電鍍是一種常見的金屬精加工工藝，具有多種工業(yè)應(yīng)用，從純粹的化妝品到保護(hù)性涂層的應(yīng)用。該過程使用電流將離子驅(qū)動到可接收的金屬表面，該過程對多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)敏感，而精心控制對于實(shí)現(xiàn)所需的電鍍效果至關(guān)重要?？梢哉{(diào)整包括電鍍液中離子濃度，電鍍液溫度和電流密度在內(nèi)的幾種成分，以影響終結(jié)果。電鍍過程產(chǎn)生了許多正確操作的經(jīng)驗(yàn)法則，但是通過用pH測量代替常規(guī)規(guī)則，可以使用定量反饋來指導(dǎo)電鍍過程控制，以提高產(chǎn)品的一致性和有效的廢物處理。

準(zhǔn)備電鍍化學(xué)品

電鍍液的制備對于電鍍過程的成功至關(guān)重要。電鍍化學(xué)制劑包括將金屬鹽溶解在溶劑中。所得的電鍍液必須具有足夠高的金屬離子濃度，以促進(jìn)零件的電鍍。當(dāng)氫離子（H +）還原為氫氣（H 2）時(shí)，在陰發(fā)生鍍層。由于這些氫離子從陰膜中流失，因此當(dāng)金屬離子（例如鎳離子）“介入”以替代氫離子時(shí)，就會發(fā)生電鍍。

有時(shí)，電鍍過程會在陰上產(chǎn)生深灰色或黑色的片狀堆積物。這通常稱為“燃燒”。如果電鍍液準(zhǔn)備不當(dāng)，則會在電鍍過程中燃燒。如果金屬離子濃度太低，則電流會水解水以產(chǎn)生氫離子（H +）和氫氧根離子（OH-）。氫氧根離子的產(chǎn)生可導(dǎo)致形成金屬氫氧化物，例如氫氧化鎳II（Ni（OH）2），而不是金屬離子沉積在零件的表面上。測量pH值使操作員可以檢測到這種影響，因?yàn)闅溲醺x子的產(chǎn)生會導(dǎo)致pH值增加。

防止電鍍過程中燃燒的一些策略包括：增加電鍍液中金屬離子的濃度、在陰附近增加溶液的攪拌、升高工作溫度。

在電鍍過程中控制pH

此外，某些電鍍工藝可能會受益于緩沖液（例如硼酸）的使用。緩沖液可確保陰附近的pH值穩(wěn)定在金屬鍍覆的水平。電鍍過程的pH值取決于待鍍金屬以及溶劑和任何其他添加劑。適當(dāng)?shù)膒H值可以是酸性，中性或堿性，具體取決于金屬在溶劑中的溶解度。酸浴中的鎳和銅鍍層化為3.8至4.2，pH值高于5時(shí)會出現(xiàn)困難。堿性浴可用于更快地鍍金，鋅和鉻等材料，適pH值為9.0至13.0 。

電鍍鎳3.8-4.2、電鍍銅3.8-4.2、電鍍金9.0-13、鍍鉻9.0-13、電鍍鋅9.0-13

在初的化妝過程中以及整個(gè)電鍍過程中監(jiān)測pH值可以幫助捕獲程序錯(cuò)誤。即使在開始之前正確配置了過程，也可以使用pH值監(jiān)視一段時(shí)間內(nèi)離子的消耗情況，并告知何時(shí)以及如何補(bǔ)充電鍍液。有效電流也是濃度的函數(shù)，因?yàn)殄円撼洚?dāng)兩個(gè)電之間的電阻，因此可以使用pH監(jiān)測來確保提供恒定電流，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的沉積層。

電鍍廢水處理

電鍍廢水在排入市政下水道之前必須經(jīng)過處理以去除有毒化學(xué)物質(zhì)。就像電鍍過程中需要控制pH值以將金屬離子保持在溶液中一樣，pH值也可以用于廢水處理中以沉淀離子，以通過沉淀和過濾去除。六價(jià)鉻對人體有很高的毒性，可以通過兩步法去除。首先通過降低pH值并增加氧化還原電位將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻。然后，將pH值升高至8.5以上，以使鉻作為氫氧化鉻沉淀。

鋅和銅也可以通過高pH調(diào)節(jié)來去除，從而使金屬沉淀為氫氧化物絡(luò)合物。但是，當(dāng)使用氰化物浴作為溶劑時(shí)，金屬會與氰化物絡(luò)合，并且無法通過調(diào)節(jié)pH值去除。鋅，銅，金和鎳通常都使用氰化物鍍液進(jìn)行電鍍。為了除去氰化物，增加氧化還原電位以將氰化物還原為氰酸酯，從而釋放金屬離子并使它們與氫氧化物絡(luò)合并形成沉淀。

選擇pH電

金屬精加工涉及幾個(gè)工業(yè)用水和廢水處理過程，可以使用在線傳感器和儀器來實(shí)現(xiàn)。但是，由于電鍍液和廢水中金屬離子的濃度很高，因此組合pH電可能需要頻繁更換。組合式pH電依靠探針內(nèi)的銀和氯化銀參比溶液，該溶液會被重金屬離子（例如鉻，鉛和氰化物）污染。新的探針設(shè)計(jì)通過防止通過結(jié)與傳感器接觸或延長離子在探針內(nèi)傳播的路徑來保護(hù)參考溶液。一些探針甚至使用其他參考解決方案。定期清潔以去除堆積物和沉淀物，將限度地延長pH傳感器的使用壽命。