三．物理化学与电化学
20．什么叫表面张力？
答：在液气两相的界面上，液体分子所受液体内部分子的引力大于气体分子对它的引力，由此造成的使液体表面缩小的力叫表面张力。表面张力的大小与溶液的性质、温度、浓度等因素有关。
21．什么是表面活性剂？表面活性剂有哪些类型？
答：能显著改变液体表面张力或两相之间的界面张力的物质叫表面活性剂（有时称界面活性剂）。
表面活性剂有阴离子型的，如肥皂、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠等；有阳离子型的，如脂肪族胺盐、烷基季胺盐、烷基嘧啶卤代物等；有两性表面活性剂，如羚酸型、磺酸脂型等；有非离子型表面活性剂，如OP乳化剂、平平加、海鸥洗涤剂、氟碳类等。
22．表面活性剂的组成与性质如何？
答：表面活性剂的分子是由亲油性基团和亲水性基团两部分组成。表面活性剂有乳化作用、泡沫作用增溶作用，并能改变固液两相接触时的润湿性能。
23．表面活性剂在电镀生产中的用途有哪些？
答：表面活性剂在电镀中主要用来除油、提高阴极极化作用和改善溶液分散能力。例如，两性表面活性剂（如环氧系列）能明显提高阴极极化作用。
24．怎样选用表面活性剂？
答：在弱酸性、弱碱性或中性介质中，一般选用阴离子型或非离子型（如十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、OT、OP等）；在强酸性介质中一般选用非离子型（如聚乙二醇等）；为提高阴极极化作用，宜选用具有两性的表面活性剂，且分子量不宜过大（一般碳原子数为4—8较理想），活性基团宜多不宜少。
25．络合物与电镀的关系如何？
答：在电镀生产中，广泛使用络合物。随着无氰电镀新工艺的不断发展，为了提高镀层质量，选择、使用新的络合剂，显得尤为重要。必须指出，络离子在溶液中是分步离解的，络离子总的不稳常数等于它的分步离解常数的乘积，溶液的络合剂与金属离子之间存在一系列的“络合—离解平衡”。因而有各种不同配位数的络离子以不同的浓度同时存在于溶液之中。那么，在阴极还原中，究竟哪一种离子直接参加电极反应呢？计算证明：具有特征配位数的络离子（溶液中这种络离子的浓度最大）在电极上放电的可能性不大，而那些配位数较低的络离子（溶液中这种络离子的浓度适中）是电极上放电的主要离子。
26．什么叫阳极极化与阴极极化？
答：自流电通过阳极时，阳极电位偏离平衡电位而向正方向移动的现象，称为阳极极化。在某一电流密度下，阳极电位与平衡电位之差称为阳极过电位，通常用ΔФA表示。
直流电通过阴极时，阴极电位偏离平衡电位而向负方向移动的现象，称为阴极极化。在某一电流密度下，阴极电位ФK与平衡电位之差，称为阴极过电位，通常用ΔФK表示。
阳极极化和阴极极化对电流都起阻碍作用，所以有时也称为极化电阻。
27．什么叫极化曲线与极化度？
答：表示电极电位随着电流密度的变化而改变的关系曲线叫做极化曲线。一般以纵坐标表示电极电位，横坐标表示电流密度。图1所示是两条阴极极化曲线。
从曲线可以看出：随阴极电流密度的不断增大，阴极电位也不断变负。若阴极电流密度DK改变同一值ΔDK，曲线I和曲线II的ΔФK值有所不同。通常把ΔФK与ΔDK的比值称为阴极极化度，曲线愈陡，阴极极化度愈大。比较阴极极化度即可判断电镀溶液的分散能力和覆盖能力，提高极化度可提高镀液的这两种能力。
28．极化度与电镀有何关系？
答：极化度对镀层质量影响相当大，它直接影响到电流在阴极上的分布。若阴极极化度的值大，能使电流在阴极表面上的实际分布比初次分布更均匀，这表明电解液的分散能力和深镀能力好，从而可使镀层更均匀。为什么镀铬液有较大的阴极极化作用，而分散能力很差呢？原因就是镀铬液的阴极极化度很小。
29．利用哪些方法可以消除或降低不必要的阳极计划作用？
答：阳极极化会引起阳极的电化学钝化，致使阳极不能正常溶解。在生产中一般采用下列方法来消除或降低阳极极化作用：
（1） 加入适量的阳极活化剂（去极化剂）可防止阳极钝化，促使阳极正常溶解。例如在酸性镀镍溶液中加入氯化物，可起到消除或降低阳极极化的作用；
（2） 增大阳极面积，降低阳极电流密度。例如，在氰化镀锌中，若发生阳极钝化时，可通过增大阳极面积降低阳极电流密度来解决；
（3） 利用搅拌也可降低阳极极化作用。
30．什么叫金属的钝化现象？
答：金属的钝化现象可以分为化学钝化与电化学钝化两类。例如铁在稀硝酸中很快就溶解，但在浓硝酸中溶解现象就几乎完全停止了；铝在稀硝酸中很不稳定，但却可以用铝制容器来储存浓硝酸；碳钢在普通大气中很易生锈，但在钢中加入适量的铬镍合金组分后就成为“不锈钢”了。这些钝化现象叫化学钝化。另一种钝化现象是由于阳极极化引起的，叫做电化学钝化。大部分化学钝化现象事实上也是按照电化学机理进行的，因为化学钝化时也可以观察到电极电位显著的变化。铁在活化状态下的电位约为-0.5—-0.2伏，而在钝化状态下则为+0.5—+1伏。铬在活化状态下的电位为-0.6—-0.4伏，而在钝化状态下则为+0.8—+1伏。因此，钝化能使电极电位剧烈地向正方向移动，并使钝化了的金属的电位约等于那些贵重的金属（例如金和铂）的电位。
虽然钝性效应的出现是比较经常的并且也是非常明显的，但是直到目前为止尚无统一确切的解释。根据电化学腐蚀理论，钝性是由于阴极过程受阻滞而引起的金属或合金的高耐蚀状态（虽然从热力学观点看来，这些金属和合金是完全能够进行反应的）。也就是说，钝性是由于阳极过程控制的增加而引起的耐蚀状态。
31．什么叫电结晶？
答：电镀过程实质上就是金属的电结晶过程。也就是说在直流电的作用下，电解液中的金属离子（或络合金属离子）在阴极上得到电子后沉积出金属镀层的过程叫电结晶。电结晶的过程极其复杂，以水合金属离子放电结晶为例，可分为以下几个阶段：
（1） 物质迁移——溶液中的水合金属离子到达阴极表面（包括扩散、迁移、水化膜变形、脱水）；
（2） 电荷迁移——金属离子在阴极表面与电子结合，还原成金属原子；
（3） 表面扩散——金属原子在电极表面扩散到达晶格位置（如弯折处）；
（4） 参入晶格——金属原子排列组成一定晶格的金属晶体。
其中（3）、（4）两步为形成结晶的过程。可见，形成电镀层，包括物质迁移、电荷迁移、晶格化三个主要过程。
在形成金属晶体时又有同时进行的两个过程：晶核的生成与晶核的成长。这两个过程的速度决定着金属结晶的粗细程度。如果晶核的生成速度较快，而晶核生成后的成长速度较慢，则生成的晶核数目较多，晶粒较细。反之，晶粒就较粗。提高金属电结晶时的阴极极化作用，可以提高晶核的生成速度，有利于获得结晶细致的镀层。
32．电镀生产中如何提高阴极极化作用？
答：一般说来，电化学极化作用对于改善镀层质量起着很重要的作用，因此我们应尽可能想办法通过提高阴极的电化学极化作用来提高镀层的结晶细致程度。同时，往往通过提高阴极极化度，还可提高镀液的分散能力与深镀能力。在生产中，一般采取以下措施提高阴极极化作用：
（1） 加入络合剂。因为络离子较简单离子难于在阴极上还原，这就可使阴极积累较多的电子，从而使阴极极化值提高；
（2） 加入添加剂。添加剂吸附在阴极表面上，可减慢金属离子到达阴极表面的速度及金属离子和电子反应的速度，从而提高阴极极化作用；
（3） 提高阴极电流密度。在阴极极化作用随阴极电流密度的增大而增大的情况下，可用提高阴极电流密度的办法去提高阴极极化作用；
（4） 适当降低电解液温度。降低温度能提高络合剂的络合能力，减慢金属离子扩散到阴极表面的速度，从而提高阴极极化作用；
（5） 加入导电盐。在阴极极化度不为零的情况下，溶液导电性的提高可以促使电流在阴极表面更均匀地分布。
