电流效率的测定
铜电解精炼——电流效率的测定
铜电解精炼——电流效率的测定一、 实验目的1.了解铜电解精炼的基本原理；2.熟悉铜电解精炼的实验方法及电流效率的测定。
二、 基本原理铜的电解精炼，是将火法精炼的铜铸成阳极板，用纯铜薄片作为阴极板，相间地装入电解槽中，用硫酸铜及硫酸的水溶解作电解液，在直流电的作用下，发生下列反应：1.阳极反应Cu-2e=Cu 2+ V 34.0εC u/C u 2=+(1)Me-2e=Me 2+ V 34.0εM e/M e2<+(2)2OH --2e=H 2O+O 2 V 59.1ε2—O/OH 2= (3)SO 42--2e=SO 3+O 2 v 42.2ε2—24O/SO= (4)正常情况下,由于OH -及SO 42-的标准电位远比铜的电位正.(3)、(4)反应不可能进行；电位比铜负的贱金属将在阳极上优先溶解，但其含量很少，贵金属（如Au 、Ag 电位远比铜的电位正，不能进行阳极溶解）和某些金属（如硒、碲等和铜形成不溶解的化合物）不溶。
成为阳极泥沉入槽底；因此，在阳极上进行的主要反应是铜以二价形态溶解。
2.阴极反应)7(V34.0εMee 2Me )6(V0εH e 2H 2)5(V34.0εCu e 2Cu Me /2Me 2H /H 2Cu/Cu222<=+==+==+++++++氢的标准电位较铜负，而氢在铜阴极上析出的超电压又很大，故在正常情况下，（6）式不可能进行，电位较负的贱金属不能在阴极上析出，留在电解液中，待电解液定期净化时除去。
因此在阴极上进行的主要反应是二价铜离子析出，这样，在阴极上析出的铜纯度很高，称为电解铜，简称电铜（含铜量99.98%—99.99%）。
电解精炼时，各种杂质的脱除率均在90%以上。
铜电解精炼时的电流效率，一般系指阴极电流效率而言。
它是电铜实际产量与按照法拉第定律计算的理论产量之比，而以百分数表示的一个指标；它直接影响铜电解精炼的电能消耗，电流效率愈低或槽最压愈高，电能消耗愈大，工厂中的电流效率，在一般情况下，约为95—98%。
电流检测方法
电流检测方法电流检测是电气工程中非常重要的一项工作，它可以帮助我们了解电路中的电流情况，确保电路运行的安全和稳定。
在电力系统、工业自动化控制、电子设备等领域都有着广泛的应用。
本文将介绍几种常见的电流检测方法，希望能够对大家有所帮助。
1. 电流互感器检测方法。
电流互感器是一种常见的电流检测设备，它通过感应电流产生的磁场来检测电路中的电流大小。
电流互感器广泛应用于电力系统中，可以实现对高压电流的准确检测。
在使用电流互感器进行检测时，需要注意选择合适的互感器型号和额定电流范围，以确保检测的准确性和可靠性。
2. 电流测量表检测方法。
电流测量表是一种直接测量电路中电流大小的仪器，它通常通过安装在电路中的电流互感器或者电流传感器来实现电流的检测和测量。
电流测量表具有测量范围广、精度高、操作简便等特点，适用于各种电路中的电流检测工作。
在使用电流测量表进行检测时，需要注意选择合适的测量范围和测量精度，以确保测量结果的准确性。
3. 电流传感器检测方法。
电流传感器是一种将电路中的电流转化为电压或电流信号输出的传感器，它通常通过感应电流产生的磁场来实现电流的检测和测量。
电流传感器具有结构简单、响应速度快、抗干扰能力强等特点，适用于各种电路中的电流检测工作。
在使用电流传感器进行检测时，需要注意选择合适的传感器型号和安装位置，以确保检测的准确性和稳定性。
4. 电流开关检测方法。
电流开关是一种能够在电路中实现电流开关控制和检测的设备，它通常通过感应电路中的电流大小来实现电流的检测和控制。
电流开关具有响应速度快、动作可靠、结构简单等特点，适用于各种电路中的电流检测和控制工作。
在使用电流开关进行检测时，需要注意选择合适的开关类型和动作特性，以确保检测和控制的准确性和可靠性。
总结。
电流检测是电气工程中非常重要的一项工作，它可以帮助我们了解电路中的电流情况，确保电路运行的安全和稳定。
本文介绍了几种常见的电流检测方法，包括电流互感器检测方法、电流测量表检测方法、电流传感器检测方法和电流开关检测方法，希望能够对大家有所帮助。
电流测量方法
电流测量方法电流是电路中的重要参数，测量电流是电工和电子工程师在日常工作中经常需要进行的操作。
正确的电流测量方法能够保证电路工作的正常运行，同时也能确保工作人员的安全。
在本文中，我们将介绍几种常见的电流测量方法，以及它们的优缺点和适用范围。
首先，最常见的电流测量方法之一是使用电流表。
电流表是一种专门用于测量电流的仪器，它可以直接连接到电路中，通过电流表的指针或数字显示屏来显示电流数值。
电流表通常有两种类型，分别是模拟电流表和数字电流表。
模拟电流表通过指针指示电流数值，而数字电流表则通过数字显示屏来显示电流数值。
电流表的优点是测量精度高，测量范围广，操作简单，但是需要断开电路才能进行测量，因此在一些特殊情况下并不适用。
其次，另一种常见的电流测量方法是使用电流互感器。
电流互感器是一种通过感应电流产生电压信号的装置，它可以将电路中的电流转换为电压信号输出，然后通过电压表或数据采集系统进行测量。
电流互感器的优点是测量过程不需要断开电路，对被测电路的影响很小，适用于大电流测量，但是需要外部电源供电，且测量精度受到外部磁场和温度的影响。
另外，还有一种电流测量方法是使用霍尔传感器。
霍尔传感器是一种利用霍尔效应测量电流的装置，它可以将电路中的电流转换为霍尔电压输出，然后通过电压表或数据采集系统进行测量。
霍尔传感器的优点是测量精度高，对被测电路的影响很小，但是需要外部电源供电，且测量范围受到器件本身特性的限制。
综上所述，不同的电流测量方法各有优缺点，选择合适的测量方法需要根据具体的测量要求和实际情况来决定。
在实际工作中，我们可以根据需要灵活选择电流表、电流互感器或霍尔传感器等不同的测量方法，以确保电流测量的准确性和可靠性。
希望本文所介绍的电流测量方法能够对您有所帮助，谢谢阅读！。
铝电解槽电流效率测定方法研究
2020年第４期中国高新科技 37POWER TECHNOLOGY 电力科技铝电解槽电流效率测定方法研究张 健（沈阳铝镁设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110001）摘要：铝电解槽测定电流效率最常用的方法是简易盘存法、加铜盘存法及气体分析法。
文章通过理论分析并结合设计与生产实践，对上述3种方法的测定原理及误差产生的原因进行了分析和讨论。
关键词：铝电解槽；电流效率；测定 文献标识码：A 中图分类号：TF821文章编号：2096-4137（2020）04-37-02 DOI：10.13535/ki.10-1507/n.2020.04.12Study on measurement methods of current efficiency of aluminum electrolysis cellZHANG Jian(Shenyang Aluminum and Magnesium Design and Research Institute Co., Ltd, Shenyang 110001, China)Abstract: The most commonly used methods to measure the current efficiency of aluminum electrolysis cell are simple inventory method, copper inventory method and gas analysis method. Through the theoretical analysis and the experiences of design and actual production practices, this paper analyzes and discusses the measuring principles and the causes of errors of the three methods.Keywords:aluminum electrolysis cell; current efficiency; determination0 引言铝电解槽电流效率是在给定时间和电流内电解槽实际产铝量与电解槽理论产铝量之比。
电镀实验方案-超实用
（二）实验讨论 电镀前要对金属片进行打磨，其目的是为了处理、清洁被镀金属的表面，从而得到结合力好的镀 层。镀层质量的好坏要考虑的因素有很多，主要有：被镀金属的特性、镀层特性、合适的前处理、合 适的电镀溶液、合适的操作条件（电流密度、镀液浓度和各组分比例、镀液温度、时间、后处理）、 合适的电镀设备和器具、环境条件等。 1．添加剂对电镀效果的影响 在电镀溶液中加添加剂：糖精、1,4-丁炔二醇、香豆素等可以明显的提高镀层的光亮度。加入光 亮剂的镀镍溶液称光亮镀液，其中一个配方如下： 试剂名称 NiSO4·7H2O H3BO3 试剂用量 250~300g/L 30~40g/L
Q w M Cu 100% 100% Q总 M WCu
II-13-4
式中W为被测金属镀层的重量；M为被测金属的摩尔质量；WCu为库仑计阴极上铜镀层质量；MCu为 铜的摩尔质量（注：被测金属和铜的摩尔质量的值均随所取的基本单元而定。）
三、实验仪器和试剂 直流稳压电源；塑料镀槽；导线；普通镍镀液；库仑镀液 四、实验步骤 （一）具体操作方法 1. 配制电镀溶液（已配好） 2. 梯形槽实验 将铜阴极和镍阳极均用金相砂纸打磨光亮，用水冲洗干净。在267 mL梯形槽中注入一定量的普 通镀镍溶液，装上阳极、阴极试片，接通电源，控制电流在1A，电镀5 min后,取出阴极片用水冲洗， 观察其外观，并将试片各区域的镀层外观按下述符号记录下来。
NaCl MgSO4·7H2O Na2SO4·l0H2O pH 2.库仑溶液配方： 试剂名称 CuSO4·5H2O H2SO4 乙醇
7~12g/L 20~30g/L 60~80g/L 5.2~5.6
试剂用量 125 g/L 25 g/L 50槽的阴极镀层外观图，并分析所观察现象的原因。 2. 将实验数据列表如下，计算镀液的分散能力，并说明镀液分散能力的优劣。
电解冶炼的电流效率与能耗
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案例三：新型电解技术的研发与应用
总结词
该案例重点介绍了新型电解技术的研发背景、技术原 理、应用领域及优势。
详细描述
随着能源危机和环境问题的日益严重，新型电解技术 的研发和应用成为了电解冶炼领域的热点。该案例首 先介绍了新型电解技术的研发背景和必要性，然后阐 述了该技术的技术原理和特点。最后，案例分析了新 型电解技术在不同领域的应用前景和优势，并对其未 来的发展趋势进行了展望。该案例为新型电解技术的 进一步研发和应用提供了有益的参考和借鉴。
提高电解温度和压力
要点一
总结词
提高电解温度和压力可以促进电解反应的进行，从而提高 电流效率和降低能耗。
要点二
详细描述
在一定范围内，提高电解温度和压力可以加速离子和分子 的运动，促进电解反应的进行，从而提高电流效率和降低 能耗。但需要注意的是，过高的温度和压力可能会对设备 造成损坏或对环境造成不良影响。
案例二：某铝冶炼企业的能耗优化实践
总结词
该案例介绍了某铝冶炼企业通过技术改造和生产优化， 实现了降低能耗和提高生产效率的目标。
详细描述
该案例首先介绍了铝冶炼的生产流程和能耗现状，然后 重点阐述了企业在技术改造和生产优化方面的实践。通 过采用新型的电解技术和设备，优化生产工艺参数，加 强能源管理和生产调度等措施，企业实现了降低能耗和 提高生产效率的目标。同时，还对实施过程中的问题和 解决方案进行了总结和分析，为其他企业提供了有益的 参考和借鉴。
总结词：电流密度的选择需根据实际情况进行优化，以获得最佳的电流效率。
电解质的组成
电解质的组成对电流效率有重要影响。某些电解质中的离子可以与电极反应产生的气体或中间产物发 生反应，从而降低电流效率。此外，电解质的导电性也会影响电流效率，导电性差的电解质会导致电 能损失和热能产生。
怎样测定电镀溶液的电流效率
怎样测定电镀溶液的电流效率?
镀液电流效率的测试通常是采用铜库仑计法。
铜库仑计实际上是一个镀铜电解槽。
它具有电流效率为100％而电极上的析出物又都能收集起来的特点，并且镀槽中没有漏电现象。
测试的精确度可达到0．1％～0．05％，完全可以满足电沉积工艺的要求。
铜库仑计的电解液组成如下：硫酸铜125g／L，硫酸25mL／L，乙醇50m L／L。
铜库仑计与被测电镀液的连接方法如下图所示。
测量前，将铜库仑计的阴极试片b和被测试电解液槽中的阴极试片a洗干净、烘干并准确称重。
按被测电解液的工艺要求通电一段时间后，取出试片a和b，洗净、烘干再准确称重。
然后按下式计算出阴极电流效率：
式中ηk——被测液阴极电流效率；
a——被测液镀槽中阴极试片的实际增重；
b——铜库仑计上阴极试片b的实际重量；
k——被测镀液中阴极上析出物质的电化当量，g／(A·h)；1．186——铜的电化当量，g／(A·h)。
关于电流效率
电镀液的电流效率：阴极电流效率电沉积时，人们希望直流电源所提供至阴极的电子全部用来还原沉积镀层所需的金属组分，即全部用于主反应上。
但实际上，副反应的发生也会消耗电子，即电流的利用率往往达不到百分之百，这就存在一个电流利用效率的问题。
为了表征电流利用率的大小，确定了一个镀液指标参数——电流效率。
常用η表示阴极表示阳极电流效率，均以百分比表示。
阴极电流效率有2种定义：电流效率，ηa(1)通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比；(2)沉积一定质量的金属时理论上应通入的电量与沉积相同质量的金属时实际消耗的电量之比。
不同价态的金属离子还原为金属原子理论上所需的电量或通过一定电量(常用安培·小时即A．h表示)时理论上应沉积的单金属质量，被称为“电化学当量”，可计算求出，计算结果可从许多电镀书籍或手册的附录中查到。
实际沉积的金属质量可用“增重法”称量得知：增重=镀后试样质量-镀前试样质量。
实际通过的电量用电量计(即库仑计)测量。
经典方法采用“铜库仑计”，它实际上是一个串接于试验槽上、阴极电流效率几乎百分之百的酸性镀铜槽。
用增重法得知其中阴极实际沉积的铜质量，再依Cu2+的电化学当量换算为理论电量。
随着电子技术的发展，目前已可制出精密电量计(也称为“安培·小时计”)，用以代替铜库仑计，则测定更为简单。
具体的测定操作及计算方法在许多电镀手册中都可查到，此处不再赘述。
单金属镀层的阴极电流效率的测定与计算比较简单，合金电镀时的测定则较麻烦。
应准确分析镀层合金成分后，分别用不同组分金属的电化学当量单独计算后再综合计算如何测定电镀溶液的电流效率?镀液电流效率的测试通常是采用铜库仑计法。
铜库仑计实际上是一个镀铜电解槽。
它具有电流效率为100％，而电极上的析出物又都能收集起来的特点，并且镀槽中没有漏电现象。
测试的精确度可达到0．1％～0．05％，完全可以满足电沉积工艺的要求。
电镀锌及电流效率测定
电镀锌及阴极电流效率测定一、实验目的：掌握金属锌的电镀工艺及电流效率测定二、实验原理：电镀时通入电流，是要在作为阴极的工件上电沉积所需要的镀层组分，即希望主盐金属离子放电还原为金属原子，最终形成符合要求的电镀层。
故一般仅将主盐金属离子的还原反应视为主反应。
如镀锌是Zn2+ + 2e− → Zn。
对带n 个正电荷的金属离子Men+而言，一般还原反应的通式为：Men+ + ne− → Me。
事实上，金属离子并非均以简单离子的形式存在，因而实际反应要复杂些，如络离子的破络、多价金属离子的分步还原等。
因此电镀过程中有许多副反应（氢气的析出、水的电解、络合剂的电解等），而主反应是我们希望在阴极上发生的还原反应。
电沉积时，人们希望直流电源所提供至阴极的电子全部用来还原沉积镀层所需的金属组分，即全部用于主反应上。
但实际上，副反应的发生也会消耗电子，即电流的利用率往往达不到百分之百，这就存在一个电流利用效率的问题。
电流效率定义为：通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比；不同价态的金属离子还原为金属原子理论上所需的电量或通过一定电量(常用安培·小时即A·h 表示)时理论上应沉积的单金属质量，被称为“电化学当量”（g/Ah），如：锌的电化学当量为1.22 g/Ah。
实际沉积的金属质量可用“增重法”称量得知：增重= 镀后试样质量− 镀前试样质量。
因此可以容易求出电镀过程中阴极电流效率。
三、实验工艺条件:电镀锌目的是为了防止钢铁类物体被腐蚀，提高钢铁的耐蚀性及使用寿命，同时也使产品增加装饰性的外观，钢铁随着时间的增长会被风化，水或泥土腐蚀。
国内每年被腐蚀的钢铁差不多占整个钢铁量的十分之一，所以，为了保护钢铁或其零件的使用寿命，一般都采用电镀锌来将钢铁加工处理。
镀锌有酸性镀锌和碱性镀锌，本实验主要介绍氯化钾型酸性镀锌。
氯化钾镀液的特点：①是不含络合剂的单盐镀液，废水极易处理；②镀层的光亮性和整平性优于其他镀液体系；③电流效率高，沉积快；④氢过电位低的钢材如高碳钢、铸件、锻件等容易施镀。
铜电解精炼——电流效率的测定
铜电解精炼——电流效率的测定一、 实验目的1.了解铜电解精炼的基本原理；2.熟悉铜电解精炼的实验方法及电流效率的测定。
二、 基本原理铜的电解精炼，是将火法精炼的铜铸成阳极板，用纯铜薄片作为阴极板，相间地装入电解槽中，用硫酸铜及硫酸的水溶解作电解液，在直流电的作用下，发生下列反应：1.阳极反应Cu-2e=Cu 2+ V 34.0εC u/C u 2=+(1)Me-2e=Me 2+ V 34.0εM e/M e2<+(2)2OH --2e=H 2O+O 2 V 59.1ε2—O/OH 2= (3)SO 42--2e=SO 3+O 2 v 42.2ε2—24O/SO= (4)正常情况下,由于OH -及SO 42-的标准电位远比铜的电位正.(3)、(4)反应不可能进行；电位比铜负的贱金属将在阳极上优先溶解，但其含量很少，贵金属（如Au 、Ag 电位远比铜的电位正，不能进行阳极溶解）和某些金属（如硒、碲等和铜形成不溶解的化合物）不溶。
成为阳极泥沉入槽底；因此，在阳极上进行的主要反应是铜以二价形态溶解。
2.阴极反应)7(V34.0εMee 2Me )6(V0εH e 2H 2)5(V34.0εCu e 2Cu Me /2Me 2H /H 2Cu/Cu222<=+==+==+++++++氢的标准电位较铜负，而氢在铜阴极上析出的超电压又很大，故在正常情况下，（6）式不可能进行，电位较负的贱金属不能在阴极上析出，留在电解液中，待电解液定期净化时除去。
因此在阴极上进行的主要反应是二价铜离子析出，这样，在阴极上析出的铜纯度很高，称为电解铜，简称电铜（含铜量99.98%—99.99%）。
电解精炼时，各种杂质的脱除率均在90%以上。
铜电解精炼时的电流效率，一般系指阴极电流效率而言。
它是电铜实际产量与按照法拉第定律计算的理论产量之比，而以百分数表示的一个指标；它直接影响铜电解精炼的电能消耗，电流效率愈低或槽最压愈高，电能消耗愈大，工厂中的电流效率，在一般情况下，约为95—98%。
化学电池效率实验中的电流效率和能量转化效率测定
化学电池效率实验中的电流效率和能量转化效率测定化学电池是一种将化学能转化为电能的装置，广泛应用于日常生活和工业生产中。
然而，在使用化学电池时，我们不仅关心其电流效率，也关注能量转化效率。
本文将探讨如何测定化学电池的电流效率和能量转化效率。
电流效率是指化学电池中化学反应所产生的电流与理论上可能产生的最大电流之间的比例。
在实验中，我们可以通过测量电流和电压来计算电流效率。
首先，我们需要准备一个化学电池，并将其连接到一个电流计和一个电压计。
然后，我们可以通过测量电流计和电压计的读数来计算电流效率。
具体计算方法如下：电流效率（%）= 实际电流 / 理论电流 × 100%理论电流可以通过化学反应方程式中的电子数目来计算。
例如，对于一个由铁和铜构成的电池，其化学反应方程式为：Fe(s) + Cu2+(aq) → Fe2+(aq) + Cu(s)在这个反应中，每个铁原子释放2个电子，因此理论电流为实际电流的两倍。
能量转化效率是指化学电池将化学能转化为电能的效率。
在实验中，我们可以通过测量电池的电压和电流来计算能量转化效率。
首先，我们需要测量电池的电压和电流。
然后，我们可以使用以下公式来计算能量转化效率：能量转化效率（%）= 输出电能 / 输入化学能 × 100%输出电能可以通过电压和电流的乘积来计算。
输入化学能是指化学反应中参与反应的物质的化学能。
例如，在铁和铜电池中，输入化学能可以通过铁和铜之间的化学反应的焓变来计算。
通过测定化学电池的电流效率和能量转化效率，我们可以评估其性能和效率。
这对于改进电池设计和优化电池性能非常重要。
例如，如果一个化学电池的电流效率很低，可能是由于反应速率较慢或电子传导效率较低。
通过分析电流效率的低下原因，我们可以采取相应的措施来提高电池的性能。
另一方面，能量转化效率的测定可以帮助我们了解化学电池在将化学能转化为电能时的损失情况。
如果能量转化效率很低，可能是由于反应过程中的能量损失或电池内部电阻导致的能量损失。
电流测量原理
电流测量原理
电流是指电荷在单位时间内通过导体横截面的数量，是描述电荷运动的物理量。
在电路中，电流的测量是非常重要的，它可以帮助我们了解电路中电荷的流动情况，从而保证电路的正常运行。
本文将介绍电流测量的原理及相关知识。
首先，我们需要了解电流的测量单位。
电流的单位是安培（A），1安培等于1库仑每秒。
在实际测量中，我们通常使用安培表来测量电流，安培表是一种电流表，可以直接测量电路中的电流大小。
其次，我们来介绍一下安培表的工作原理。
安培表的工作原理是基于电磁感应
的原理。
当电流通过安培表的线圈时，会在线圈内产生一个磁场，根据洛伦兹力的作用，线圈会受到一个力矩，使得线圈转动。
通过测量线圈转动的角度，就可以确定电流的大小。
除了安培表，我们还可以使用电流互感器来测量电流。
电流互感器是一种利用
电磁感应原理来测量电流的设备，它通过感应电流产生的磁场来实现电流的测量。
电流互感器广泛应用于电力系统中，可以实现对高压大电流的测量。
在实际测量中，我们还需要注意一些问题。
首先是测量电路的接线问题，正确
的接线可以保证测量的准确性。
其次是测量仪器的精度和灵敏度，选择合适的测量仪器对于准确测量电流非常重要。
另外，还需要考虑测量环境的影响，如温度、湿度等因素都会对测量结果产生影响。
总的来说，电流的测量原理是基于电磁感应的原理，通过安培表、电流互感器
等测量设备可以实现对电流的准确测量。
在实际应用中，我们需要注意接线、仪器选择和环境影响等因素，以保证测量结果的准确性。
希望本文对电流测量原理有所帮助。
电流效率的测定
M损=0.3356×240000×365×24×1%×10-6=7（吨）
这是一个相当惊人的数字，所以，提高铝电
解生产中的电流效率极为重要。
回归法
3
100%
（3-4）
∑Mi一盘存期间产出的铝量，kg； Mt—第二次测得的槽内铝量，kg M0一第一次测得的槽内铝量，kg I—平均电流，A； t—时间，h。
按照上式的要求，需准确盘存计算周期前槽 内在产铝量Mo和计算周期末槽内在产铝量Mt，以 及计算周期内的实际出铝量。但在生产中，常以 一定时间内（如一个月）的实际出铝量代替M实 计算电流效率，这相当于假定计算周期前后的在 产铝量恒定（Mt-Mo=0），此时，上式简化为 :
• • • • • •
设Q为加人的示踪元素量，C0为加入示踪元素后该元素在 铝中的总浓度，C1 为铝液小该元素的本底浓度，则槽内铝量可按下式计算： Q（1－C1） M＝－－－－－－－－－ C0－C1 铝液中的本底铜来自原料中所含的微量铜。通常在测定电 流效率前20一30日内定期测定，以求得稳定值。我国铝厂 电解槽的铜本底值为0.0010％－0.0012％。
M
i 1
n
i 3
0.3356 It 10
100%
电镀液的电流效率及其测定方法
文章编号:1001-3849(2008)05-0027-03电镀液的电流效率及其测定方法¹覃奇贤,刘淑兰(天津大学化工学院,天津300072)摘要:电流效率特别是阴极电流效率是电镀液的重要性能之一。
本文介绍了法拉弟定律、电化当量及电流效率的基本概念;电流效率的测定方法;电量计的种类以及电流效率在选择最佳电镀工艺、确定阴极和阳极面积比等方面的应用。
关键词:法拉弟定律;电化当量;电流效率;电量计中图分类号:TQ153文献标识码:BCurrent Efficiencies of Electroplating Bath andMeasurement Method ThereofQIN Q-i x ian,LIU Shu-lan引言研制一种新的电镀工艺并将其应用于生产时,除了给出电镀液的组成及工艺条件外,还需要测定镀层性能及镀液性能,镀液性能如电导率、电流效率、分散能力和深镀能力等,其中阴极电流效率的数值能反映劳动生产率的高低以及电能的消耗情况。
这里应该特别强调的是,不能将电流效率与电镀生产效率相混淆,电流效率是电镀液的性能,它与设备等情况无关。
以下就电镀液电流效率测定的理论依据、电流效率的测定方法包括电量计的使用、测量步骤及计算等做些简单的介绍。
最后介绍一下电流效率的测定在电镀生产中的重要性。
1法拉弟定律111法拉弟定律的导出当外电流通过电镀槽时,自外电路流入阴极的电子将全部参加阴极反应,同时在阳极与电镀液界面又将发生失电子的氧化反应,将与阴极消耗的相同数量的电子输送到外线路,即电流通过阴极与电镀液界面以及阳极与电镀液界面时,发生了电子的消耗和产生的问题,也就是说电流通过电极与溶液界面时发生了得失电子的电化学反应,通过大量实验总结出:参加电化学反应的反应物及形成产物的质量与电极上通过的电量间,存在一定的关系,可以用法拉弟定律来描述。
大量实践证明,当电流通过镀槽时,电极上形成产物的量(或反应物的消耗量)与通过的电流和通电时间成正比,以下式表示m=k I t(1)因为Q=I t所以m=k Q(2)式中:m为电极上形成产物的质量,g;I为电极上通过的电流,A;t为通电时间,h;Q为电极上通过的电量,C或A#h;k为常数,g/h或g/C。
电流效率的计算公式
电流效率的计算公式
电流效率是一个用来衡量电流传输过程中能量损失的指标。
它描述了在电流传输的过程中，有多少能量被转化为有用的电能，而有多少能量被浪费掉。
电流效率的计算公式可以用来评估电流传输的效果，帮助我们了解电流传输的效率和损耗情况。
计算电流效率的公式是通过将实际输出电功率与输入电功率进行比较来得出的。
实际输出电功率是指在电流传输过程中实际转化为有用电能的功率，而输入电功率则是指进入电流传输系统的总功率。
通过比较这两个功率值，我们可以得出电流传输的效率。
电流效率 = 实际输出电功率 / 输入电功率
电流效率的计算公式可以帮助我们评估电流传输的效果，并且在设计和优化电流传输系统时起到重要的指导作用。
通过计算电流效率，我们可以了解电流传输过程中的能量损失情况，从而找出存在的问题并采取相应的措施来提高电流传输的效率。
需要注意的是，电流效率的计算公式只是衡量电流传输效果的一个指标，它并不能完全反映电流传输系统的性能。
在实际应用中，还需要考虑其他因素，如电流传输的稳定性、可靠性等。
因此，在进行电流效率的计算和评估时，需要综合考虑各个方面的因素，以得出全面准确的结论。
电流效率是评估电流传输效果的重要指标，它可以通过计算公式来
进行评估。
通过计算电流效率，我们可以了解电流传输过程中的能量损失情况，并采取相应的措施来提高电流传输的效率。
电流效率的计算方法
电流效率的计算方法
电流效率是指电流在电路中的传输效率，也就是电流的利用率。
在电路中，电流的传输效率受到多种因素的影响，如电路的阻抗、电源的电压、电路中的电阻等。
因此，计算电流效率需要考虑这些因素的影响。
电流效率的计算方法可以通过以下公式来实现：
电流效率 = 电路中的有用电流 / 电源提供的总电流
其中，有用电流指的是电路中能够被利用的电流，而总电流则是电源提供的电流。
通过这个公式，我们可以计算出电流在电路中的传输效率。
在实际应用中，电流效率的计算方法可以用于评估电路的性能。
例如，在电子设备中，电路的效率是非常重要的，因为它直接影响设备的功耗和性能。
通过计算电流效率，我们可以了解电路的传输效率，从而优化电路的设计，提高设备的性能和效率。
电流效率的计算方法也可以用于评估电源的性能。
电源的效率是指电源输出的电能与输入的电能之比，而电流效率则是指电源提供的电流在电路中的传输效率。
通过计算电流效率，我们可以了解电源在电路中的传输效率，从而选择更加高效的电源，提高电路的效率和性能。
电流效率的计算方法是评估电路和电源性能的重要工具。
通过计算电流效率，我们可以了解电路和电源在电路中的传输效率，从而优化电路的设计，提高设备的性能和效率。
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在线分析电流效率的装置
电流效率的测定
测定铝电解的电流效率通常采用盘存法、回 归法和气体分析法。
在铝电解生产中，为了生产过程的需要，电解 槽内必须保持有一定量的在产铝，所实际的产 铝量以下式计算：
M实 Mt Mo Mi
i 1
n
M 理 kIt
盘存法
Mt Mo Mi
i 1 n
kIt 10
例：某台240kA型电解槽在一个月内（30天）共出铝
53930kg，月平均电流强度为240000A，计 3
0.3356 It 10
100%
53930 0.3356 240000 30 24 10
3
93.00%
注意：在计算电流效率中，一般取四位有效数字。
• 回归法适用于测定短期内电流效率 • 回归法也采用稀释技术。所用的示踪元素分 为两类： • (1)惰性金属元素(如铜,银)； • (2)放射性同位素(如金—198，钻—60)。
• 阳极气体分析法适用于测定瞬时的电流效 率。 • 气体分析法的原理，是依据了阳极气体中 的CO2浓度与电流效率之间的关系
M
i 1
n
i 3
0.3356 It 10
100%
(3-5)
实际上，Mt-Mo≠0，这样得到的电流效率短 期内的误差很大，要达到与实际电流效率误差 在±1%的精确度，需要九个月以上的时间，为 此，利用上式在短时间内得到的电流效率只能 是一个参考值，按上式得到的电流效率称为 “出铝电流效率”。
3
100%
（3-4）
∑Mi一盘存期间产出的铝量，kg； Mt—第二次测得的槽内铝量，kg M0一第一次测得的槽内铝量，kg I—平均电流，A； t—时间，h。
按照上式的要求，需准确盘存计算周期前槽 内在产铝量Mo和计算周期末槽内在产铝量Mt，以 及计算周期内的实际出铝量。但在生产中，常以 一定时间内（如一个月）的实际出铝量代替M实 计算电流效率，这相当于假定计算周期前后的在 产铝量恒定（Mt-Mo=0），此时，上式简化为 :
目前，铝工业上的电解槽电流效率约为85～ 95%，即有5%～15%的电流损失。例如，若240kA 电解槽的电流效率比设计值低1%，每年每槽损失 的铝量达：
M损=0.3356×240000×365×24×1%×10-6=7（吨）
这是一个相当惊人的数字，所以，提高铝电
解生产中的电流效率极为重要。
回归法
• • • • • •
设Q为加人的示踪元素量，C0为加入示踪元素后该元素在 铝中的总浓度，C1 为铝液小该元素的本底浓度，则槽内铝量可按下式计算： Q（1－C1） M＝－－－－－－－－－ C0－C1 铝液中的本底铜来自原料中所含的微量铜。通常在测定电 流效率前20一30日内定期测定，以求得稳定值。我国铝厂 电解槽的铜本底值为0.0010％－0.0012％。
除此之外，在生产管理中，还常常通过电
解槽消耗氧化铝的多少，来估计电解槽的电
流效率（按照每生产1t铝消耗氧化铝的定
额），这种电流效率称为“氧化铝消耗电流 效率”。这样得出的电流效率也是非常粗糙 的，只用于电解槽物料平衡管理。
• • •
• •
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为盘存槽内铝量，采用稀释技术较为精确。 稀释技术早已在铝电解中应用。通常采用惰性金属， 例如铜和银。 稀释技术的原理是往糟内铝液中添加少量示踪元素， 待其溶解均匀后，取样分析铝中该元素的含量，进而计 算槽内铝量。 对示踪元素的要求是： (1)在电解温度下，它能够均匀地溶解在铝液内，而完 全不溶解在电解液内； (2)它的蒸气压很小，在电解温度下不能蒸发出来； (3)它不应是原料或电极材料的组分； (4)它的纯度要高，一般采用纯度很高的铜和银。