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As empresas de fundição sob pressão precisam resolver os problemas de polarização da galvanoplastia

Polarização se refere ao fenômeno em que o potencial do eletrodo se desvia de seu potencial de equilíbrio quando a corrente passa pelo eletrodo. A polarização catódica faz com que o potencial do eletrodo do cátodo mude na direção negativa, enquanto a polarização anódica faz com que o potencial mude na direção positiva. Quanto maior a densidade de corrente que passa pelo eletrodo, maior o valor absoluto do potencial do eletrodo se desviando do potencial de equilíbrio do eletrodo.
1. Os íons de hidrato metálico movem-se da solução para a interface catódica - etapa de transferência de substâncias na fase líquida;
2. Os íons metálicos ganham elétrons no cátodo e na interface e são reduzidos a átomos metálicos — uma etapa eletroquímica;
3. Átomos de metal são organizados em cristais metálicos com uma determinada configuração - a etapa de geração de uma nova fase.
A polarização causada pela taxa de difusão de reagentes ou produtos de reação perto da superfície do eletrodo sendo menor que a taxa de reação eletroquímica é chamada de polarização de concentração. A polarização causada pela taxa de reação eletroquímica no eletrodo sendo menor que a taxa de movimento de elétrons no circuito externo é chamada de polarização eletroquímica ou polarização de ativação.
(1) Polarização de concentração
No processo de eletrodo, a etapa unitária de transferência das partículas de reação da solução para a superfície do eletrodo é chamada de etapa de transferência de massa da fase líquida.
Quando o processo de eletrodo é controlado pela etapa de transferência de massa em fase líquida, o eletrodo produz polarização de concentração. O processo de transferência de massa em fase líquida pode ser concluído de três maneiras: eletromigração, convecção e difusão.
Em uma solução ácida de galvanoplastia, quando nenhuma eletricidade é aplicada, a concentração de cada parte da solução de galvanoplastia é uniforme. Após a aplicação da eletricidade, o primeiro reagente consumido na solução de galvanoplastia deve ser os íons de zinco na camada líquida perto da superfície do cátodo. Portanto, a concentração de íons de zinco na camada líquida perto da superfície do cátodo continua a diminuir, formando uma diferença de concentração com a maior parte da solução de galvanoplastia. Neste momento, os íons de zinco na maior parte da solução devem se difundir para a vizinhança da superfície do eletrodo para se reabastecer, de modo que a concentração tenda a ser igual. Como a taxa de difusão dos íons de zinco não consegue acompanhar a taxa de consumo da reação do eletrodo, a concentração de íons na camada líquida perto da superfície do eletrodo é ainda mais reduzida. Então, mesmo que a taxa de reação de Znz++2e—Zn consiga acompanhar a velocidade de transferência de elétrons, devido à falta de íons de zinco perto da superfície do eletrodo, ainda haverá acúmulo de elétrons no cátodo, tornando o potencial do eletrodo negativo e polarizado. Como a concentração de íons de zinco na camada líquida perto do eletrodo deve diminuir neste momento, formando assim uma diferença de concentração com a solução em massa, isso é chamado de polarização de concentração. O mesmo é verdadeiro para a polarização de concentração do ânodo. Os íons de zinco dissolvidos na solução no ânodo de zinco não podem se difundir na solução a tempo, resultando em um aumento na concentração de íons de zinco na camada líquida perto da superfície do ânodo. O potencial do eletrodo se moverá na direção positiva e a polarização da concentração do ânodo ocorrerá.
Na área do cátodo, quando a corrente aumenta até o ponto em que a concentração dos íons metálicos pré-revestidos se aproxima de zero, a densidade de corrente é chamada de densidade de corrente limitante, e uma plataforma aparece na curva de análise polarográfica eletroquímica. Quando a área do cátodo atinge a corrente limitante, devido à extrema falta de íons pré-revestidos, o H+ descarrega e uma grande quantidade de hidrogênio é precipitada, e a área do cátodo rapidamente se alcaliniza. Neste momento, uma grande quantidade de hidróxido é misturada no revestimento, formando uma camada de galvanoplastia áspera e porosa, semelhante a uma esponja. Este fenômeno é chamado de "queima" no processo de galvanoplastia.