·424· 北京科技大学学报 2002年第4期 Pb2含量不同而异，其间差异是由于Pb在锌电 层表面分别倾斜90°，65°，47°的层状结晶.且各 极表面的吸附和阻化效应不同所致. 片之间处于分离的状态，造成织构分散度大，结 2.2Pb“对镀层表面明度和光泽度的影响 晶无规则排布.而粗糙度小的镀层，其结晶面倾 如表2所示，镀层表面明度随镀液中b*含 斜角小，(002)面取向程度高，表面平整呈块状 量的增加而降低，但是Pb2*含量≤1.5×10的情 结晶.正因为如此，粗糙度小的镀层摩擦系数 况下，Pb对镀层的明度无明显影响.Pb对镀层 大，粗糙度大的镀层摩擦因数则小.这是由于前 表面光泽度的变化趋势与Pb*对明度的影响规 者与摩擦组元的接触面积大，分子间作用力强， 律基本相同.上述表面特性与锌镀层的织构密 而后者与摩擦组元的接触面积小，分子间作用 切相关 力弱造成的圆，可见锌镀层的织构差异对其摩擦 因数值有较大的影响.因此利用密排六方锌的 表2Pb*含量对镀层表面明度和光泽度的影响 晶体学特征，控制电镀锌层的织构，是改善电镀 Table 2 Effect of Pb*ions content on the lighess and the gloss of zinc deposits 锌板加工成型性的重要措施之一， wPb2/×106 2.4Pb2*对镀层表面抗黑变性能的影响 参数 0.5 1.5 3.0 4.5 锌镀层的黑变是指电镀锌产品经短期高温 明度，L 85.90 81.62 74.60 67.97 高湿存放后其表面发生的一种外观颜色变黑现 光泽度% 31 26 18 象，它是电镀锌层一种初期腐蚀现象.杂质b 对照表2可以看出，镀层表面明度和光泽 是引起电镀锌产品表面黑变腐蚀的主要因素网， 度随着(002)晶面织构系数的增加而提高.因为 表4列出不同Pb*含量镀液中所得镀层黑变试 锌镀层的(002)面是平行镀层表面，其取向程度 验后的色差值 高，所得镀层表面结晶平滑，微观表面凸凹部的 表4Pb“对镀层表面耐黑变性能的影响 高低差小（见图1），造成表面漫反射光的强度增 Table 4 Effect of Pb"ions on the black tarnish resistance 强，使明度显著增加.同理，当锌镀层(002)晶面 of zine deposits 取向程度高时，其表面对入射光的吸收能力减 w(Pb)/×106 参数 弱，或者是对入射光的多重反射次数减少使单 0.5 1.5 3.0 4.5 向反射光强度增强，导致光泽度升高.同时发 △L -0.28 -1.17 -3.06 -5.26 现，表面光泽度高于20%以上的镀层，其明度 根据表4数据可知，当镀液中Pb2·余量≥3 均大于80.由此可见，镀液中Pb+含量对镀层表 ×10~时，所得镀层表面易变成灰黑色，其△L> 观装饰性影响很大，Pb*含量愈小，外观质量愈 -3,表明其抗黑变性能差©，直接影响产品的外 高 观装饰性及商品价值.由表1数据知，随着镀液 2.3Pb“对镀层表面粗糙度和摩擦系数的影响 中Pb*含量增加，锌镀层(002)晶面取向程度下 镀液中不同Pb+含量对锌镀层表面粗糙度 降，而(10x)晶面取向增加，使镀层表面抗黑变性 和摩擦因数的影响结果如表3所示 能减弱，这是因为锌晶体中不同晶面的耐蚀性 表3P“含量对镀层表面粗糙度和摩擦因数的影响 是不相同的，原子面密度大的(002)晶面腐蚀电 Table 3 Effect of Pb"ions on the surface roughnessand the 流密度最小，而原子密度小的(10x)晶面族如 friction factor of zinc deposits (100),(110)面，其溶解速度比较大m.另一方面， wPb2)/×10 在腐蚀电池中电沉积过程中析出的P%,相对锌 参数 0.5 1.5 3.0 4.5 是有效的阴极相，会增大锌镀层腐蚀的敏感性. Ra/um 1.17 1.37 1.62 1.85 Pb含量愈高，对锌层的初期腐蚀促进作用愈大， 0.35 0.34 0.32 0.29 从而使电镀锌层抗黑变性能下降.因此，在电镀 从表3所列数据可以看出，镀液中Pb2*含量 锌板生产中，镀液中的Pb2+含量尽可能控制在3 增加，所得锌镀层表面粗糙度增大，而摩擦因数 ×10-以内 却减小.参照表1和图1结果发现，表面粗糙度 大的镀层是因为镀层(002)晶面取向度小，主要 3 结论 是(10x)晶面族如(100)，(101)，(102)面形成与镀 (1)电镀锌层结晶取向依赖于镀液中的Pb一 北 京 科 技 含量 不 同而异 ， 其间差 异 是 由于 在锌 电 极表面 的吸 附和 阻化效应不 同所致 对镀层表面明度和光泽度的影响 如表 所示 ， 镀层表面 明度 随镀液 中 含 量 的增加而 降低 ， 但是 含量 蕊 又 一 ‘ 的情 况下 ， 对镀层 的 明度无 明显影 响 对镀层 表 面光泽度 的变化趋势与 对 明度 的影 响规 律基本相 同 上述表面特性与锌镀层 的织 构密 切相关 表 含 对镀层 表面 明 度 和 光泽度 的影响 卜 运 印 参数 伊 一 明度 ， 光泽度 ， 对照 表 可 以看 出 ， 镀层表面 明度和 光泽 度 随着 晶面织构系数 的增加 而提高 因为 锌镀层 的 面是平行镀层表 面 ， 其取 向程度 高 ， 所得镀层表 面结 晶平滑 ， 微观表面 凸 凹部 的 高低差小 见 图 ， 造成表面漫反射光 的强度增 强 ， 使 明度显 著增 加 同理 ， 当锌镀层 晶面 取 向程度高时 ， 其表面对人射光 的吸 收能力减 弱 ， 或者是对入射光 的多重反射次数减少使单 向反射光强度增 强 ， 导致光泽度升高 同时发 现 ， 表 面光泽度高于 以上 的镀层 ， 其 明度 均大 于 由此可 见 ， 镀液 中 含量对镀层表 观装饰性影 响很大 ， 含量愈小 ， 外观质量愈 高 卜对镀层表面粗糙度和摩擦系数的影响 镀液 中不 同 含量对锌镀层表面粗糙度 和 摩擦 因数 的影 响结果如表 所示 大 学 学 报 年 第 期 层表面分别倾斜 “ ， 。 ， “ 的层 状结 晶 且 各 片之间处于分离 的状态 ， 造成织构分散度大 ， 结 晶无规则排布 而粗糙度小 的镀层 ， 其结晶面倾 斜角小 ， 面 取 向程度高 ， 表面平整 呈 块状 结 晶 正 因为如此 ， 粗糙度小 的镀层摩擦系数 大 ， 粗糙度大的镀层摩擦因数则小 这是 由于前 者与摩擦组元的接触面积大 ， 分子间作用力强 ， 而后 者与摩擦组元 的接触面积小 ， 分子 间作用 力弱造成 的‘ ， 可见锌镀层 的织构差异对其摩擦 因数值有较大 的影 响 因此利用 密排六 方锌 的 晶体学特征 ， 控制 电镀锌层 的织构 ， 是改善电镀 锌板加工成型性 的重要措施之一 对镀层表面抗黑变性能的影响 锌镀层 的黑变是指电镀锌产品经短期高温 高湿存放后其表面发生 的一种外观颜色变黑现 象 ， 它是 电镀锌层 一 种初期腐蚀现象 杂质 是引起 电镀锌产品表面黑变腐蚀 的主要 因素 ‘， 表 列 出不 同 含量镀液 中所得镀层黑变试 验后 的色差值 表 对镀层 表面耐黑变性能 的影响 旋 参数 ， 一 爹狱 △乙 一 一 一 一 表 含 对镀层 表面粗糙度 和 摩擦 因数 的影 响 参数 一 协 产 ， 从表 所列数据 可 以看 出 ， 镀液 中 含量 增加 ， 所得锌镀层表面粗糙度增大 ， 而摩擦因数 却减小 参照 表 和 图 结果发现 ， 表面粗糙度 大 的镀层 是 因为镀层 晶面取 向度小 ， 主要 是 晶面族如 ， ， 面形 成与镀 根据表 数据可 知 ， 当镀液 中 余量 〕 ‘ 场 时 ， 所得镀层 表面易变成灰黑色 ， 其 一 ， 表明其抗黑变性能差‘， ， 直接影 响产 品 的外 观装饰性及商品价值 由表 数据知 ， 随着镀液 中 含量增加 ， 锌镀层 晶面 取 向程度下 降 ， 而 晶面取 向增加 ， 使镀层表面抗黑变性 能减 弱 这是 因为锌 晶体 中不 同晶面 的耐蚀性 是不相 同的 ， 原子面 密度大 的 晶面腐蚀 电 流 密度最 小 ， 而 原子 密度 小 的 晶面族如 ， 面 ， 其溶解速度 比较大 ‘，，， 另 一方 面 ， 在腐蚀 电池 中电沉 积过程 中析 出 的 ， 相对锌 是有效的阴极相 ， 会增大锌镀层腐蚀 的敏感性 含量愈高 ， 对锌层 的初期腐蚀促进作用愈大 ， 从而使 电镀锌层抗黑变性能下降 因此 ， 在 电镀 锌板生 产 中 ， 镀液 中的 十 含量尽可 能控制在 义 “ 以 内 结论 电镀锌层 结 晶取 向依赖于镀液 中的