SJ Z 1171 77 电镀溶液极化曲线的测试方法

中华人民共和国第四机械工业部

    部标准

电镀溶液极化曲线的测试方法        SJ/Z 1171-77

    本方法适用于测量电镀溶液中阴极、阳极的极化曲线。

    一、定义及应用

    1．  极化曲线是描述电流密度与电极电位之间关系的曲线．

    2．  极化曲线被用来研究电极反应以及操作条件和电镀溶液的组成对电极反应的影响，如了解电镀溶液中各成分的作用、选择添加剂的种类和数量，判断电镀溶液分散能力的优劣等．

   二、测量原理

    3．极化曲线的测量方法有两种，即恒电流法和恒电位法．恒电流法是给定一个电流值来测定电极电位，恒点位法是维持一定的电极电位来测量通过电极的电流值。恒电流法适用于测量随着电极极化的增大电力也增加的电极过程，对于有些电极过程（例如阳极钝化过程）极化到了一定阶段后，随着极化的增加，电流有下降的趋势时，就不能用恒电流法了。因为在这种过程中一个电流可能对应着几个电极电位值，此时必须采用恒电位法测量才能反映极化曲线的全部面貌。

 （1）恒电流法

  图l为恒电流法测量极化曲线的线路图，整个线路分极化线路于测量线路两部分，极化线路由极化电源、待测电极、辅助电极可变电阻于电流表组成。为了维持线路中的电流值定，所选用的可变电阻的阻值要大大的高于电解槽的电阻，借助于辅助电极使极化线路构成一个通路．当电键打开时，在待测电极和辅助电极间无电流超过，待测电极处于平衡状态，其电极电位为平衡电位，戗路中有，线路中有电流通过，调节可变电阻可以改变通过待测电极的电流值．不同的极化电流密度对应着不同的电极电位，不同电流

   图1 恒电流法测量极化曲线线路图

l一极化电源  2—可变电阻  3一电流麦  4—辅助电极

5一待测电极    8一电解槽    7一盐桥    8一中间容器

9一参比电极  lO一电键

密度所对应的电极电位值以可通过测量线路求出，测量线路由待测电极、参比电极、电位差计、盐桥组成，测量线路中无电流通过，用电位差计测量电极电位值。在测量线路中待测电极是通过盐桥于参比电极相通的，为了尽量消除电解槽溶液欧姆压降的影响，靠近待测电极的盐桥应拉成很细的毛细管，并尽量于电极表面贴紧。参比电极是用来测量电极电位的，标准参比电极是氢电极，但由于制作及使用的不便，通常多不采用，例如，测碱性溶液可用氧化汞电极，测微酸性或中性溶液用甘汞电极，测硫酸盐溶液用硫酸亚汞电极等。

中间容器和盐桥一般装待测电解液，带待测电解液于参比电极溶液相差较大时，可增加一个装有与参比电极溶液相同的中间容器和盐桥。

（2）恒电位法

  图2为恒电位法测量极化曲线的线路图，图2和图1基本相同，所不同的是图1的极化线路是恒电流的，图2则是恒电位的。可变电阻2的作用是为了防止直流电源短路，它的阻值决定于电源电压的大小，可变电阻3是为了恒定电极电位的，它的阻值要比电解槽的电阻小得多，以免由于电解槽某些因素的变化影响电极电位数值。调节可变电阻3可以改变通过电解槽的电流。

    图2恒电位法测量极化曲线线路图

  l一极化电源2一可变电阻3一可变电阻 4—电流表 5一待测电极

6—辅助电极 7一电解槽8—盐桥 9一中间容器10—参比电极 ll一电键

    三、测量仪器

4、恒电流法和恒电位法所需要仪器及材料如下

直流电源    规格根据测量范围选用．

可变电阻    规格根据测量范围选用．

电流袭      规格根据测量范围选用．

电位差计    UJI型

控流计      光点式或指针式

电解糟      如测量较严格，避免两极区溶液相混，可采用

中间带有磨口塞的“H”型电解槽．

盐桥        最好采用液体盐桥

参比电板    根据所测溶液选用．

待测电极    根据所研究的体系选用相应的金属电极或镀上相

             应金属的龟板，

辅助电极    可溶性或不溶性电极，

  注：检流计是接电位差计用的，在图1图2中均未画出．接电位差计的还有标准电池和蓄电池，在图中也未画出．

    四、测量步骤

  5．恒电流法测极化曲线的步骤如下．

  (1)按图l联好线路

  (2)将待侧电极和辅助电极处理干净，并将待测电极的背面绝缘，安装好，

  (3)断开电键，用电位羞计测量平衡电位值

  (4)闭合电键，调节可变电阻，改变极化电流值，用电位差计测出相应的电极电位值   (5)将极化电流值换算成电流密度值，并与相应的电极电位值绘成极化曲线．图3为某阴极还原过程的极化曲线．

图3

    i为电流密度，Φ为电极电位，in为任一点电流密度，Φn为任一点电

极电位，

6. 恒电位法测量极化曲线的步骤基本上于恒定电流法相似。测量时，先用电位差计固定一个电极电位，然后调节可变电阻3直至检流计指零，读出电流表的数值。

7. 用电位差计测量极化曲线是比较基本的方法．但由于是人工操作，常引入一些人为误差，且耗费较多的时间，为了克服上述缺点可以采用自动记录极化曲线的方法，例如使用函数记录仪．将极化电流和电极电位两个变量直接输入到函数记录仪内，便可直接记录出极化曲线。用函数记录仪测量极化曲线的线路和仪器基本与电位差计法相同。但是需要有一个自动连续改变极化线路电流（或电位）的装置。