Гальваническое цинкование и кадмирование

Электролитическое цинкование может вестись в трёх различных электролитах – в кислых, щелочных (цинкатных) и цианистых.

В кислом электролите вследствие большого перенапряжения выделения водорода на цинке ионы цинка восстанавливаются на катоде с большим выходом по току в соответствие с реакцией:

Zn²⁺ + 2e  Zn

Основным компонентом электролита является сульфат цинка – ZnSO₄7H₂O. Для повышения электропроводности раствора сульфата цинка в него добавляют Na₂SO₄. Это соединение увеличивает катодную поляризацию, что способствует образованию мелкокристаллического осадка и повышению кроющей способности электролита.

Типичный состав электролита кислого цинкования (вг/л):

ZnSO₄7H₂O ………………………….200-300

Al₂(SO₄)₃18H₂O……………………….30-40

Na₂SO₄10H₂O …………………………50-100

Декстрин ………………………………..10

Электролит имеет рН =3,5-4,5; t = 25⁰С, катодную плотность тока до 5 А/дм², выход по току 95-98 %.

Цинковые покрытия с рН больше указанных, приводит к образованию Zn(OH)₂, который осаждаясь на катоде вызывает образование шероховатых и губчатых покрытий.

Покрывают детали простой формы, т. к. кроющая способность таких электролитов невелика.

В состав цинкатного (щелочного) электролита входят два основных компонента: Na₂ZnO₂ и NaOН. Восстановление на катоде ионов цинка из цинката натрия протекает следующим образом:

Na₂ZnO₂2Na⁺ + ZnO₂^2- ; ZnO₂^2- +2H₂O  Zn²⁺ +4OH^- ; Zn²⁺ +2e  Zn

Добавки в электролит ионов олова или свинца препятствуют образованию губкообразных осадков цинка.

Типичный состав (вг/л) электролита:

Zn……………4-6

NaOH………65-80

Na₂SnO₃……0,2-0,5

Температура электролита 45-55⁰С, катодная плотность тока 0,5-1,2 A/дм², выход по току 96-98 %.

Цинкатный электролит, в отличие от цианистого, нетоксичен, поэтому широко применяется в гальванических производствах.

Удаление дефектных покрытий цинка осуществляется путём его растворения в 5-10 %-ных раствора х серной или соляной кислот при t=18-25 ⁰С.

В цианистом электролите цинк находится в виде комплексного соединения Na₂{Zn(CN)₄}, которое получается при добавлении NaCl в раствор любой цинковой соли. В начале образуется белый осадок Zn(CN)₂, в дальнейшем он растворяется в избытке цианистого натрия:

Потенциал восстановлении цинка из цианистого электролита более отрицательный, чем в случае кислого злектролита.

Добавка NaOH в цианистый электролит снижает концентрацию в нём NaCN.

Типичный состав (в г/л) электролита:

ZnO……………40

NaCN………..85-120

NaOH…………40-60

Температура электролита 20-40⁰С, катодная плотность тока 1-4 А/дм², выход по току 70-80 %.

В ходе электролиза следует поддерживать постоянной концентрацию NaOH. При недостатке едкого натра может начаться образование цианисто-водородной кислоты.

Для улучшения внешнего вида покрытия в цианистый электролит вводят глицерин и другие добавки. Электролит обладает высокой кроющей способностью, поэтому его используют для цинкования деталей со сложным профилем поверхности.