第3章电化学体系的质量传递和电流分布3(新)

1电化学工程基础主讲人：詹世景第3章电化学体系的质量传递和电流分布2019年8月22日星期四3.5二维电极上的电流分布与电位分布2019年8月22日星期四3.5.1概述2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四电流分布的一般特点2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四3.5.2一次电流分布2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四改变一次电流分布的方法由前述电场基本理论得知,一次电流分布完全取决于镀槽之几何形状.亦即阴阳极之距离、大小、形状都会影响其电流分布.对电路板板面而言,其边缘部份等位面分布较密集,故镀层较厚而中央部份较薄.若要改善此种现象必须强调设计的概念.例如增加阴阳极之距离、加大阳极之面积、使用绝缘之屏蔽物来改变等位平面、采用辅助阳极来改善低电流区域之电流分布,使用辅助阴极来分散高电流区域之电流等都是可行的方法.2019年8月22日星期四3.5.3二次电流分布（考虑电极溶液电导率、活化极化）2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四过电位与电流密度的关系活化控制条件下:电荷传递活化引起的电极极化η=E-Ee=a+blgj扩散控制条件下:反应物供给迟缓引起的电极极化混合控制条件下2019年8月22日星期四文献中已经给出不同电极体系的二次电流分布计算结果（参阅文献[35]及其引文）2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四Wagner数2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四二次电流分布由于电极产生极化而改变了一次电流分布,此时,所得到之电流称为二次电流分布。在阴极附近,离子因参与电极反应,消耗太快来不及补充,此时造成之过电压称为浓度过电压。若要使离子顺利通过某种能量障碍而达到电极参加反应所须要之过电压称为活化过电压,总过电压是浓度过电压与活化过电压之总和,是用来测量电极极化程度之指标.由于电流大小和阴阳极间之距离成反比,在电极极化作用下,相当于增加了阴阳极之距离.此距离双称为特征长度因为此种效应,二次电流或多或少将可减少一次电流不均匀的现象.2019年8月22日星期四3.5.4三次电流分布2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四3.5.5电流分布理论的工程应用2019年8月22日星期四镀液的分散能力是指一定电解条件下使沉积金属在阴极零件表面上分布均匀的能力。分散能力由实际电流分布和一次电流分布的相对偏差表示。镀层在零件上的均匀分布的能力越高，该电镀溶液的分散能力就越好。分散能力所涉及的是宏观轮廓面的镀层分布情况，影响分散能力的因素主要有几何因素的影响（零件不同部位离阳极的距离）和电化学因素（阴极极化度和溶液的电导率）。对微观表面镀层分布，可采用整平能力的概念，所谓整平能力（即微观分散能力）是指在金属表面上形成镀层时，镀液所具有的能使镀层的微观轮廓比基体表面更平滑的能力。该性能对于获取高质量的光亮装饰电镀层是十分重要的442019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四2019年8月22日星期四作业3-73-113-143-15