第3章電化學體系的質量傳遞和電流分布3(新)

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電化學工程基礎

主講人：詹世景

第3章電化學體系的質量傳遞和電流分布13一月20233.5二維電極上的電流分布與電位分布13一月20233.5.1概述13一月202313一月202313一月202313一月202313一月2023電流分布的一般特點13一月202313一月202313一月202313一月202313一月202313一月202313一月20233.5.2一次電流分布13一月202313一月202313一月202313一月202313一月202313一月202313一月202313一月202313一月2023改變一次電流分布的方法由前述電場基本理論得知,一次電流分布完全取決于鍍槽之幾何形狀.亦即陰陽極之距離、大小、形狀都會影響其電流分布.對電路板板面而言,其邊緣部份等位面分布較密集,故鍍層較厚而中央部份較薄.若要改善此種現(xiàn)象必須強調設計的概念.例如增加陰陽極之距離、加大陽極之面積、使用絕緣之屏蔽物來改變等位平面、采用輔助陽極來改善低電流區(qū)域之電流分布,使用輔助陰極來分散高電流區(qū)域之電流等都是可行的方法.13一月20233.5.3二次電流分布（考慮電極溶液電導率、活化極化）13一月202313一月2023過電位與電流密度的關系活化控制條件下:電荷傳遞活化引起的電極極化

η=E-Ee=a+blgj擴散控制條件下:反應物供給遲緩引起的電極極化

混合控制條件下13一月2023文獻中已經(jīng)給出不同電極體系的二次電流分布計算結果（參閱文獻[35]及其引文）13一月202313一月202313一月2023Wagner數(shù)13一月202313一月202313一月202313一月202313一月202313一月202313一月2023二次電流分布

由于電極產(chǎn)生極化而改變了一次電流分布,此時,所得到之電流稱為二次電流分布。在陰極附近,離子因參與電極反應,消耗太快來不及補充,此時造成之過電壓稱為濃度過電壓。若要使離子順利通過某種能量障礙而達到電極參加反應所須要之過電壓稱為活化過電壓,總過電壓是濃度過電壓與活化過電壓之總和,是用來測量電極極化程度之指標.由于電流大小和陰陽極間之距離成反比,在電極極化作用下,相當于增加了陰陽極之距離.此距離雙稱為特征長度因為此種效應,二次電流或多或少將可減少一次電流不均勻的現(xiàn)象.13一月20233.5.4三次電流分布13一月202313一月202313一月20233.5.5電流分布理論的工程應用13一月2023鍍液的分散能力是指一定電解條件下使沉積金屬在陰極零件表面上分布均勻的能力。分散能力由實際電流分布和一次電流分布的相對偏差表示。鍍層在零件上的均勻分布的能力越高，該電鍍?nèi)芤旱姆稚⒛芰驮胶?。分散能力所涉及的是宏觀輪廓面的鍍層分布情況，影響分散能力的因素主要有幾何因素的影響（零件不同部位離陽極的距離）和電化學因素（陰極極化度和溶液的電導率）。對微觀表面鍍層分布，可采用整平能力的概念，所謂整平能力（即微觀分散能力）是指在金屬表面上形成鍍層時，鍍液所具有的能使鍍層的微觀輪廓比基體表面更平滑的能力。該性能對于獲取高質量的光亮裝飾電鍍層是十分重要的4413一月202313一月202313