沉积层。

电镀废水处理

在排放到市政下水道之前，必须对电镀废水进行有毒化学清除处理。正如在电镀过程中需要控制pH以将金属离子保持在溶液中一样，pH也可以用于废水处理中以沉淀离子以通过沉降和过滤除去。对人体有剧毒的六价铬可以通过两步法去除。shou先通过降低pH和提高氧化还原电位将六价铬还原为三价铬。然后，将pH升**8.5以上，使铬以氢氧化铬的形式沉淀。

还可以通过高pH调节除去锌和铜，以使金属沉淀为氢氧化物络合物。但是，当使用氰化物浴作为溶剂时，金属与氰化物络合，并且不会通过pH调节除去。锌，铜，金和镍通常都使用氰化物镀液进行电镀。为了除去氰化物，增加氧化还原电位以将氰化物还原成氰酸盐，从而释放金属离子并使它们与氢氧化物络合并形成沉淀物。

选择pH电极

金属表面处理涉及使用在线传感器和仪器可以实现的多种工业用水和废水处理工艺。然而，由于电镀浴和废水中金属离子的高浓度，组合的pH电极可能需要频繁更换。组合pH电极依赖于探针内的银和氯化银参比溶液，其可能被重金属离子如铬，铅和氰化物污染。新探针设计通过防止与传感器接触或者延长离子在探针内行进的路径来保护参比溶液。一些探针甚**使用替代参考解决方案 定期清洁以去除积聚和沉积物将限度地延长pH传感器的使用寿命。