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电泳专题:3.影响电泳层分布的因素
时间:2020-05-05 11:41 点击次数:
电泳专题:3.影响电泳层分布的因素
电泳层在阴极表面分布的均匀性,是决定电泳层质量的一个重要因素。电泳工业中,常用分散能力这一术语来表示电泳层在阴极表面上的均匀性。电泳层的分散能力又称为均电泳能力(T.P.),就是电解液具有使阴极表面电泳层厚度均匀分布的能力。电泳液使阴极表面上电泳层厚度的分布越均匀,分散能力越好。为种性能在大多数情况下是由电泳液的性能决定的,所以叫作电泳液的分散能力。   还有一个与电泳层分布有关的术语,叫做覆盖能力,又称为深电泳能力或遮盖能力(C.P.),亦被称作钻性,它就是电解液具有使阴极表面深凹处电泳上电泳层的能力。由于它主要也是由电泳液的性能决定的,所以亦叫作电泳液的覆盖能力。电泳液的覆盖能力与分散能力的含义是不同的,须注意区别。   影响电泳层分布的主要因素是电泳液的阴极极化度、电导率、电极和电泳槽的几何因素、阴极电流效率和基体金属的表面状态等因素。1、阴极极化度   阴极极化度就是阴极极化曲线的斜率,也就是阴极电位随阴极电流密度变化而变化的程度。当其它条件不变时,极化度越大,电泳液的分散能力越好。所以凡是能增大阴极极化度的因素(如选择适当的络合剂或添加剂),均能改善电泳液的分散能力。2、电泳液的电导率   电泳液的电导率是由溶液中各种离子的导电能力所决定的。当其他条件不变时,电泳液的电导率越高,其分散能力越好。这里有一个先决条件,那就是阴极极化度不能等于0或趋近于0(阴极电流密度变化时阴极电位不变,则极化度为0)。否则,即使提高电泳液的电导率,也不能改善电泳液的分散能力,如电泳铬液在操作电流密度范围内的极化度几乎等于0。所以虽然它的电导率很高,其分散能力还是很差的。但是对于一般电泳液来说,提高电导率大多均能改善它的分散能力。3、电极和电泳槽的几何因素   电极的形状、尺寸,电极间的距离、电极在电泳槽中的位置和电泳槽的形状等,都会影响电泳层在阴极表面的均匀分布,电泳生产中,采用的象形阳极和适当增大阴极、阳极间的距离,就是为了改善电泳层在阴极表面的均匀分布。4、阴极电流效率   阴极电流效率对于分散能力的影响取决于阴极电流效率与阴极电流密度变化关系,为种关系可分为三种情况:A.阴极电流效率不随阴极电流密度的变化而变化。这类电泳液的阴极电流效率对电泳液的分散能力影响不大(如硫酸盐度铜和硫酸盐电泳锌);B.阴极电流效率随阴极电流密度的增大而增大(如电泳铬液)。对于这类电泳液,阴极电流密度大的部位的电流效率高,阴极电流密度小的部位其电流效率低,这样,阴极的电流效率使电泳液的分散能力降低;C.阴极电流效率随阴极电流密度的增大而降低。这类电泳液与上面刚好相反,阴极电流效率使电泳液的分散能力提高5、基体金属的表面状态   由于氢在粗糙表面上的过电位小于光滑表面,所以在粗糙表面上氢容易析出,电泳层就不容易沉积,因此,提高基体金属的光洁度往往可以改善覆盖能力。又如基体金属中含有氢过电位较小的杂质(如铸铁中的碳),在这些杂质上氢容易析出,电泳层就难以沉积。如果氢在基体金属上的过电位小于电泳层金属上的过电位,那么刚进槽电泳时,将有较多的氢气逸出。倘若这时局部先电泳上电泳层,那么由于先电泳上电泳层的部位析氢少,电流效率高,这将使分散能力降低。此时为了电泳取均匀连续的电泳层,常在开始通电时采用短时间的大电流密度冲击,使基体金属表面很快地先电泳上一层氢过电位大的电泳层金属,然后按正常规定的电流密度进行电泳,就可以消除基体金属对分散能力和覆盖能力的不良影响。6、微观分散能力和整平能力A.微观分散能力   所谓微观分散能力是指电泳液使阴极表面轮廓的微细不规则处电泳覆均匀电泳层的能力(M.T.P.)。它是指粗糙度比较小,波谷的深度小于0.5mm,波峰与波谷的距离很小的表面上电泳层分布的均匀性。要使电泳液的微观分散能力好,主要要加快放电金属离子的扩散,降低浓差极化,使微观的峰处和谷处都不缺乏放电金属离子,从而使谷处与峰处的沉积速度接近或相等。要实现这一目的有下述几点:a) 要尽量提高放电金属离子的浓度,以加快扩散速度;b) 加快搅拌电泳液的速度和提高温度,以使扩散层厚度变薄。这些因素能改善微观分散能力,但却不利于前面所述的(宏观)分散能力的改善,所以微观分散能力与宏观分散能力是不同的。例如氰化物电泳铜液的分散能力是很好的,但微观分散能力却较差;相关,硫酸盐电泳铜的他散能力较差,而它的微观分散能力却较好。B.整平作用 它是指电泳液使阴极的微观谷处与微观峰处电泳取更厚电泳层的能力(L.P.)它有三种类型:a) 几何整平作用:它是电泳液在阴极和微观不同表面上电泳取相同厚度电泳层的整平作用,这种整平作用是理想的微观分散能力b) 负整平作用:它是电泳液在阴极的微观谷处比微观峰处电泳得较薄电泳层的整平作用c) 正整平作用:它是电泳液在阴极的微观谷处比微观峰处电泳取更厚电泳层的整平作用。正整平作用是由于整平剂吸附在微观峰处的浓度大于微观谷处,使峰处的阻化作用大于谷上的阻化作用,从而使放电金属离子在峰上的沉积速度比谷上慢而得到整平。   正整平的好坏,常与电泳液中整平剂的浓度有关。整平剂浓度过高或过低,都不能获得好的整平作用。

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