鍍鉻液中三價(jià)鉻的質(zhì)量濃度對內(nèi)電阻縱向分布狀態(tài)有著顯著的影響。實(shí)踐證明:隨著鍍液中三價(jià)鉻的質(zhì)量濃度的增加,內(nèi)電阻縱向分布不均勻性逐漸得到改善。三價(jià)鉻的質(zhì)量濃度較高時(shí),溶液在槍管內(nèi)自下而上的流速變慢,這顯然是氣體生成速率較慢所導(dǎo)致的。溶液流速變慢,使溶液的質(zhì)量濃度梯度變大,導(dǎo)致溶液電阻縱向梯度增大;同時(shí)縮小了上下部陰極表面溶液的交替速率差,導(dǎo)致極化電阻縱向梯度降低。溶液電阻縱向梯度的增大和極化電阻縱向梯度的降低,都有利于上大下小的電阻(包括陽極電阻)梯度的形成,從而提高電流縱向分布的均勻性。
鍍鉻過程中,堿式鉻酸鉻薄膜在陰極表面不斷生成,而硫酸鉻離子不斷在陰極溶解堿式鉻酸鉻薄膜。成膜和溶解的過程在陰極表面上交替進(jìn)行,當(dāng)膜的溶解速率較慢時(shí),氫氣析出較快;當(dāng)膜的溶解速率較快時(shí),氫氣析出較慢。由此認(rèn)為:當(dāng)三價(jià)鉻的質(zhì)量濃度較高時(shí),溶液中硫酸鉻離子的數(shù)量增多,在陰極上加快了堿式鉻酸鉻薄膜的溶解,因而也就減緩了氫氣的析出。可能是由于三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻時(shí)需克服的阻力比氧氣析出時(shí)需克服的阻力小,所以當(dāng)三價(jià)鉻的質(zhì)量濃度增加時(shí),三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻的反應(yīng)速率加快,相應(yīng)地抑制了氧氣的生成速率。
鑒于此,對于槍管(特別是細(xì)長槍管)鍍鉻,鍍鉻液中三價(jià)鉻的質(zhì)量濃度必須維持在10 g/L以上(工藝規(guī)定在8—12 g/L范圍內(nèi))。當(dāng)三價(jià)鉻的質(zhì)量濃度較低時(shí),上部鉻層沉積速率快、下部慢,形成上厚下薄的不均勻鍍鉻層。但是,當(dāng)三價(jià)鉻的質(zhì)量濃度過高時(shí)(一般14 g/L以上),上部鉻層沉積速率慢、下部快,形成上薄下厚的不均勻鍍鉻層。
另外,三價(jià)鐵離子也有影響,其對陰極表面成膜與溶解交替的過程,與三價(jià)鉻有著相似的作用。也就是說三價(jià)鐵離子和三價(jià)鉻都影響氫氣的生成速率。所以在工藝中規(guī)定三價(jià)鐵離子的質(zhì)量濃度應(yīng)小于8 g/L。
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