赫尔槽试验：探究技术细节

1.赫尔槽尺寸

各种赫尔槽的形状和尺寸如图10-16，图10-17所示为一种改良型的赫尔槽。改良型赫尔槽的形状和尺寸与普通赫尔槽相同，只是在槽子平行的两壁上钻以直径为ϕ12.5mm的小孔，短壁上钻4个，长壁上钻6个，孔的位置与尺寸并不十分严格，只要在长壁上的孔距阴极端远一点就可以。试验时，可将该槽置于能加温（或冷却）的另一个容量较大的容器中，然后加入溶液使液面达到规定的高度。

图10-16 各种赫尔槽的形状和尺寸

也可以用一种无底的赫尔槽直接浸在大槽里。若生产需要搅拌溶液或装有阴极移动装置时，则赫尔槽试验可采用空气搅拌、磁力搅拌器搅拌或者在阴极前面用机械或手工方式搅拌，以模拟生产中的阴极移动。

2.赫尔槽试验装置

赫尔槽试验装置如图10-18所示。为了使试验时电流稳定，最好采用恒电流源。

图10-17 改良型的赫尔槽

图10-18 赫尔槽试验装置

3.赫尔槽阴极试片上的电流分布

赫尔槽阴极试片上的电流密度分布计算公式见表10-4。267mL赫尔槽阴极试片（背面绝缘时）上的电流密度标尺如图10-19所示。

表10-4 赫尔槽阴极试片上的电流密度分布计算公式

注：I是总电流（A）；L是阴极上某点距阴极近段的距离（cm）；J_c是阴极上某点相应的电流密度（A/dm²）。

4.阴极试样镀层外观的表示

为了正确评价赫尔槽试验结果，一般是以阴极试样横向中线偏上的部位（图10-20中EFGH所围成的区域）的镀层来评定试验结果，并用图10-21所示的符号分别表示镀层的外观。对于某种有代表性的试片，还可涂以清漆，保存备查。

图10-19 267mL赫尔槽阴极试片上的电流密度标尺

图10-20 阴极试样评定试验结果部位选取

A—镀层烧黑而粗糙部分 B—镀层发暗部分 C—镀层发亮部分(www.xing528.com)

图10-21 镀层状况符号

5.用赫尔槽测定分散能力

（1）沃特逊（Watson）法 沃特逊法是在赫尔槽试片上取一定数量的测量点，计算赫尔槽试片上各点电流密度（按公式或电流密度标尺），先计算各点电流密度的比值K，然后测出电镀后各点之间镀层厚度的比值M，最后按下式计算分散能力，即

式中，T是镀液分散能力；K是阴极与阳极不同距离的两点间电流密度之比；M是阴极上相应两点间镀层厚度之比。

（2）八点法 八点法是将赫尔槽阴极试片划分成10等份，如图10-22所示。电镀后用测厚仪测出1～8号方格中心部位的镀层厚度h，做出厚度分布曲线，如图10-23所示。

采用下面公式计算T：

式中，h_j是阴极试片上任一方格中的镀层厚度；h₁是阴极试片上第一方格（距近端最近的方格）中镀层的厚度。

图10-22 赫尔槽测定均镀能力的阴极试样图形

图10-23 八点法厚度分布曲线

这样测出的结果，均镀能力最佳为100%，最差为0。

一般选用5号方格作为h_j号方格来比较各种镀液的分散能力。

6.用赫尔槽测定镀液整平能力

在磨光的镜面试片的中央用金刚砂做横向划痕。观察电镀前后划痕的消失情况，可定性而又粗略地判断镀液整平性的好坏。

若要定量、较精确地测定镀液的整平性，需要在经过金刚砂喷砂法制得的均一表面粗糙度的赫尔槽试片上电镀，然后用表面粗糙度测试仪测定电镀前后的表面粗糙度变化，并按下式计算镀液整平性：

式中，Ra是电镀前中心线的平均表面粗糙度；Ra′是电镀后中心线的平均表面粗糙度。

中心线平均表面粗糙度是指沿着赫尔槽试片宽度的中心线，从高电流密度端2cm处开始直到低电流密度端连续测定11次的平均值。