阴极极化

电池中阴极电位在通电流向负方向移动的现象

阴极极化（cathodic polarization）指原电池中的阴极电位，在通过电流之后，向负的方向移动的现象。在电化学研究中，很多电化学反应表现在电极的极化上，因此测量电极的极化曲线是很重要的研究方法。在电流通过电极与电解液界面时，电极电位将偏离平衡电极电位，当电位向负向偏离时，称之为阴极极化，向正向偏离时，称之为阳极极化。在电镀工艺中，用测定阴极极化的方法研究电镀液各组分及工艺条件对阴极极化的影响，而阳极极化可用来研究阳极行为或腐蚀现象。

极化值

电镀时对电极都要外加电流（通常为低压直流电）。由于电沉积工件都是作为阴极，因而人们对阴极上发生的现象更为关心。

当对电极不外加电流时，用参比电极与被测电极组成一对电池（称为原电池），测得的电池电动势为电极的平衡电极电位，以平表示。当外加电流时，会发现再测电极电位时会有变化：阴极电位向负方向偏移，而阳极电位向正方向偏移。向负方向偏移，说明电极上有了过多的负电荷电子；向正方向偏移，说明电极上少了电子，积累有正电荷。这种通电时实际电位（以表示）偏离了平衡电位的现象，就叫电极的“极化现象”。所偏离的数值即为“极化值”，以Δ 表示，则

Δ = - 平

电位向负方向偏移时，Δ 中为负值；向正方向偏移时，Δ 为正值。阴极上的电位向负方向偏移的现象叫“阴极极化”，Δ 为阴极极化值。阳极上的电位向正方向偏移，叫阳极极化，偏移值即为阳极极化值。

产生原因

阴极上有电流通过时，电位向负方向移动,这种现象叫阴极极化。阴极极化有以下几个原因：

1、活化极化（或电化学极化）

由于阴极还原反应需达到一定的活化能才能进行,使阴极还原反应速度小于电子进人阴极的速度，因而电子在阴极积累，结果使阴极电位向负方向移动，产生了阴极极化，这种阴极极化是由于阴极还原反应本身的迟缓性造成的，故称为活化极化或电化学极化。

2、浓差极化

由于阴极附近反应物或反应产物扩散速度缓慢,可引起阴极浓差极化。例如，溶液中的氧或氢离子到达阴极的速度小于阴极反应本身的速度，造成阴极表面附近氧或氢离子的缺乏，结果产生浓差极化，使阴极电位变负。如果阴极反应产物（如OH ）因扩散慢而积累在阴极表面附近，也会导致阴极浓差极化，使电位变负。

阴极极化表示阴极过程受到阻滞，使来自阳极的电子不能及时被吸收，因此阻碍金属腐蚀的进行。反之，消除阴极极化的过程叫做阴极去极化。阴极去极化的作用，可使阳极过程顺利进行，因此可维持或加速腐蚀过程。

提高措施

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。

金属电沉积

电极在通电流以后，其电极电势偏离平衡电势的现象称为电极的极化（作用）。金属电极附近由于离子充放电引起浓度变化而产生的极化叫浓差极化；由放电一离子化步骤的迟缓性所引起的极化称为电化学极化，描述带电粒子通过相界面动力学规律性的理论，称为迟缓放电理论。反应粒子在电极表面上或表面近邻的液层中发生于氧化还原反应前的转化步骤引起的极化，称为转化反应极化，例如简单金属离子水化程度的降低和重排、络离子配位体的变换或配位数的降低等引起的极化。另外还有电结晶过程产生的极化。

超电势或过电位是极化电极电势与平衡电极电势之差值，为了使极化超电势为正值，阴极极化超电势ηk值等于阴极平衡电势减阴极极化电势（也称析出电势），即有：

ηk= 平- k

阴极极化超电势是上述各项极化超电势的总和，各项极化超电势对阴极极化超电势的贡献不是等同的，它与实际电极过程的特征有关，例如大部分金属以简单离子形态在阴极电沉积时，浓差极化是电极过程的控制步骤，电极极化以浓差极化为主；而当金属从其络合物溶液中电沉积时却以电化学极化为主，电化学反应过程是电极过程的控制步骤；另外有的电极过程是由这两种极化联合控制的等。电极极化作用影响电流效率、金属电沉积的速度及金属电沉积层的质量。电极极化作用增加了槽电压，提高了电能消耗，因此对于化学电源、金属电冶炼、电解精炼工业，极化作用是不利因素，应力求尽量减少。但是在电镀工业中往往通过增加电极极化来改善金属镀层的质量，极化是一种需要创造的有利因素。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省

云南省