稀土对三价铬电镀铬影响+文献综述(4)
大多数的三价铬镀液中，三价铬以铬盐的形式存在，主盐是氯化铬或者硫酸铬，络合剂为甲酸、乙酸等有机酸，常用的是甲酸盐，如甲酸钾或甲酸铵，此外还有起缓冲作用的硼酸，增加电导率的碱金属氯化物或者硫酸盐，抑制氯气从阳极析出的溴化铵，降低石墨阳极电势，避免Cr3+氧化成Cr6+的添加剂以及少量的润滑剂[5]。
最近几年，三价铬电镀技术的研究已经取得了较大的进展特别在克服杂质污染和实现厚度曾方面取得了突破性进展，使得三价铬电镀已能大规模进行生产应用。在北美低区，90年代末，已经有125家电镀公司采用了三价铬电镀代替吹冰价铬电镀用于装饰性镀铬，美国环境保护署（EPA）规定2010年前全面禁止使用吹冰价铬电镀。据估计，到2010年，国际上的吹冰价铬电镀将在一定时间内基本取代吹冰价铬电镀[6]。
1.1.4三价铬电镀发展中存在的问题
三价铬电镀存在的问题：（1）镀层厚度很难提高，目前只能用于装饰性镀铬，而不能镀厚铬；（2）镀液对杂质的容忍性很低，如锌、铜、镍等金属离子在镀液中浓度达到10~100µg/L时，镀铬层质量就会下降，且镀液成分复杂，稳定性不好[7]；（3）采用石墨阳极对氯化物的镀液在阳极反应会产生氯气，需进行排放。
三价铬镀层厚度低是影响三价铬镀铬成为功能性镀铬的主要原因。当工件电镀一定时间后，镀层就不再增厚或难以获得质量好的厚镀层。三价铬不能镀厚的原因主要有以下几点：（1）镀液中三价铬与配体形成的配离子比较稳定，难以在阴极沉积；（2）镀液PH尤其是阴极表面的层附近的PH升高，导致形成Cr(OH)3胶体[8]，阻碍三价铬镀铬继续增厚；Cr3+的水解产物发生羟桥及聚合反应，形成高分子链状凝聚物吸附在阴极表面，阻碍Cr3+的还原；Cr3+还原的中间产物Cr3+富集[9]，能引发和促进Cr3+的羟桥反应；持续电解过程中，Cr3+的活性络合物逐步减少和损失；（3）由于三价铬镀铬采用不溶性阳极，其析氧过电位相对较高，在电解过程中，三价铬容易在阳极被氧化成Cr2O72-,而Cr2O72-对镀液影响严重，致使电镀无法正常进行，针对上述三价铬镀层难以镀厚的原因，可采用以下一些措施才改进：1）降低镀液的PH，尽可能的避免发生羟桥及聚合反应；2）选择更好的缓冲剂，文持镀液的PH稳定；3）加快镀液的循环搅拌和阴极附近镀液的流动，尽量避免阴极表面层附近PH升高；4）增加络合物的浓度，以增加络合反应对羟桥反应的竞争能力；5）保持足够的活性络合物浓度，使得铬在阴极洗出更容易进行；6）尽量减少Cr2+的富集，使之形成二核络合物，以减少其对Cr3+羟桥及聚合反应的引发促进作用；7）采用脉冲电镀[10]，选择适当的脉冲参数。
三价铬镀液对杂质很敏感，铁离子和亚铁离子的质量浓度锅盖，镀层部分或全部失去光泽，铜离子和镍离子的质量浓度锅盖，镀层晦暗或者产生棕褐色条纹；锌离子的质量浓度过高，镀层发黄、失去光泽。这些杂质例子在镀液中允许存在的质量浓度上限都很低，他们不可避免地会通过镀件及挂具的腐蚀等途径进入镀液。因此，对镀液进行有效的文护和管理就显得非常重要。可采用的方法是：1）提高工件入槽前的清洗质量；2）采用小电流电解法，处理电镀溶液中的金属杂质，一般采用小电流电解处理，主要是为了减少镀液中主盐的消耗；3）可采用铁氰化物等时机来沉淀杂质金属离子，在被污染的槽液中，加入铁氰化物就可以沉淀金属离子，过滤除去；4）采用离子交换树脂，例如XFS—4195型螯合离子交换树脂。这种离子交换树脂含有吡啶甲基胺基团，它对金属杂质具有很强的亲和力，却对三价铬离子的亲和力很低，它可以在电镀时同时进行除杂工作；5）采用螯合剂，通过添加EDTA，可立即回复杂质金属离子污染造成不能工作的三价铬镀液的工作能力，不需要沉淀，电解等处理。EDTA对于金属杂质具有隐蔽作用，而且能够促进金属离子特别是镍和铁离子的共沉积，从而文持槽液中的杂质在正常的可接受的范围内。