CN101581695B

CN101581695B - 不溶性阳极镀层完整性测定方法

Info

Publication number: CN101581695B
Application number: CN 200910062756
Authority: CN
Inventors: 张万灵; 刘建容; 涂元强; 蔡捷; 石争鸣
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2029-06-19
Also published as: CN101581695A

Abstract

本发明涉及电镀技术和电化学保护领域，具体应用于对阴极、阳极的保护，公开了一种不溶性阳极镀层完整性测定方法，利用在电解质溶液中金属的腐蚀电位序，根据镀层腐蚀电位与基体腐蚀电位的差值，判断电极镀层金属的完整性：将参比电极、电解质溶液和高输入阻抗电压表组成测量电路，将电解质溶液滴在镀铂阳极的待测量部位，将参比电极插入滴液中，读取电压表显示值，将各个测量结果进行比较判断出镀层完好程度。本发明所提供的不溶性阳极镀层完整性测定方法，在不清除覆盖层的前提下，依据腐蚀电位序，根据镀层腐蚀电位的高低判断镀层金属的完整性，能快速完成对镀层完整性的测试，提高镀铂阳极的使用率，降低生产成本。

Description

不溶性阳极镀层完整性测定方法

技术领域

本发明涉及电镀技术和电化学保护领域，具体应用于对阴极、阳极的保护。

背景技术

在电镀行业、阴极保护与阳极保护工程中使用了大量的不溶性阳极，其中大部分为镀铂阳极。镀铂阳极不仅具有贵金属铂的惰性，有抗强化学介质浸蚀能力和高的抗电解性能，与纯铂金属比，还具有高的机械强度和相对低廉的价格，因此应用广泛。

在镀铂阳极的使用过程中，由于所处环境的复杂性，往往在镀层表面生成较多的覆盖层，如氟硼酸体系电镀锡，镀液中抗氧化剂被氧化后的物质就会吸附在阳极表面，形成黑色的覆盖层。对长期使用的镀铂阳极，镀层的消耗是不可避免的，要及时更换。清除覆盖层有时是非常困难的，这对于观察阳极镀层的完整性，确定阳极是否可继续使用极为不利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不溶性阳极镀层完整性测定方法，它具有采用参比电极、电解质溶液和高输入阻抗电压表组成测量电路，利用在电解质溶液中金属的腐蚀电位序，根据镀层腐蚀电位与基体腐蚀电位的差值，判断电极镀层金属的完整性，能够在不清除覆盖层的前提下，快速对镀层完整性进行测试，避免误判的特点。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种不溶性阳极镀层完整性测定方法，其特征在于，利用在电解质溶液中金属的腐蚀电位序，根据镀层腐蚀电位与基体腐蚀电位的差值，判断电极镀层金属的完整性，操作方式如下：

步骤一，将参比电极、电解质溶液和高输入阻抗电压表组成测量电路，所述高输入阻抗电压表的输入阻抗大于等于10⁷欧姆，

所述参比电极的一端通过导线顺序连接所述高阻抗电压表和镀铂阳极板，另一端用于插入被滴在镀铂阳极板待测量部位的电解质溶液的滴液中；

步骤二，将电解质溶液滴在镀铂阳极的镀层部位，将参比电极插入滴液中，在同一测量部位取3～7个测量点，读取电压表显示值，将各个测量结果进行比较，差值小于等于0.1V，则镀层完好；差值大于等于0.2V，则镀层脱落；差值在0.1V～0.2V之间，则说明镀层已出现微小孔洞；或者，

将电解质溶液滴在镀铂阳极的镀层部位，将参比电极插入滴液中，读取电压表显示值，再将电解质溶液滴在镀铂阳极的非镀层部位，将参比电极插入滴液中，读取电压表显示值，将两组测量结果进行比较，差值大于等于0.2V，则镀层完好；差值小于0.2V，则镀层脱落。

对上述方法的改进方案为，

步骤二为，将电解质溶液滴在镀铂阳极的镀层部位，将参比电极插入滴液中，在同一测量部位取3～7个测量点，读取电压表显示值，根据测量点的测量值计算出极差值，极差值小于等于0.1V，则镀层完好；极差值大于等于0.2V，则镀层脱落；极差值在0.1V～0.2V之间，则说明镀层已出现微小孔洞；或者，

对上述方法的优化方案为，步骤二中对镀层与非镀层的测量部位各取3～7个点，取其均值进行差值比较，差值大于等于0.2V，则镀层完好；差值小于0.2V，则镀层脱落。

对上述结构的进一步改进为，步骤一中所述测量电路还包括盐桥，所述高输入阻抗电压表的输入阻抗大于等于10⁷欧姆，

所述参比电极被放置在所述盐桥中，通过导线顺序连接所述高输入阻抗电压表和镀铂阳极板，盐桥作为测量探头，用于插入被滴在镀铂阳极板待测量部位的电解质溶液的滴液中；

步骤二中，利用所述测量探头插入滴液中，读取电压表显示值。

优选的技术方案为，所述盐桥为玻璃管型盐桥，所述参比电极被放置在所述玻璃管型盐桥中，通过导线顺序连接所述高阻抗电压表和镀铂阳极板，玻璃管型盐桥的头部被拉制成毛细管结构，该毛细管作为测量探头，用于插入被滴在镀铂阳极板待测量部位的电解质溶液的滴液中。

对上述方法更加优选的方案为，所述参比电极为甘汞电极。

本发明的优点在于：

1.采用参比电极、电解质溶液和高输入阻抗电压表组成测量电路，在不清除覆盖层的前提下，快速对镀层完整性进行测试，避免误判，解决了现有技术通过采取清除覆盖层观察阳极镀层完整性的方式来确定阳极是否可以继续使用，对阳极造成损伤的问题，从而提高镀铂阳极的使用率，降低生产成本。

2.将参比电极装入盐桥中，利用盐桥头部设置的测量探头插入电解质溶液，对待测量部位进行测量，能够提高测量精度。

3，本发明所提供的不溶性阳极镀层完整性测定方法，通过电化学的方法，在不清除覆盖层的前提下，依据腐蚀电位序，根据电极腐蚀电位的高低，判断电极镀层金属的完整性，能快速完成对镀层完整性的测试，能够提高镀铂阳极的使用率，有利于降低生产成本，保证正常生产。

总之，本发明结构简单、制作方便、成本低、易于操作、使用效果好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图1为本发明结构示意图。

其中，1-高输入阻抗电压表，2-参比电极，3-盐桥，4-电解质溶液的滴液，5-导线，6-镀铂阳极板。

具体实施方式

金属在溶液介质中，由于溶液与金属的相互作用，在金属上会发生两个共轭电极反应，即阳极过程和阴极过程。金属经过一段时间的浸泡，阳极过程会发生阳极极化，阴极过程会发生阴极极化，当阳极过程形成的阳极电流等于阴极过程形成的阴极电流时，金属与溶液介质间形成的双电层趋于稳定，这时金属的电位为腐蚀电位。因此腐蚀电位取决于金属及其属所处的环境介质。对于给定的介质，腐蚀电位仅与金属电极有关。在特定的介质中，可以测出金属的腐蚀电位序。反之，我们依据腐蚀电位序，也可根据腐蚀电位的高低来判断介质中的金属。

根据上面的原理，本发明提供了不溶性阳极镀层完整性测定方法。本方法使用参比电极、电解质溶液、电压表等组成检测电路，依据腐蚀电位序，根据电极腐蚀电位的高低，判断电极镀层金属的完整性。

首先，参照图1所示的本发明结构示意图，取两根带绝缘层的导线5，一根接鳄鱼夹，另一根接参比电极，导线5的另一端接高输入阻抗电压表1。对于高输入阻抗电压表的规格，采用pH计或数字万用表等输入阻抗大于10⁷欧姆的电位测量仪器，更优选的为选用输入阻抗大于10⁹欧姆的电位测量仪器作为高输入阻抗电压表1。此时，待测量的镀铂阳极4通过鳄鱼夹与高输入阻抗电压表1实现电连接。此刻，即完成了测量电路的组装。

接下来，采用腐蚀电位序的方法，将电解质溶液滴在待测量的镀铂阳极4的镀层部位，将参比电极插入滴液中，此时，高输入阻抗电压表1显示的值即为镀层区的测量值；再将电解质溶液滴在待测量的镀铂阳极4的非镀层部位，将参比电极插入滴液中，此时，高输入阻抗电压表1显示的值即为非镀层区的测量值，对与测量值，优选的为，在同一测量部位取三个以上测量点，读取电压表显示值，取其平均值作为测量值。将镀层测量值与非镀层测量值进行比较，根据电极腐蚀电位的高低，判断电极镀层金属的完整性。

更加优选的实施方式为，在上述实施方式的基础上增加盐桥，将参比电极装入盐桥中，将盐桥的头部设置成毛细管结构作为测量探头，通过测量探头对电解质溶液的滴液3接触，读取测量值，使得测量值更加精确。

对于盐桥，优选的为玻璃管型盐桥，将一段玻璃管头部拉制成直径约为0.3mm的毛细管，将该玻璃管制成盐桥，毛细管作为测量探头，然后将参比电极装入盐桥中。

对于参比电极，优选采用饱和甘汞电极，对于电解质溶液的选择，可以选用3％的NaCl溶液。用注射器吸入电解质溶液，在镀铂阳极4待测量的部位挤上一个电解质溶液的液滴3，将测量探头插入液滴3中，读取高输入阻抗电压表1的显示值。在同一部位取3～7点测量其值，取其平均值作为该部位的测量值；同时在非镀层部位进行相同测量。比较两组测量结果，若差值较大(对于武钢的不溶性阳极为0.2V)，则镀层完好；若差值较小，说明镀层脱落。

实施例

采用高输入阻抗(＞10⁹Ω)的PH计作为高输入阻抗电压表1，将玻璃管头部拉制成直径约0.3毫米的毛细管作为测量探头，然后把该玻璃管制成盐桥。选饱和甘汞电极作参比电极，在室温下用3％NaCl作测试用电解质溶液，对镀锡机组上使用的镀铂阳极进行测量。结果见表1，说明镀层无脱落。

表1镀铂阳极板的测量结果

表1中的极差为测量值中最大值与最小值之差，其作用在于检查测量结果的重现性，若差值过大(如极差接近测量均值的差值)，应检查测量设备的准确性、电极表面污染的极端不均匀性，然后重新进行测量。

通过表1，有两种判断镀层是否完好的方法：

方法一，通过表一中镀层的测量值之间的差值，按照差值小于等于0.1V，则镀层完好；差值大于等于0.2V，则镀层脱落；差值在0.1V～0.2V之间，则说明镀层已出现微小孔洞的方法进行判断。

表1中1号样，比较表1中1号样的镀层部分测量值：0.455V，0.467V，0.484V，0.487V，0.485V，0.438V，其差值均小于等于0.1V，故判断其镀层完好；更简便的操作方法为，根据表1中镀层部分给出的极差值0.049小于等于0.1V，判断出其镀层是完好的。

表1中2号样，比较表1中2号样的镀层部分测量值：0.571V，0.593V，0.617V，0.598V，0.600V，其差值均小于等于0.1V，故判断其镀层完好；更简便的操作方法为，根据表1中镀层部分给出的极差值0.046小于等于0.1V，判断出其镀层是完好的。

方法二，通过镀层与非镀层的测量值之间的差值，按照差值大于等于0.2V，则镀层完好；差值小于0.2V，则镀层脱落的方法进行判断。

表1中1号样，镀层电位测量值的均值为-0.469V，钨板基体电位测量值的均值为-0.241V，两均值之差为0.469V-0.241V＝0.228V，大于0.2V，说明镀层完好。

表1中2号样，镀层电位测量值的均值为-0.596V，钨板基体电位测量值的均值为-0.298V，两均值之差为0.596V-0.298V＝0.298V，大于0.2V，说明镀层完好。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种不溶性阳极镀层完整性测定方法，其特征在于，利用在电解质溶液中金属的腐蚀电位序，根据镀层腐蚀电位与基体腐蚀电位的差值，判断镀层金属的完整性，操作方式如下：

步骤一，将参比电极、电解质溶液和高输入阻抗电压表组成测量电路，所述高输入阻抗电压表的输入阻抗大于等于107欧姆，所述参比电极是饱和甘汞电极；

所述参比电极的一端通过导线顺序连接所述高阻抗电压表和镀铂阳极板，另一端用于插入被滴在镀铂阳极板待测量部位的电解质溶液的滴液中；所述电解质溶液是3%的NaCl溶液；所述镀铂阳极板是镀铂的钨板；

步骤二为，将电解质溶液滴在所述镀铂阳极板的镀层部位，在室温下，将所述参比电极插入所述滴液中，在同一测量部位取3～7个测量点，读取所述高输入阻抗电压表显示值，根据测量点的测量值计算出极差值，极差值小于等于0.1V，则镀层完好；极差值大于等于0.2V，则镀层脱落；极差值在0.1V～0.2V之间，则说明镀层已出现微小孔洞；或者，

将电解质溶液滴在所述镀铂阳极板的镀层部位，将所述参比电极插入所述滴液中，读取所述高输入阻抗电压表显示值，再将所述电解质溶液滴在所述镀铂阳极板的非镀层部位，将参比电极插入滴液中，读取电压表显示值，将两组测量结果进行比较，差值大于等于0.2V，则镀层完好；差值小于0.2V，则镀层脱落。

2.如权利要求1所述的一种不溶性阳极镀层完整性测定方法，其特征在于，步骤二中对镀层与非镀层的测量部位各取3～7个点，取其均值进行差值比较，差值大于等于0.2V，则镀层完好；差值小于0.2V，则镀层脱落。

3.如权利要求1所述的一种不溶性阳极镀层完整性测定方法，其特征在于，步骤一中所述测量电路还包括盐桥，所述高输入阻抗电压表的输入阻抗大于等于10⁷欧姆，

4.如权利要求2所述的一种不溶性阳极镀层完整性测定方法，其特征在于，步骤一中所述测量电路还包括盐桥，所述高输入阻抗电压表的输入阻抗大于等于10⁷欧姆，

5.如权利要求3所述的一种不溶性阳极镀层完整性测定方法，其特征在于，所述盐桥为玻璃管型盐桥，所述参比电极被放置在所述玻璃管型盐桥中，通过导线顺序连接所述高输入阻抗电压表和镀铂阳极板，玻璃管型盐桥的头部被拉制成毛细管结构，该毛细管作为测量探头，用于插入被滴在镀铂阳极板待测量部位的电解质溶液的滴液中。

6.如权利要求4所述的一种不溶性阳极镀层完整性测定方法，其特征在于，所述盐桥为玻璃管型盐桥，所述参比电极被放置在所述玻璃管型盐桥中，通过导线顺序连接所述高输入阻抗电压表和镀铂阳极板，玻璃管型盐桥的头部被拉制成毛细管结构，该毛细管作为测量探头，用于插入被滴在镀铂阳极板待测量部位的电解质溶液的滴液中。