哈氏槽(赫尔槽)原理及相关试验说明

哈氏槽(赫尔槽)原理及相关试验说明现代电镀网讯：一、哈氏槽试验哈氏槽也叫霍尔槽或梯形槽，是由美国的R.O.Hull于1939年发明的，用来进行电镀液性能测试的实验小槽，其基本的形状如下图所示：由于哈氏槽试片两端距阳极的距离有很大差别，加上在角部的屏蔽效应，使同一试片上从近阳极湍和远阳极端的电流密度有很大的差异，并且电流密度的分布呈现由大(近阳极)到小(远阳极)的线性分布。根据通过哈氏槽总电流大小的不同，其远近两端电流密度的大小差值达50倍。这样，从一个试片上可以观测到很宽电流密度范围的镀层状况，从而为分析和处理镀液故障提供了很多有用的信息。通过哈氏槽实验可以控制镀层质量，确定最佳镀液配比和合适的温度、电流密度和各种添加剂的用量和补充规律。还可以分析镀液中杂质和各种成分变化对镀层的影响和排查镀液故障。因此，哈氏槽实验是电镀生产和管理以及科研都不可少的重要实验工具。二、加长型哈氏槽加长型哈氏槽是将哈氏槽的阴极区的长度加长为标准哈氏槽的2倍的改良型哈氏槽(如下图所示)。这是为了测试高水平宽光亮区电镀添加剂的一种创新设备。加长后的阴极试片的长度达到203mm，这样做是因为用标准试片发现不了新型光泽剂的低区和高区极限电流区域，通过加长试片的长度，可以在更宽的电流密度范围内考查镀液和添加剂的水平。多用于光亮性电镀的验证试验，特别是在光亮镀镍新型光泽剂的开发方面，这种加长型哈氏槽可以发挥很好的作用。随着电镀技术的不断进步，有些镀种在传统哈氏槽试片的电流密度区内都可以获得全光亮的镀层，用传统哈氏槽已经无法进行低电流区性能的比较。而采用这种加长型哈氏槽由很容易看得出差距。三、用哈氏槽做光泽剂的试验光泽剂是光亮电镀中必不可少的添加剂，是光亮镀种管理的关键成分，因此采用哈氏槽对光泽剂进行试验是常用的管理手段。采用哈氏槽可以对光泽剂的光亮效果、光亮区的电流密度范围、光泽剂的消耗量和外加规律等做出明确的判断。当采用哈氏槽进行光泽剂性能等相关试验时，首先要采用标准的镀液配方和严格的电镀工艺规范，以排除其他非添加剂因素对试验的干扰。常用的方法是每个批次的试验采用一次配成的基础镀液，镀液的量要大于试验次数要用到的量的总和，基础镀液采用化学纯或与生产工艺相同级别的化工原料进行配制，并且记住不能往基础液中添加任何光泽剂，以保证试验结果的准确性和可靠性。在准备好镀液和哈氏片之后，可以取试验基础液注入哈氏槽，然后再按试验项目的要求将镀液的工艺参数调整到规定的范围，先不加入光泽剂做出一个空白的试片，留做对比之用。再加入规定量的待测光泽剂，通电试验。对于光亮镀种，常用的总电流是2A，时间为5Min，镀好取出后，要迅速清洗干净，最后一次的清洗要用纯净水，然后用热电吹风吹干后，观测表面状况并做好相关的记录，再将试片进行干燥器中保存。为了方便以后对比，每做一个试片都要有标识贴在试片上，记录编号、试验条件、试验参数。做完空白试验后的试验液一般只能再做2个试片，同一个工艺参数和含量的试片通常也要求做2次，以排除偶然性。在每一次换新镀液时，都要做空白试验。为了提高效率，可以一次配置够用多次试验的基础液，这样只做一次空白试片就可以代表这批试液的状况。第一次添加光泽剂的量可按供应商所提供的说明书的标准量加入，以判断光泽剂的基本水平；然后再按过量加入，看超量的影响是怎么样的，再做1/3量和1/2量的试片，以了解不足量的影响，最后还要做光泽剂的量。有些试验者取了一次基础试验后，就一直往里加入光泽剂来做试验。从少到多用同一镀液做多片，这是不科学的方法。因为哈氏槽的容量太小，每镀一片镀液变化较大，如果一直往下做，镀液的成分已经发生了量，后边做的与前面做的没有了可比性，试验结果就会出现偏差。