电镀溶液的导电性
・２４・Ｆｅｂ．２００８
ＰｌａｔｉｎｇａｎｄＦｉｎｉｓｈｉｎｇ
Ｖ０１．３０Ｎｏ．２ＳｅｆｉａｌＮｏ．１７９
文章编号：１００１—３８４９（２００８）０２—００２４－０３
编看按：《电镀与精饰》杂志于１９７３年创刊，到现在已经走过了３５个年头。由于广大作者与读者对本刊
的支持，以及曾经或目前正在编辑部工作的全体人员的辛勤劳动，使我们的－７１Ｊ物由不定期发展为双月刊，为
了适应市场经济的需要，决定在２００８年试办月刊，以便给作者提供发表科研成果、生产实践经验及企业管理
经验等更多的机会，并能及时快捷地把最大的信息量传递给读者。办月刊无疑会大大增加编辑部的工作量，
但是，我们会本着一切为了作者和读者的宗旨去工作。为此，今年将逐步开辟一些新栏目，《学习园地》栏目就是新增设的一个栏目。该栏目主要介绍一些与表面处理有关的内容，诸如容易混淆的概念；镀液性能及镀
层性能测试；工艺试验中应该注意的问题及经验等。文章的篇幅可长可短，灵活多样，尽量做到理论联系实际，通俗易懂，深入浅出。希望广大作者和读者关注和支持这个栏目。为了避免文稿内容重复，请欲撰文的
作者事先与本刊编辑部联系，告之文章的内容及完成文稿的大约时间，以便做好安排。
电镀溶液的导电性
覃奇贤，
刘淑兰
（天津大学化工学院，天津３０００７２）
摘要：电导率是评价电镀液性能的重要参数之一。电镀液的导电性好，即电导率高，不仅可以降低电镀槽的电压，节省电能，而且可以改善电镀液的分散能力。介绍了电导以及电导率的基本概念、
电导率的测量方法、影响电导率的因素及改善电镀液电导率的措施。关键词：电镀液；电导率；槽电压；分散能力中图分类号：ＴＧｌ７４．４５３
文献标识码：Ａ
ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇＢａｔｈ
ＱＩＮＱｉ—ｘｉａｎ，ＬＩＵ
Ｓｈｕ—ｌａｎ
１问题的提出
物镀镍两种电镀液中的主盐分别为硫酸镍和氯化镍，这两种主盐均为强电解质，在电镀液中的质量浓在生产中沿用的电镀液或研制的新电镀液，都
度又很高，因此这两种主盐也兼起导电盐的作用。不外乎包括以下几种组分，即主盐（或欲镀覆金属
又如锌酸盐镀锌和焦磷酸盐镀铜两种电解液分别以的氧化物）、络合剂、导电化合物及添加剂。其中的氢氧化钠和焦磷酸钾两种强电解质为络合剂，它们导电化合物有酸、碱或盐类，大多数为盐类，因此常又是改善电镀液电导率的导电化合物。而有些电镀称导电盐。导电化合物是强电解质，不少电镀液中
液则必须靠加入导电化合物增加导电性，例如氯化的主盐或络合剂也是强电解质，如果它们在电镀液钾镀锌电镀液要靠添加氯化钾改善导电性能。又如中的质量浓度足够高，可以兼起导电化合物的作用，
低浓度镀镍虽然仍以硫酸镍为主盐，但是由于硫酸则不必再添加导电化合物。例如硫酸盐镀镍和氯化
镍的质量浓度较低，必须添加硫酸钾或硫酸钠等导
收稿日期：２００７—０５－２３
作者简介：覃奇贤（１９３６一），男，广西武鸣人，天津大学化工学院教授（已退休）
万方数据
２００８年２月电镀与精饰电盐来提高电镀液的电导率。
为什么电镀液要具有较高的电导率呢？主要有以下两方面的原因：１）电镀液的电导率与分散能力有关，即电导率越高，分散能力越好¨ｏ，这个问题将在分散能力部分详细讨论。２）电镀液的电导率与槽电压有关，已知Ｖ＝Ｅ。一Ｅ。＋侬其中阴极电位Ｅ。
及阳极电位Ｅ。是由电极反应决定的，为了在阴极
上获得质量合格的镀层，Ｅ。和Ｅ。是一定的。侬是电镀液的欧姆压降，其中电流，是由电镀工艺中的
ｔ厂。和施镀面积决定的，尺是电镀液的欧姆电阻，当阴极与阳极问的距离一定，电流通过电镀液的面积一定时，Ｒ越小，即电镀液的导电性越好。侬越小，则槽电压越低，也就是电能消耗小。在电化学中采用Ｒ的倒数描述导电性，以三表示，￡称做电导。
为了排除几何因素的影响，用电导率表示导电
性。欲改善电镀液的电导，必须设法提高电导率。下面从电导率的基本概念出发，讨论电导率的影响
因素，如何测量以及改善电镀液电导率的措施。
２
电导率
２．１
电导率的基本概念
能导电的物质称做导体，导体分为电子导体和
离子导体两类，电镀溶液是离子导体，若电流通过
时，该离子导体两端的电位差△ｕ，电流，和电阻Ｒ
服从欧姆定律，即
Ｒ：掣
（１）
』
若用电导Ｌ表示，（１）式可写成
，
￡２南
（２）
对于具有均匀截面的电镀液，电导Ｌ与两平行
电极的截面积Ａ和两极间的距离Ｚ有如下关系
ｄ
Ｌ＝矿等
（３）
￡
由（３）式，当Ａ＝１ｍ２，ｚ＝１
ｍ时，盯＝Ｌ，伊称做
电导率，因此电镀液的电导率为：置面积为１ｍ２的
两个平行电极于电镀液中，两电极之间的距离为
１
ｍ时的电导叫做该电镀液的电导率。２Ｊ。它的单位
为力～・ｍＪ或Ｊｓ・ｍ～。２．２电导率的测量２．２．１测量的基本原理
测量电镀溶液的电导率，实际上是测量其电阻
万方数据
第３０卷第２期（总１７９期）
・２５・
Ｒ，吉即为电导Ｌ，再根据（３）式Ｌ＝盯了１３，即盯＝
』Ｌ
０
７
１
，
￡÷＝古÷。因此，测量电导率盯，实际上就是测量
电阻Ｒ，在测量中采用一个固定的电导池，ｆ和Ａ均
１
为定值，÷为常数，称为电导池常数，通过测量已知ｎ
电导率溶液的电阻，求出电导池常数。２．２．２测量方法
１）交流电桥法
电桥由四个臂组成（见图
１）Ｅ３１，其中Ａｃ和ＡＤ为两个精密标准电阻箱且Ｒ，＝Ｒ，，ＢＣ由串联的可变标准电阻箱Ｒ，和可变标
准电容箱Ｃ，组成，ＢＤ为装有待测溶液的电导池，其
待测电阻为Ｒ。电导池中的两个电极均为大面积的镀铂黑电极，测量时以一定频率的交流电通过电桥。
由于两电极的真实面积很大，即电流密度很小，再加
上采用了一定频率的交流电，足以使两电极上不发生任何电极反应，即Ｅ。．Ｅ。一０，这样一来，采用交流电桥法测得的Ｒ即为待测溶液的电阻。
Ｃ
Ｄ
图１测定电阻的交流电桥线路图
测量时，以一定频率的交流电通过电桥的四个
臂，其中的Ｒ：＝Ｒ。，调节电容ｃ。和电阻Ｒ，，直至交流
电桥的示零器Ｆ指零，此时电桥达平衡。其中的电容Ｃ，是为了抵消电导池中两电极的双电层电容的。
电桥达平衡时Ｋ百ａ＝／瓦１［２，又Ｒ：＝尺，
１‘
１‘３
则Ｒ＝Ｒ１
测出Ｒ，再测出电导池常数，即可计算出盯。电导池常数可以用下述方法测量和计算得到：将已知电导率的ＫＣｌ溶液怛。注入电导池中，用图１所示
１
，
的交流电桥测其电阻，根据盯＝吉了ｂ即可求出。
２）用电导率仪直接测定：其测量原理与１）相
同，但测量步骤简便易操作。
交流电桥法属经典测量方法，为了便于理解测
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ＰｌａｔｉｎｇａｎｄＦｉｎｉｓｈｉｎｇ
量原理做了简要介绍，在日常工作中还是采用电导仪或电导率仪更方便快捷。
２．３
电导率的影响因素
在电镀溶液中是靠在电场力的作用下，正离子
和负离子分别向阴极和阳极定向移动传导电流的。因此，电镀溶液的导电性或电导率与以下两个因素
有关：一为量的因素，即能导电的离子的数量及离子所带电荷数；二为质的因素，即离子运动的速度。根
据上述两个影响电导率的因素，从电解质的本性、镀液的浓度、温度及溶剂几个方面分析它们对电导率
的影响。其中溶剂的影响表现在采用不同的溶剂，
使溶液的黏度不同以及离子的溶剂化程度不同，会使离子的运动速度不同，则必然影响电导率，但是，
除极个别情况外，绝大多数电镀溶液均以水为溶剂，因此略去不同溶剂对电导率的影响。
１）电解质本性的影响
首先电解质在水中的
解离度大小不同，强电解质比弱电解质的解离度大，
即强电解质参与导电的离子数量多，因此电导率高。其次电解质解离的正离子和负离子，在相同电场力
作用下运动速度也是不相同的，例如Ｈ＋、ＯＨ一、Ｃ１一和Ｋ＋离子等运动速度快，含有这些离子的镀液则
有较高的电导率‘４Ｊ。另外，离子的水化程度不同，
水化膜厚的离子运动速度慢。能与镀液中络合剂络合的金属离子比简单金属离子的运动速度慢，因此离子的水化和络合必然影响电导率。
２）电镀溶液浓度的影响
镀液浓度对电导率
的影响比较复杂，在浓度较低时，随着浓度的增加，单位体积镀液中的离子数目增多，此时离子数量的影响占主导，故电导率增加。当镀液的浓度较高时，
离子问的静电相互作用增强，使离子运动速度变慢，
此时质的因素起了主要作用，即随着镀液浓度的增大电导率下降。
３）温度的影响温度升高，离子运动速度增
加，故电导率增大。
２．４改善电镀液电导率的途径
电镀液中组分多，有的组分只起一种作用，有的则是兼顾多种作用，还有的组分的作用有利有弊，但
是一定要利大于弊。导电化合物的选择也符合上述
情况。因此，改善镀液的电导率也是一个比较复杂的问题，下面结合一些生产中应用的电镀液讨论一下如何提高电导率。
１）电镀液中的主盐均是兼起导电作用的组分，
万方数据
因此选择主盐时应尽量采用具有高电导率负离子的
盐类。目前生产中应用的不少成熟工艺就是这样做的。例如氯化钾镀锌以氯化锌做主盐，而不选用硫
酸锌，其中一个重要原因就是ｃｌ一离子的电导率比
ＳＯ。２。离子高得多。
２）一些酸性电解液的成分中一般都添加一定
量的与主盐有相同负离子的游离酸，例如硫酸盐镀铜及硫酸盐镀锡中加入硫酸；甲基磺酸盐镀锡中加入甲基磺酸等，这些游离酸的加入不仅可以抑制主
盐水解，保证阳极正常溶解，同时又是增加电导率的重要组分，因为这些酸都是强电解质，不仅解离度
高，而且含有大量运动速度最快的Ｈ＋离子。对于碱性镀液如锌酸盐镀锌，其中的氢氧化钠是ｚｎ２＋离子的络合剂，另外氢氧化钠又是强电解质，解离出的ＯＨ一离子，其运动速度仅次于Ｈ＋离子，是一种极佳的导电化合物。这里需要说明的是，镀铬液是酸性
型的酸性电解液，其中含有大量的Ｈ＋离子，其电导的，因为镀铬的叼。极低，阴极大量析氢，不溶性阳和氧气泡占据了，因此该酸性镀液的导电能力极差。
３）如果兼起导电作用的主盐和络合剂等主要
的离子运动速度要快。例如氯化钾镀锌以ＫＣｌ为导电盐；焦磷酸盐镀铜的Ｋ。Ｐ：０，为导电盐。
４）适当提高施镀温度，使离子运动速度加快，［１］覃奇贤，郭鹤桐，刘淑兰，等．电镀原理与工艺［Ｍ］．
第２版，天津：天津科学技术出版社，１９９３．５９．
［２］天津大学物理化学教研室．物理化学（下册）［Ｍ］．第
２版，北京：高等教育出版社，１９８５．１０．１４．
［３］郭鹤桐，覃奇贤．电化学教程［Ｍ］．天津：天津大学出
版社，２０００．４５．［４］
田昭武．电化学研究方法［Ｍ］．北京：科学技术出版社，１９８４．２５３．
镀液的一个特例，该镀液的槽电压高，分散能力极差，这都与镀液的电导率低有关。但是镀铬液是典
率应该很高，实测结果也如此。为什么会出现如此反常的现象呢？这主要是由镀铬的的电极过程决定极的主反应又是氧的析出，因此工作着的镀液中充
气度很高，镀液的部分导电截面被不导电的氢气泡
组分的含量不能达到镀液具有较高电导率的要求，
则必须添加导电化合物，要选用强电解质，其解离出也可以提高镀液的电导率。
参考文献：