Совместная анодная работа цинка и стали

[Djinn88 0]

Товарищи, в литераутре по цинкованию часто встречается рекомендация по корректировке щелочного электролита следующим способом: вместо части цинковых анодов завешивать стальные. тем самым становится возможным избежать накомпление цинка в электролите из-за разности катодного и анодного выховод по току.

 

НО как это работает?! Согласно термодинамике анодного процесса потенциал выделения кислорода на стали куда положительнее, чем потенциал растворения цинка! Ну не должен работать в таком случае стальной анод , тогда как оставшиеся цинкаовые должны еще сильнее расстворяться из-за повышенной плотности тока. ничего не понимаю. помогите разобраться

[timmy 0]

Это не имеет значения. В ванне установится некий компромиссный потенциал и всё будет работать. Какая разница, будет он на пару десятых выше или ниже? Основное падение напруги всё равно в растворе будет, а не на анодах. А вот если вы просто сократите количество металлических анодов, тогда у вас и растворение анодов пойдет быстрее и равномерность осаждения потеряется.

 

Это ж как с котлетами. Одними котлетами питаться накладно да и вредно, можно положить к котлетам салат, тогда человек не обожрется. А если просто выдавать по паре котлет без ничего, то людям покажется маловато и они всяко что-нить еще схарчат...

[Djinn88 0]

Спасибо за пример из жизни)) Тем неменее вопрос остается открытым, насчет компромиссного потенциала. У Кислорода потенциал выделения (грубо говоря) +0,4 В, а цинк растворяться будет при -0,76 В. Разница более чем в 1 вольт!

 

Почему тогда их слабокислых электролитов хлор не лезет? Должен же быть какой то компромисс для его выделения совместно с растворением цинковых анодов

[timmy 0]

Есть растворение металла, есть выделение кислорода. Процессы разные, идут в разные стороны с разными ограничениями. Хлор не лезет, потому что он из водных растворов не выделяется. Работает вполне себе хорошо, проводящей анодной поверхности остаётся сколько нужно, но поверхности, с которой собсно и может раствориться цинк, получается меньше. Вы кстати с какой целью интересуетесь?

[Djinn88 0]

Интересуюсь с целью написания диплома написать то написал, а как обосновать работу анодов - не знаю)С вашими ответами я вполне согласен, но для профессуры это конечно не аргумент...

[timmy 0]

Было б чего рассказывать, там просто не получается дойти до потенциала растворения железа и стальной анод не растворяется. Не растворяется, но ток проводит. И требуемое соотношение плотностей тока выполняется и цинка меньше в раствор попадает. Можно вообще все аноды на некоторое время заменить на нерастворимые, но приходится чаще тогда корректировку раствора проводить да и газовыделение получается более интенсивным...

[Djinn88 0]

Провел лабораторный опыт Соотношение общй анодной поверхности к катодной было в интервале 1:1 - 1:1,5. Амперметры были подключены к стальному аноду и к цинковому. Результат таков: весь ток течет по цинковому аноду. Более того, на стальном анод совсем немного, совсем чуть-чуть (простите за разговорный жанр), но работал как кактод. Были зафиксированы малые отрицательные токи. Вот такие вот результаты. Делаем выводыПрироду не обмануть

[timmy 0]

В чем опыт то заключался? Цинкование проводилось или просто завесили цинковый электрод и стланой, а потом посмотрели кто чего проводит? И что значит "работал как катод"? Цинк-таки выполнил функцию анодного протектора? Вам это удивительно? А полностью если поменять цинковые аноды на стальные, цинкование вообще по вашему остановится? Я просто не понимаю сути вашего эксперимента, наверное это возрастное.

[Djinn88 0]

Проводилось цинкование образца при одновременном нахождении в растворе стального и цинкового анодов. Весь заданный ток "сосредоточился" на цинке, тогда как на стальном аноде был зафикисрован малый катодный ток. Грубо говоря стальной анод не работал. При этом его потенциал был -0,44 В. Считаете это достаточным для выделения кислорода?

 

Если же полностью поменять цинковые на стальные, то Естественно процесс пойдет.

Что еще току остается делать то?

В таком случае стальные аноды заполяризуются до потенциала выделения кислорода.

 

Суть эксперимента заключается в проверке достоверности советов, приведенныхе во множестве книжек, что для поддержания постоянства состава цинкатного элеткролита следует завешивать стальные аноды. А вот технология совместной эксплуатации разных анодов везде игнорируется.

[timmy 0]

Цинковые аноды в этих электролитах имеют склонность к саморастворению. Это приводит к накоплению избыточного количества ионов цинка в растворе электролита и нарушению режимов цинкования (РС ухудшается). Для того, чтобы минимизировать отрицательный эффект от самопроизвольного растворения анодов, проводят замену части цинковых анодов на нерастворимые. Это позволяет стабилизировать состав ванн и соответственно качество получаемых покрытий.

Вы сами откуда?

[Djinn88 0]

Timmy, а вы всему верите, что написано в книжках? на заборах? извините за резкость. Я просто написал как оно есть на самом деле. Авторы технических книг по цинкованию забывают указывать режим завешивания стальных анодов на замену части цинковых (не забывайте, что ток не ищет сложных путей, ему куда легче бежать по цинку, нежели, чем по стали. что он успешно и делает как я написал выше). Именно этот момент раскрывается в моей дипломной работе.

[timmy 0]

Ну так ведь оно так и должно быть!

Вам разве не читали курс лекций по коррозии?

Или мож вам так и не удалось побывать ни на одном гальваническом производстве?

Или мож вы готовы объяснить чем вызвано ваше исследование?

Просто научный интерес или острая необходимость?

 

Стальные аноды работают. Но процесс идет при большем падении напряжения на ванне. Это не очень удобно, но с этим приходится либо мириться либо не работать с цинкатными ваннами, а применять традиционные цианистые или сульфатные ванны.

[reerr 11]

Позвольте и мне поучаствовать в этом захватывающем обмене мнениями.

вместо части цинковых анодов завешивать стальные. тем самым становится возможным избежать накопления цинка в электролите

В тех реалиях, с которыми я имел дело, все обстоит с точностью до наоборот. В процессе щелочного цинкования используются нерастворимые стальные аноды. Для поддержания постоянства концентрации цинка в ванну завешиваются стальные корзины с цинковыми шарами. А для того, чтобы не гневался старина Нернст, эти корзины изолированы от анодной штанги.

 

Вот и вся хитрость.

[timmy 0]

А что обстоит с точностью до наоборот?

[reerr 11]

Поясню, что здесь наоборот.

В обсуждаемом случае используются цинковые аноды, которые разбавляются нерастворимыми стальными, а на тех реальных производствах, о которых я упомянул, используются нерастворимые стальные аноды, которые разбавляются цинковыми. Но даже не анодами, так как они не имеют контакта с анодной штангой.

[timmy 0]

По-моему это в большей степени от объемов работ зависит. Если программа по цинкованию большая, то саморастворения цинка может не хватать.

[reerr 11]

Естественно, количество корзин с цинком и количество шаров цинка, добавляемых в них зависит от интенсивности работы ванн. Но в нашем конкретном случае при объеме ванны 10000 литров для размещения корзин вполне хватает порядка 5 -7 % от длины штанги. Если не будет хватать, то корзины можно повесить на свободные короткие борта ванны.Ну а строго по технологии ванна должна работать только с нерастворимыми анодами, а растворение цинка должно производиться во внешней емкости, с постоянной циркуляцией между ванной и этой емкостью.

 

Во втором случае, о котором я упоминал, именно так и происходит.

[timmy 0]

10 тыщ литров... Длинномеры значит цинкуете... С корзинами по бортам всё ли получается? Всё-таки не лучшая это идея даж учитывая изоляцию анодных корзин.

[reerr 11]

Я упоминал, что корзины не анодные. Их единственная функция - поставка цинка для саморастворения в электролите. Изготовлены из стали, потому что в контакте со сталью цинк интенсивно растворяется в щелочи. Поэтому место, где они завешены, принципиального значения не имеет. Это влияет только на местные флуктуации концентрации цинка в объеме электролита, которыми, полагаю, можно пренебречь.