电解时,人们希望直流电源所提供至阴极的电子全部用来还原沉积镀层所需的金属组分,即全部用于主反应上。但实际上,副反应的发生也会消耗电子,即电流的利用率往往达不到百分之百,这就存在一个电流利用效率的问题。为了表征电流利用率的大小,确定了一个镀液指标参数——电流效率。常用η表示阴极电流效率,ηa表示阳极电流效率,均以百分比表示。
阴极电流效率有2种定义:
(1)通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比;
(2)沉积一定质量的金属时理论上应通入的电量与沉积相同质量的金属时实际消耗的电量之比。
计算公式为:
η=m'÷m×100%=m'÷(I·t·k)×100%
式中:
η——为电流效率;
m'——为实际产物质量;
m——为按法拉第定律获得的产物质量;
I——为电流强度(A);
t——为通电时间(h);
k——为电化当量(g·/(A·h))。
由不同电镀液或不同镀种所获得的镀层的重量与理论值的比率可知,不同镀液或镀种的电流效率有很大差别。某些电镀溶液的阴极电流效率见下表所列。
电镀溶液 |
电流效率/% |
电镀溶液 |
电流效率/% |
硫酸盐镀铜 |
95~l00 |
硫酸盐镀锡 |
85~95 |
氰化物镀铜 |
60~70 |
氰化物镀黄铜 |
60~70 |
硫酸盐镀锌 |
95~l00 |
氰化物镀青铜 |
60~70 |
氰化物镀锌 |
60~85 |
铵盐镀镉 |
90~98 |
锌酸盐镀锌 |
70~85 |
硫酸盐镀铟 |
50~80 |
铵盐镀锌 |
94~98 |
氟硼酸盐镀铟 |
80~90 |
镀镍 |
95~98 |
氯化物镀铟 |
70~95 |
镀铁 |
95~98 |
镀铋 |
95~100 |
镀铬 |
12~i6 |
氟硼酸盐镀铅 |
90~98 |
氰化物镀金 |
60~80 |
镀镉锡合金 |
65~75 |
氰化物镀银 |
95~100 |
镀锡镍合金 |
80~100 |
镀铂 |
30~50 |
镀铅锡合金 |
95~100 |
镀钯 |
90~95 |
镀镍铁合金 |
90~98 |
镀铼 |
10~l5 |
镀锡锌合金 |
80~100 |
镀铑 |
40~60 |