湖北
前言
锌的电沉积，在钢铁等金属材料中应用十分广泛，在电镀市场中占据主导地位，据行业内统计，电镀锌或锌合金的占比超过70%。锌易溶于酸，也能溶于碱。锌在干燥的空气中几乎不发生变化。在潮湿的空气中，锌表面会生成致密的碱式碳酸锌膜。在含二氧化硫、H2S以及海洋性气氛中，锌的耐蚀性较差，尤其在高温高湿含有机酸的气氛里，锌镀层极易被腐蚀。锌的标准电极电位为－0．76V，对钢铁基体来说，锌镀层属于阳极性镀层，它主要用于防止钢铁的腐蚀，其防护性能的优劣与镀层厚度关系甚大。锌镀层经钝化处理、染色或涂覆护光剂后，能显著提高其防护性和装饰性。
通过整合碱性锌酸盐体系与酸性硫酸盐体系的研究成果，本文论证了该理论的普适性。在碱性体系中，芳香族聚胺类整平剂与季铵盐光亮剂（如PA-Imid与3NCP）的协同效应，通过大幅提高沉积过电位，将沉积形态锁定在纳米尺度的光亮细晶阶段。在酸性体系中，工艺参数（电流密度、pH、温度、搅拌）通过改变沉积动力学与副反应路径主导形态演变，高pH/高温条件甚至会引致锌-氧化物复合沉积的分支路径。
摘要：本文系统阐述了锌电沉积过程中结晶形态的连续演变理论。该理论指出，锌的结晶形态遵循从“针状→片状→柱状→细晶”的连续演变路径，此过程受阴极过电位与传质条件共同控制，并可被电解质pH值及有机添加剂等因素精确调控，从某阶段“起始”并“停留”在任一特定阶段。本研究为在不同应用场景下定向制备具有预期性能的锌沉积层提供了统一的理论框架和实践策略。
关键词：锌电沉积；结晶形态；连续演变；添加剂；pH值；过电位；控制策略
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