霍尔槽及相关试验介绍

    霍尔槽又称为Hull Cell、赫尔槽或哈氏槽
　　一、赫尔槽试验的特点及其应用 
　　赫尔槽试验只需要少量镀液，经过短时间试验便能得到在较宽的电流密度范围内镀液的电镀效果。由于该试脸对镀液组成及操作条件作用敏感，因此，常用来确定镀浓各组分的浓度以及pH值，确定获得良好镀层的电流密度范围，同时也常用于镀液的故障分析。因此，赫尔槽已成为电镀研究、电镀工艺控制不可缺少的工具。 
　　二、赫尔槽的形状及试验装置 
　　1．赫尔槽结构 
　　赫尔槽是一个小型梯形电镀槽。槽体材料一般选用耐酸、碱的有机玻璃或硬聚氯乙烯等绝缘材料制作。霍尔槽的主要特征是阴、阳极之间不平行，保持一定的角度。根据盛装溶液的容积可分为250(267)ml、320ml、500(534)ml、1000ml等几种霍尔槽，最常用的是250ml、1000ml 两种。在实际使用中，市售的一种霍尔槽，在d边安装加热管，c边阴极旁开有一排空气搅拌孔，其使用较广泛，还有一种改良型霍尔槽，其形状尺寸与普通霍尔槽相同，只是在槽两平行壁中的长壁钻6孔，短壁钻4孔，孔的位置与尺寸无严格要求。该槽的优点是置于能加温（或冷却）的另一较大的装有待测镀液的容器中，从而获得所需要的较稳定的镀液成分和液温。人们常在267mL试验槽中加入 250mL镀液，便于将添加物折算成每升含有多少克。 
　　2．赫尔槽试验装置 
　　赫尔槽试验电路与一般的电镀电路相同，电源根据试验对电压波形要求选择。串联在试验回路中的可变电阻及电流表用以调节试验电流及电流指示，并联的电压表用以指示试验的槽电压。 
　　三、赫尔槽阴极上的电流分布 
　　赫尔槽的阴极板与阳极板互不平行，阴极的离阳极较近的一端称近端；另一端离阳极远，称远端。由于电流从阳极流到阴极的近端和远端的路径不同，不同路径槽液的电阻也不同，因此阴极上的电流密度从远端到近端逐渐增大，250mL的赫尔槽近端的电流密度是远端的50倍。因而一次试验便能观察到相当宽范围的电流密度下所获得的镀层。 
　　有人经过酸性镀铜、酸性镀镍、橄化镀锌、氰化镀镐四种镀液在不同电流强度下进行电镀试验并取它们的平均值，得到阴极上各点的电流密度与该点离近端距离关系的经验公式： 
　　1000mL赫尔槽 Jk=I×（3.26一3.05 1ogL） 
　　267mL赫尔槽 Jk=I×(5.10一5.24 1ogL) 
　　式中 Jk—阴极上某点的电流密度值〔A/dm2〕; 
　　I--试验时的电流强度（A）； 
　　L--阴极上该点距近端的距离(cm)．必须注意，靠近阴极两端各点计算所得的电流密度是不正确的。艺=0.635--8.255cm范围内，计算值有参考价值． 
　　267mL赫尔槽中放入 250mL镀液做试脸时，阴极上各点的电流密度应是267mL的1.068倍，即267mL赫尔槽阴极的相应点的电流密度乘上267/250。 
　　四、赫尔槽的试验方法 
　　1．样液 试验用样液要有代表性。取样前，镀液必须充分搅拌，并从镀槽的不同部位采取，混和后取用．赫尔槽试验使用不溶性阳极时，镀液试验 I～2次就要更新；使用可溶性阳极时，每取一次槽液可使用6～8次．做杂质或添加剂的影响试验时，槽液使用次数应少些。 
　　2.试验条件 槽液温度应与生产时相同，时间一般为5-10分钟，光亮镀液应采用空气或机械搅拌，电流常取1～2A，镀铬用5~ 10A。 
　　3.确定电流密度范围 
　　4．绘图记录 记录样板情况应同时记录镀液成分、操作条件，记录可缩减为l cm高的矩形，或仅取样板中间一条记录。镀层状况可用符号表示，当符号还不能充分说明间题时，可配合适当的文字。此外，当样板需作为资料可在试片干燥后涂上清漆。保存样板的照片也常常能起到同样的效果。