ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АККУМУЛЯТОРОВ

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ЭЛЕКТРОЛИЗА

Плотность тока. Большое влияние на свойства электрохими­ческих покрытий оказывает плотность тока. При малых значениях этой величины концентрационные изменения вблизи катода не ока­зывают существенного влияния на процесс электрокристаллизации, и рост образовавшихся зародышей кристаллов происходит беспре­пятственно. В итоге получаются осадки, состоящие из отдельных крупных кристаллов.

При переходе к большим значениям плотности тока концентра­ционные изменения вблизи катода становятся настолько ощутимы­ми, что это приводит к резкому изменению процесса электролиза. Повышение плотности тока ведет к уменьшению концентрации ионов осажденного металла у поверхности катода, что в свою оче­редь приводит к большому сдвигу потенциала катода. Благодаря этому создаются условия, при которых на катоде образуются осад­ки мелкокристаллической структуры. Т? ким образом, повышение плотности тока способствует получению мелкокристаллических осадков.

Однако плотность тока нельзя повышать неограниченно, так как после достижения некоторого предельного значения наряду с осаж­денным металлом на катоде интенсивно начинают выделяться дру­гие вещества, например водород.

Осадок может получаться рыхлым, дендритообразным или губ­чатым: выход металла по току резко падает. Оптимальное значение плотности тока для каждого вида покрытия подбирается опытным путем с учетом конкретных условий электролиза (температура электролита, перемешивание электролита, влияние изменения на­правления тока и т. д.).

Температура электролита. Повышение температуры влечет за собой ряд изменений: увеличивается растворимость со­лей, увеличивается электропроводность раствора, уменьшается пас­сивация анодов и т. д. Кроме того, изменяется потенциал разряда ионов (снижается перенапряжение выделения водорода и метал­ла). Так как каждое из этих изменений в свою очередь влияет на качество осадков, то воздействие температуры оказывается слож­ным и в различных условиях электролиза проявляется по-разному.

Однако в качестве общего положения можно отметить, что по­вышение температуры, улучшая условия диффузии ионов и умень­шая перенапряжение, снижает катодную поляризацию и тем самым способствует образованию осадков крупнокристаллической струк­туры. Это нежелательное для практики влияние повышения ^тем­пературы на структуру покрытия может быть компенсировано применением более высоких плотностей тока. В итоге повышается интенсивность работы ванны, поэтому в гальваностегии электролиз часто ведется при повышенных температурах.

Перемешивание электролита. Перемешивание элект­ролита благодаря увеличению скорости диффузии уменьшает кон­центрационную поляризацию и ведет к образованию осадков бо­лее крупнокристаллической структуры.

Однако перемешивание вместе с тем позволяет применять бо­лее высокие плотности тока, что, как уже отмечалось, оказывает обратное перемешиванию действие на ход электроосаждеиия.

В ваннах, где перемешивается электролит, при правильном под­боре температуры электролита и плотности тока возможно получе­ние плотных мелкокристаллических осадков. Поскольку же на практике выгодно работать с большими плотностями тока, то часто предпочитают работать с перемешиванием, чтобы повысить плот­ность тока. При этом чем выше предполагаемая плотность тока, тем интенсивнее должно быть перемешивание электролита.

Влияние изменения направления тока. Периоди­ческим изменением направления тока (реверсирование тока) при условии, что продолжительность пребывания покрываемых изделий в качестве анодов в десятки раз меньше, чем продолжительность пребывания их иа катоде, можно получить осадки мелкокристал­лической структуры.