一、簡要介紹

    霍爾槽實(shí)驗(yàn)只需少量鍍液，經(jīng)過短時間實(shí)驗(yàn)便能得到在較寬的電流密度范圍內(nèi)鍍液的電鍍效果。該實(shí)驗(yàn)對鍍液組成及操作條件作用敏感，常用來確定鍍液各組分的濃度，獲得良好鍍層的電流密度范圍，同時也常用于鍍液的故障分析，能很好的確定鍍層光亮性、燒焦情況、整平性、延展性、覆蓋能力、走位能力、電流效率等，因此霍爾槽實(shí)驗(yàn)已成為電鍍研究、電鍍工藝控制不可或缺的手段。

二、應(yīng)用范圍

    霍爾槽應(yīng)用廣泛，針對制版行業(yè)主要用于檢測電鍍?nèi)芤壕C合性能、檢測添加劑組分平衡性、電鍍?nèi)芤汗收吓懦取?/p>

三、操作參數(shù)

    1、電流密度在試片上分布

    霍爾槽的陰極與陽極互不平行，陰極的一端離陽極近，稱近端；另一端離陽極遠(yuǎn)，稱遠(yuǎn)端。由于電流從陽極流到陰極的近端和遠(yuǎn)端的路徑不同，不同路徑槽液的電阻也不同，因此陰極上的電流密度從遠(yuǎn)端到近端逐漸增大，267ml的霍爾槽近端的電流密度是遠(yuǎn)端的50倍，因而一次試驗(yàn)便能觀察到相當(dāng)寬范圍的電流密度下所獲得的鍍層狀況。陰極上各點(diǎn)的電流密度與該點(diǎn)離近端距離關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式：Jk=I*(C1一C2LogL)，式中 Jk--陰極上某點(diǎn)的電流密度值（A/dm2），I—試驗(yàn)時的電流強(qiáng)度（A），L—陰極上該點(diǎn)距近端的距離(cm），C1、C2—常數(shù)，在250ml試驗(yàn)液中，C1=5.1，C2= 5.24。

     注意：靠近陰極兩端各點(diǎn)計(jì)算所得的電流密度是不正確的，只有在0.635--8.255cm范圍內(nèi)，計(jì)算值才有參考價值。267ml霍爾赫爾槽中放入250ml鍍液做試臉時，陰極上各點(diǎn)的電流密度應(yīng)是267ml的1.068倍，即267ml赫爾槽陰極的相應(yīng)點(diǎn)的電流密度乘上267/250。

    2、不同鍍液所使用的電流，及時間說明：見下表

    3、試片選擇

四、使用說明

  1、樣液 

    試驗(yàn)用樣液要有代表性。取樣前，鍍液必須充分?jǐn)嚢?，并從鍍槽的不同部位采取，混和后使用，霍爾槽試?yàn)使用不溶性陽極時，鍍液試驗(yàn)2～4次就要更新；使用可溶性陽極時，每取一次槽液可使用6～8次；做雜質(zhì)或添加劑的影響試驗(yàn)時，槽液使用次數(shù)應(yīng)適當(dāng)減少，具體使用次數(shù)還取決于每次使用的時間和電流大小，應(yīng)根據(jù)具體情況靈活決定。

  2、試驗(yàn)條件 

    槽液溫度應(yīng)與生產(chǎn)時相同，時間一般為3-10分鐘，光亮鍍液應(yīng)采用空氣或機(jī)械攪拌，電流常取1～4A，鍍鉻用5~ 10A。 

   3、實(shí)驗(yàn)步驟

（1）將鍍液倒入霍爾槽250ml標(biāo)線處，氣管插入霍爾槽氣管插入口，開啟攪拌，接通加熱管插座；

（2）將鍍液加熱到比工藝溫度低1-2℃（一邊加熱一邊攪拌），斷開加熱管插座然后靠加熱管余熱加熱到40℃，避免局部過熱添加劑分解，切不可將鍍液加熱到過高溫度（添加劑會分解），即便是冷卻后也不能全面反應(yīng)鍍液的原始狀態(tài)；

（2）將電源電流旋鈕調(diào)至最低，將電源正極連接到陽極，電源負(fù)極連接到試片中間位置；

（3）旋轉(zhuǎn)電流旋鈕逐步將電流調(diào)到規(guī)定值，并及時打開時間控制器；

（4）到預(yù)訂時間，關(guān)閉電源，取出試片沖洗干凈，（鍍銅試片在沖洗后應(yīng)放入30-50g/L的重鉻酸鉀溶液中鈍化5-10S，以提高抗氧化能力），并用熱吹風(fēng)機(jī)將試片吹干（注意溫度不宜過高，否則容易造成鼓泡，影響觀測），然后再進(jìn)行試片分析；

（5）實(shí)驗(yàn)完畢，將霍爾槽及時清洗干凈，以備下次使用。

  4、試片分析

   以下為各種狀況下，制版鍍液測試， 霍爾槽試片外觀現(xiàn)象：，如右圖所示： 

1—高電流密度區(qū)（簡稱高區(qū)）

2—中電流密度區(qū)（簡稱中區(qū)）

3—低電流密度區(qū)（簡稱低區(qū)）

（1）硫酸鹽鍍銅

（2）硫酸鹽鍍鎳

（3）六價鉻鍍鉻

五、鍍銅添加劑的測試

  1、添加劑平衡測試

  （1）測試溫度38-40℃，電流4A，時間3min，正常試片高區(qū)下半部分邊沿會有1-2mm燒焦鍍層，高區(qū)上半部分邊沿?zé)o燒焦，且無毛刺產(chǎn)生；試片的光亮范圍約60-70%；低區(qū)為無光亮鍍層（非半光亮）；

  （2）1#添加劑過量后，高區(qū)下半部分邊沿鍍層燒焦區(qū)域縮小，高區(qū)上半部分邊沿有毛刺出現(xiàn)；試片的光亮范圍超過70%；低區(qū)為半光亮鍍層；

  （3）2#添加劑過量后，高區(qū)下半部分邊沿鍍層燒焦區(qū)域擴(kuò)大，高區(qū)上半部分邊沿光滑，無毛刺出現(xiàn)；試片的光亮范圍縮小至50-60%；低區(qū)為無光亮鍍層（非半光亮）。

  2、添加劑總量測試

  按照添加劑平衡的測試方法，向霍爾槽中添加1#或2#添加劑0.25ml（1ml/L）：

  （1）如果高區(qū)狀況、光亮范圍、低區(qū)外觀等指標(biāo)與原片相比變化較大，說明鍍液中的添加劑含量不高，變化越大，添加劑總量越??；

  （2）如果高區(qū)狀況、光亮范圍、低區(qū)外觀等指標(biāo)與原片相比變化很小，說明鍍液中的添加劑含量較高，變化越小添加劑總量越高。

  3、標(biāo)準(zhǔn)試片制作

    標(biāo)準(zhǔn)試片指能夠代表鍍液各方面性能都比較良好的試片，使用一段時間的鍍液，因鍍液中添加劑的分解產(chǎn)物和金屬雜質(zhì)較多，所以各鍍槽的標(biāo)準(zhǔn)試片有差異，不能統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)試片制作應(yīng)當(dāng)選擇無返工記錄的時間段以內(nèi)的鍍液進(jìn)行測試，測試完畢，重鉻酸鉀溶液鈍化，烘干，用透明清漆保護(hù)存放。

  4、生產(chǎn)中添加劑配比的測定

    添加劑是由多種中間體按照不同比例配置而成，各種中間體對鍍銅層的韌性、延展性、機(jī)械強(qiáng)度等力學(xué)性能起的作用不同，所以生產(chǎn)中維護(hù)鍍液中添加劑成分的穩(wěn)定至關(guān)重要，然而各種中間體因化學(xué)性質(zhì)的差異，在鍍液中的消耗途徑不一樣，有的在陽極氧化變性，有的在陰極還原并夾雜在鍍層當(dāng)中，還有的因鍍液溫度過高分解，所以要測試標(biāo)準(zhǔn)的添加劑配比方案，需要做好以下兩點(diǎn)；

  （1）首先要保證工藝參數(shù)和工藝條件的穩(wěn)定，其中包括溫度、電流密度（必須超過13A/dm2，否則添加也會失調(diào)）、陰陽極距離、陽極銅球面積、氯離子含量、版輥轉(zhuǎn)速、陽極沖洗頻率等電鍍要素；

  （2）在以上工藝條件穩(wěn)定之后，1#、2#添加劑的消耗量就基本確定，按照第五項(xiàng)要求的方法對添加劑進(jìn)行連續(xù)幾天的測試，就能判斷添加劑消耗的比例，并在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整，反復(fù)兩次就能準(zhǔn)確找到正確的添加劑消耗比例。

六、注意事項(xiàng)

  1、霍爾槽實(shí)驗(yàn)要做到六個統(tǒng)一：①霍爾槽統(tǒng)一，不同的霍爾槽測試的試片不能進(jìn)行分析對比，不同的霍爾槽測試的試片效果有較大差異；②電流要統(tǒng)一，不同的電源波形有差異，試片外觀也會有差異；③溫度要統(tǒng)一，有條件的可以在測試過程中進(jìn)行風(fēng)扇降溫或置于恒溫水浴鍋內(nèi)恒溫；④陽極放置位置要統(tǒng)一，盡量靠一側(cè)放置；⑤試片前處理要統(tǒng)一，退鍍時間不統(tǒng)一、試片打磨材料的不統(tǒng)一等都會造成試片外觀的差異，影響外觀分析；⑥氣泵氣量要統(tǒng)一，不同的攪拌氣量對外觀影響比較大；

  2、霍爾槽做外觀測試，添加劑比例、總體含量測試，適當(dāng)選擇電流上限（4A-4.5A，硫酸銅220 g/L：4.1A，240 g/L：4.2A，260 g/L：4.3A，280g/L：4.4A），時間選擇下限（3min）；霍爾槽做結(jié)合力測試，時間選擇上限（5-6min）；

七、說明

  1、對于試片切不可死搬硬套，需要根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握；

  2、試片只作為判斷的依據(jù)，但不作為標(biāo)準(zhǔn)。