镍表面气孔形成主要原因有哪些？

气孔产生原因：①由于阴极反应产生的氢气泡黏附在镍板表面；②镍板吸附了机械夹杂的有机物。氢气泡和不导电的有机物占据在镍板表面位置，使该处电阻增大，形成镍的“零电荷区”，镍不能析出成为空位，即气孔。

(1)氢气泡的产生

①由铁族元素的性质决定。铁族元素电解过程中，一是由于粒子扩散速度小于电子运动速度而造成“浓差极化”现象对于铁族金属特别是镍来说是严重的，由此引起的镍析出超电位为0.3～0.8 V，而一般金属为0.03 V以下；二是铁族金属作为阴极反应2H+ +2e -H2具有很好的催化作用，大大减少了反应速度小于电子运动速度而造成的“电化学极化”，因而，氢在镍阴极板上的超电压比一般金属小得多，镍和氢的析出电位可以计算。

镍的析出电位：

vffi=-0.24+[-(-0.5~-0.6)]=-0.74~-0.84

(9 - 22)

氢的析出电位： ‰=Ⅱ+ blgDk (9-23)式中：n，6为常数，n与极板材料有关，由资料查得，镍阴极板取0.5（一般金属为1.2—1.5），6取0.12，计算当电流密度在220 A/IT12时，氢的超电位为-0.8 V。由计算看出，在镍电解过程中，镍和氢的析出电位相近，因而氢的析出是不可避免的。实践中隔膜内溶液pH高于新液pH，证实了氢离子的放电反应存在。

②技术条件控制不当

a．pH:根据能斯特公式，氢的析出电位与氢离子的浓度有关，v析=v0 +0.51gH+，从公式看出，增加pH，有利于增加氢的析出电位（负值）。低pH(2.6)电解，氢的超电位小，氢析出较多，此区由于酸度大，溶液中无氢氧化物胶体产生，溶液黏度小，阴极对氢的吸附作用小。即使温度在55℃左右，氢气也畅通无阻逸出液面，不产生气孔。

高pH(4.5~5.0)，此区氢析出电位高，产生氢气少，生成以Ni( OH)3为主的少量氢氧化物。当温度高于65℃时，其黏度较小，对镍的迁移影响小，电镍不产生气孔，如果温度低于60℃则易产生气孔。

pH 3.5左右时氢的析出量在上两区之间，但此pH刚好是微量铁离子水解为胶体氢氧化铁的范闱，氢氧化铁悬浮在溶液中，其黏度相当大。一方面使镍离子迁移速度大大降低，又使隔膜袋堵塞，影响阴极液循环，从而加快镍的“浓差极化”；另一方面，氢氧化铁的存在也有利于氢气泡留在阴极表面。因而，此区温度保持在65℃以上，电镍气孔也大量产生，为电镍生产禁区。

b．温度：镍电解液温度升高，同时降低镍和氢的超电位。但是温度升高，溶液黏度降低，有利于氢的析出，因此黏度高的溶液，要求温度高。反之，温度可以降低。

c．电流密度：提高电流密度，同时提高镍和氢的超电位。但电位过高，镍的超电位比氢的超电位增加得快，有利于氢的析出。如对于同一块电镍来说，阴极比阳极宽得不多，则产生边部电流密度集中，镍离子来不及补充，边部产生气孔。加宽阴极，可消除此现象。

对于三种体系的镍电解溶液来说，全硫酸介质导电性能差，一般不能用太高的电流密度，必须采用适合的pH、温度。否则，易产生气孔。

d．溶液主要成分：在硫酸盐体系中主要靠镍离子、钠离子、硫酸根等离子导电，镍离子是在阴极析出物质，如果浓度低，会产生镍的贫化现象。镍在不同的电解液体系中有着不同的溶解度，但不高，较易析出，使溶液黏度增大。另外，镍的导电性不太好，镍离子浓度太高太低都会引起“浓差极化”，导致气孑L产生。一般全硫酸介质镍离子浓度控制在40~50 g/L。

镍离子能增加溶液比电导，但在镍离子缺乏时，钠离子聚集在阴极附近，本身不参与阴极反应而阻碍镍析出，产生大量氢气。

e．阴阳极液流动：阴阳极液流动，直接影响着镍离子的迁移速度。实践中，阴极液的流动性受到许多因素的制约，如隔膜袋材质、新液流量等。但是，阳极液的流动性易被忽视。在电解槽设计时，电解槽长、宽、高不适合，易造成阳极液流动的死角。不采取措施和不使用添加剂时，电镍有大量气孔，如果从阴极室和阳极室多引进几根进出管，加强溶液循环，气孑L明显减少或消除。

以上由于氢气析出黏附在阴极上产生气孔，多分布在镍板中上部和边缘。

(2)溶液中各种机械夹杂的有机物

由设备和工艺中带入镍电解液的各类有机物一般有两大特点，一是在水中溶解度小，多半以机械夹杂存在于溶液中；二是本身导电性差，又易被界面吸附，机械夹杂物被阴极吸附位置，镍不能析出形成气孔。如含0272萃余液电解，当其含量高于10 mg/L时，有部分机械夹杂的C272被阴极吸附，形成底黑。由于夹带较多的煤油，煤油在溶液中的溶解度只有0.1 mg/L，被阴极吸附后向四周扩散，形成一片片密集的气孔。