搅拌对镀层性能的影响及机理分析

采用搅拌的主要目的是：提高允许电流密度的上限，强化生产过程。根据极限电流密度的公式可知，极限电流密度与扩散层厚度（δ）成反比。而δ受搅拌影响很大，不搅拌时δ一般为0.1～0.5mm；若电极上有大量气体析出，δ一般为0.01～0.05mm；若激烈搅拌，δ一般为0.05～0.001mm。由此可见，搅拌可使扩散层厚度降低l～2个数量级，极限电流密度也可以提高1～2个数量级，即允许电流密度的上限可以显著提高。显然，搅拌会降低浓差极化，但通过采用较高电流密度又可保持原有的阴极极化值。

此外，搅拌还可以影响合金镀层的成分。例如，装饰性电镀Ni-Fe合金就是典型的例子。Ni-Fe合金镀层中的铁含量随搅拌强度增大而显著增加。利用搅拌强度的不同，可以在同一镀槽内获得高铁含量或低铁含量的Ni-Fe合金镀层。

搅拌还有利于开发电镀新工艺和新方式，如复合镀和高速电镀。可以毫不夸张地说：没有搅拌就没有复合镀；搅拌使高速电镀变成现实。采用平流法和喷射法使镀液在阴极表面高速流动时，电镀的电流密度就可高达150～450A/dm²，铜、镍、锌的沉积速度可达25～100μm/min，铁、金、铬的沉积速度分别为25、18和12μm/min。

常用的搅拌方式有阴极移动、空气搅拌和用泵强制循环镀液等。这3种方式的应用范围如下：

（1）阴极移动 一般应用在遇空气不稳定的镀液，如氰化物镀液、碱性镀液和含有易氧化的低价金属的镀液。氰化物镀液含有氰化钠和氢氧化钠，前者易被空气中的氧所氧化，后者遇空气中的CO₂形成Na₂CO₃。含低价金属的镀液，如氯化物电镀铁等。(www.xing528.com)

阴极移动的强度一般用m/min或次/min表示。常用的是2～5m/min或10～30次/min，移动行程为50～140mm。阴极移动有水平和垂直两种，其中水平移动应用较广。

（2）空气搅拌 空气搅拌一般应用在遇空气溶液组分不发生变化的镀液，如光亮电镀镍镀液、光亮酸性电镀铜镀液等。

空气搅拌的强度比阴极移动大，对允许电流密度上限的提高也比较显著。以光亮电镀镍为例，无空气搅拌时，使用的电流密度一般为3～4A/dm²；有空气搅拌时，采用的电流密度可提高到8～10A/dm²。空气搅拌强度用每平方米镀液每分钟多少立方米表示，对应单位为m³/（min·m²），一般约为0.5～0.8m³/（min·m²）。所需压缩空气的压力可按每米深1.6N/cm²计算。

采用压缩空气搅拌时，要注意：①一定要防止空气带油污，采用三级离心式或隔膜式压缩机都能从结构上杜绝油污；②一定要配以连续循环过滤，否则槽底沉渣泛起，与镀层共沉积而使镀层粗糙或产生毛刺。