电化学腐蚀与防护的原理及其应用
电化学在电解、电镀、金属腐蚀及化学电源等方面都有广泛应用。许多金属的冶炼和精炼，如锂、钠、铍、镁、铝和希土金属等的冶炼，镍、铜、锌、镉、铅等的精炼或提纯，都可以用电解的方法来实现。利用电解的方法还可以制备许多基本化工产品，如氢氧化钠、氯酸钾、过氧化氢等。电化学方法在机械制造部门也得到重要应用，如电镀、电解加工、电抛光、电泳涂漆等等。在今天，电化学工业已经成为国民经济中的重要组成部分。
1( 电镀
这是电解原理的具体应用。电镀时，把被镀的零件作阴极，镀层金属作阳极，电解液中含氧欲镀金属的离子。电镀的过程中阳极溶解成金属离子，同时电镀液中的欲镀金属离子在阴极
表
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面上析出。今以镀黄铜为例，简要说明如下。
镀黄铜时，因铜的
标准
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电极电势比锌的标准电极电势大得多，所以若单纯用锌盐和铜盐的混合溶液进行电镀，锌和铜就不可能同时在被镀零件上析出。
2+如果用含氰化锌、氰化亚铜和氰化钠为主要成份的电镀液，则溶液中的Zn和+Cu则可能同时在被镀零件上析出，从而形成黄铜镀层。这是由于电镀液中存在着配位平衡:
2-2+--17[Zn(CN)] Zn，4CN K,2.0×10 4不稳
2-+--29[Cu(CN)] Cu，3CN K,2.6×10 3不稳
2-2-因为[Cu(CN)]配离子的不稳定常数远小于[Zn(CN)]配离子的不稳定常34
+2+数，所以在形成配离子后，Cu浓度将远小于Zn浓度，从而使铜的电极电势降
2++低到同锌的电极电势相近的程度，这样就有可能使Zn和Cu同时在阳极上得到电子而形成铜锌合金,黄铜。
2( 电抛光
电抛光是金属表面精加工方法之一。用电抛光可以获得平滑而有光泽的表面。在电解过程中，利用金属表面凸出部份的溶解速率大于凹入部份的溶解速率，从而使表面平滑光亮。
电抛光时，把工件(如钢铁)作阳极，铅版作阴极，放入含有磷酸、硫酸和铬酐的电解液中进行电解，此时工件阳极铁因氧化而溶解。
2+阳极反应:Fe--->Fe，2e
2+2-然后Fe与溶液中的CrO发生氧化还有反应: 27
2++3+3+2-6Fe，CrO，14H--->6Fe，2Cr，7HO 272
3+2-2-Fe进一步与溶液中的磷酸氢根(HPO)和硫酸根(SO)形成盐。由于阳44
极附近盐的浓度不断增加，在金属表面形成一种粘度较大的液膜。因金属凹凸不平的表面上液膜厚度分布不均匀，凸起的部份薄，凹入怒放较厚，故阳极表面各处电阻亦有所不同。凸起木筏电阻小，电流密度较大使凸起部份比凹入部份溶解较快，于是粗糙表面逐渐得以平整光亮。
3( 电解加工
电解加工原理与电抛光相同，即利用阳极溶液将工件加工成型。区别在于，电抛光时阳极与阴极间距离较大(100 mm左右)，电解液在槽中是不流动的，因此通过的电流密度小，金属去除率低，只能进行抛光，而不能改变工件的原有形状。
电解加工时，工件仍为阳极，而用模具或工具作阴极，在两极之间保持很小的间隙(0.1,1 mm)，电解液从间隙中持续流过并及时带走电解产物，这样阳极金属表面不断溶解，形成与阴极模件外形相吻合的形状。
阴极、阳极距离最近的地方电阻最小，通过的电流密度大，此处溶解得也最快。随着溶解过程的进行，阴极不断地向阳极推进，阴极、阳极间距离差别逐渐缩小，直到间隙相等，电流密度均匀，此时工件表面形状已与模件工作面形状相吻合。
电解加工过程中，电解液的选择和被加工材料有密切的联系，常用的电解液是14,18%的氯化钠溶液，它适用于大多数黑色金属或合金的电解加工。
电解加工的适用范围广，能加工高硬度的金属或合金，以及复杂形状的工件。加工质量好，节省工具。但这种方法只能加工可电解的金属材料，即能够作可溶性阳极的金属材料。其精度只能满足一般
要求
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，模件阴极要根据工件需要设计加工成专用的形状。
4( 电泳涂漆法
电泳涂漆法近年来得到快速发展，是电化学在表面处理方面的又一应用。它利用成膜高分子化合物带有负电荷的特点，把工件浸在电泳漆槽中作为阳极，当通以直流电时，荷电的成膜物质向工件迁移，在工件表面形成漆膜。当
漆膜达到一定厚度时，由于它的绝缘作用而停止增厚，因此所得漆膜厚度均匀，电泳漆漆法的特点是无毒、安全、自动操作、可以一次加工完成(一般涂漆需要好几层)，因此特别适宜于大规模、大件、异型工件的表面涂漆。这种新工艺目前有普遍推广的趋势，如汽车外壳、自行车骨架等用电泳漆自动涂敷，都取得较满意的效果。
浙公网安备 33021202002483