三價鉻鍍鉻（三價鉻鍍鉻）

發(fā)展歷程

三價鉻鍍鉻自1854年Bunsen發(fā)表第一篇論文以來，迄今已有100余年歷史，由于有些技術(shù)問題難以突破，因此進(jìn)展比較緩慢。至20世紀(jì)70年代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和化學(xué)原料的增多，以及人們對環(huán)保意識的進(jìn)一步增強(qiáng)，三價鉻鍍鉻研究又提到電鍍工作者議事日程上來了。1974年英國發(fā)表了 Alecra-3的三價鉻鍍鉻工藝，并于1975年申請了一份用三氯化鉻作主鹽的三價鉻鍍鉻專利，即Alecra-3000。1981年，英國開發(fā)了硫酸鹽的環(huán)保鉻(Envir0-chome)的三價鉻鍍鉻工藝。該工藝采用選擇性離子隔膜將陰極區(qū)域和陽極區(qū)域分開，這樣可避免陽極板上氧化成的六價鉻對三價鉻鍍液帶來的危害：幾乎同時，美國Harsha0公司也開發(fā)了Tri-chrome三價鉻鍍鉻工藝。

主要優(yōu)點(diǎn)

(1)毒性低，廢水處理容易。據(jù)報道三價鉻的毒性只有六價鉻的1/100，而且在電鍍過程中不產(chǎn)生六價鉻酸霧。鍍液濃度低，只有六價鉻鍍液的1/7左右，因而帶出鍍液量少，廢水處理也容易。

(2)鍍液的電流密度范圍寬，可在0．5～100A/dm寬廣的陰極電流范圍內(nèi)獲得合格的鍍層。

(3)鍍液分散能力和覆蓋能力優(yōu)于六價鉻鍍液。

(4)鍍液的電流效率高，可達(dá)25%左右。

(5)鍍液可不必加溫，在常溫條件下工作，從而節(jié)約了能源。

(6)鍍層耐蝕性佳，可直接鍍?nèi)∥⒂^不連續(xù)的鉻鍍層。

(7)電鍍時，即使電流中斷也不影響結(jié)合力。

主要缺點(diǎn)

(1)色澤不像六價鉻鍍液中取出的呈青白色，而是帶有不銹鋼的黃白色，因而難以使用戶接受。

(2)鍍層的厚度只能達(dá)到3μm，不能再增厚，因此不適合鍍硬鉻。

(3)鍍液穩(wěn)定性差。

(4)鍍層的硬度低。

可喜的是通過電鍍工作者不懈的努力，上述存在的四個問題目前已基本被突破。

(1)現(xiàn)在已能鍍?nèi)≥^青白色接近六價鉻鍍液中鍍?nèi)〉纳珴伞?/p>

(2)鍍層厚度也可達(dá)到數(shù)十微米甚至可達(dá)數(shù)百微米。

(3)鍍液的穩(wěn)定性也大有提高。

(4)鍍層的鍍態(tài)硬度雖較低(HV600～900)，但若經(jīng)一定的溫度熱處理后，硬度可達(dá)到HVl200～1800，耐磨性也大大增強(qiáng)。我們知道，這一硬度值已經(jīng)大大超過了六價鉻鍍鉻層。

研究現(xiàn)狀

烏克蘭國立化學(xué)技術(shù)大學(xué)在研制三價鉻鍍鉻溶液的同時，還研究了三價鉻鍍鉻的機(jī)理。配方主鹽用硫酸鉻鉀，作為配位體的有甲酸、草酸和醋酸銨，作為緩沖劑和導(dǎo)電添加劑的有硼酸、硫酸鋁、硫酸鈉和硫酸銨。，三價鉻鍍液中三價鉻離子在陰極上放電是分步進(jìn)行的。含有相對穩(wěn)定的二價鉻絡(luò)離子的化合物，其放電速率明顯加快。研究還表明，某些有機(jī)硫化合物對二價鉻離子放電有催化作用，如添加0．05g/L的硫代甲酰胺到草酸鍍液中，電流效率可增加8%～12%。

俄羅斯科學(xué)院物理化學(xué)研究所研制的三價鉻鍍液也是用的硫酸鹽，以草酸作為三價鉻的配位絡(luò)合劑，以硼酸作為緩沖劑。含有10個結(jié)晶水硫酸鉻的濃度為100g/L，以鉑或鈦一鉑作陽極。在草酸溶液的三價鉻鍍液中未發(fā)現(xiàn)六價鉻離子，而且獲取的是具有塑性和沒有裂紋的鉻鍍層。鍍液的覆蓋能力極佳，電流效率可達(dá)30%～35%。如果加入氟離子，則電流效率還會進(jìn)一步提高，可達(dá)43%；沉積速率達(dá)1．5～2μm/min。作為硬鉻鍍層，厚度可達(dá)到50μm。從該三價鉻鍍液中獲取的鉻鍍層光亮，外觀較青白，已接近六價鉻鍍液中鍍?nèi)〉纳珴伞?/p>

由于三價鉻鍍鉻一些難以解決的問題已基本得到了解決，因此近幾年國外投入工業(yè)化生產(chǎn)也日漸多起來，尤其在北美洲，三價鉻電鍍工藝應(yīng)用最多，已發(fā)展到100多家電鍍公司在采用該工藝，鍍液的體積已達(dá)到近3×105L。國內(nèi)發(fā)表的三價鉻研究文章也不在少數(shù)，其中哈爾濱工業(yè)大學(xué)對此工藝的研究比較多，但大都停留在實(shí)驗(yàn)室階段