مقالات علمی فرآیندهای آبکاری

3. امکان سنجی برای توسعه فرایند آبکاری آلیاژی Zn-Ni.

3-1 شرایط کلی که آلیاژها را برای استفاده های کاربردی تولید می کنند.

همامطور که در بخش 2-4 توضیح داده شده است، مناطق II و III به علت بازده جریان بالایی که دارند برای پوششهای تجاری ترجیح داده می شوند. رابطه بین ترکیب آلیاژ و بازده جریان برای رسوب هر فلز یا آلیاژ از شکلهای 6، 7 و 8 بدست آمد و در شکل های 24 و 25 نشان داده شده است. در آلیاژهای با مقادیر کم نیکل که مربوط به منطقه II می شود، بازده جزئی جریان نیکل پایین بود و در محدوده باریکی از 5 تا 15 درصد قرار داشت، گرچه مقادیر بالای بازده جریان برای رسوب آلیاژ به علت بازده جریان جزئی Zn مشاهده شد. با افزايش مقدار نيکل آلیاژ، بازده جريان جزئي برای رسوب Zn به طور معکوس کاهش يافت، در حاليکه براي Ni افزايش يافت. این مسئله رسوب آلیاژ را با نرخ تقریبا ثابت و بازده جریان نسبتا بالا در منطقه III امکان پذیر می سازد.

در مناطق ترسیب دوتایی غیر طبیعی II و III، همانطور که قبلا ذکر شد، Zn نسبت به نیکل به عنوان فلز نجیبتر رفتار می کند و با افزایش دانسیته جریان، رسیدن رسوب Zn به جریان حد خود نسبت به Ni در اولویت است. هنگامی که جریان حد برای رسوب نیکل به دست می آید، ترکیب آلیاژ با حمام (CRL) مشابه می شود، زیرا هر دو جریان حد برای رسوب فلز به دست می آیند. بنابراین میزان محتوای نیکل آلیاژ به وسیله % فلز Ni در حمام داده می شود. با این وجود، همانطور که در شکل های 24 و 25 نشان داده شده است، این میزان محتوای نیکل به ویژه در حمامهای با غلظت کم یون Zn (حمامهای 14، 15، 16)، به دلیل کاهش سریع بازده جریان به طور عمده ناشی از ترسیب پوشش پودری در منطقه IV است در عمل به ندرت حاصل می شود. از نمودارهای 24 و 25 مشخص شد که بازده جریان برای ترسیب آلیاژ هنگامی که بازده جریان جزئی Zn افت می کند تا با افزایش بازده جریان جزئی نیکل یکسان شود، به طور ناگهانی کاهش می یابد. این به این معنی است که جریان ترسیب Ni به سرعت افزایش پیدا می کند تا مشابه جریان ترسیب Zn شود و همین امر هنگامی که رسوب Zn به جریان حد خود می رسد منجر به پودری شدن رسوبات می شود. هنگامی که جریانهای رسوب هر دو فلز  یکسان هستند، ترکیب آلیاژ باید همانند CRL حمام حاوی مقادیر اکی مولار هر یون فلزی باشد. ترکیب آلیاژ در این نقطه (3/47٪ Ni) است که به نظر می رسد حداکثر مقدار نیکل آلیاژ قابل دسترس با بازده جریان قابل قبول باشد.

شکل 24 ارتباط بین ترکیب آلیاژ و بازده جریان در حمام­های 10، 13، 14 (جدول 4 را ببینید).

شکل 25 ارتباط بین ترکیب آلیاژ و بازده جریان در حمام های 15 و 16

همانطور که در بالا ذکر شد، آلیاژهای با محتوای Ni نسبتا بالا می توانند با بازده جریان قابل ملاحظه ای در منطقه III بدست آیند. با این حال، منطقه II بیشتر مطلوب است، زیرا ترکیب آلیاژی به سختی در گستره وسیعی از دانسیته های جریان تغییر می کند (در گستره وسیعی از دانسیته جریان ثابت است). بیشترین مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای Zn-Ni مربوط به زمانی است که میزان نیکل آلیاژ 10 تا 16 درصد باشد و صرفا شامل فاز گاما باشد [38]. اگر چه مقدار نیکل آلیاژها در منطقه II کم است، اما با ثابت نگاه داشتن غلظت یون Zn در سطح نسبتا بالا و با افزایش %Ni در حمام آلیاژی میتوان میزان نیکل آلیاژ را در این منطقه افزایش داد[39].

منطقه II توسط دانسیته جريان گذار و دانسیته جريانی که ترسیب Zn در آن آغاز می شود احاطه شده است. دانسیته جریان گذار همانگونه که در  2-3-3 استنتاج شد بصورت یکنواخت توسط ظرفیت بافر حمام تعیین می شود، در حالی که دانسیته جریانی که در آن رسوب Zn شروع به رسیدن به جریان حد خود می کند  بستگی به درجه احیای یون Zn در لایه کاتد دارد. بنابراین، منطقه II در شرایطی که احیای شدید یون هیدروژن و احیای کم یون Zn در لایه انتشار کاتد افزایش می یابد، گسترش می یابد.

علاوه بر ترکیب آلیاژ و بازده جریان که بعنوان مهمترین عوامل در نظر گرفته می شوند، ظاهر سطح پوشش، ثبات و قدرت پرتاب حمام، انرژی و یا بازده ولتاژ برای آبکاری و رفتار انحلال آندی آندهای فلزی نیز در طراحی صنعتی اهمیت دارند. با توجه به همه این عوامل، ترسیب الکتریکی آلیاژها بر اساس بحث فوق در مورد شرایط تولید آلیاژها برای استفاده های کاربردی انجام شد. نتایج و بحثهای مربوطه در زیر آمده است.

3-2. ترسیب الکتریکی آلیاژها از حمام سولفاتی

3-2-1 تاثیر pH در پهن تر شدن منطقه II در حمام سولفاتی ساده که فاقد اسید آلی است.

دانسیته جريان گذار در حمامی که ظرفيت بافر پايينتری دارد کمتر است و منجر به گسترده تر شدن دامنه چگالي جريان در ناحیه II می شود. شکل 26 ویژگیهای pH بافری در حمام آلیاژی استاندارد (حمام 10 در جدول 4) را هنگامی که PH اولیه تغییر می کند نشان می دهد. همانطور که از این شکل مشخص است، تفکیک H₂SO₄ به SO₄^-2 (pK = 1.99) واکنش بافری اصلی در حمام سولفاتی است. شکل 27 اثر pH حمام بر رفتار رسوب آلیاژی را زمانی که سدیم استات از حمام 10 حذف می شود، با استفاده از شرایط آبکاری شرح داده شده در شکل 2-4 نشان می دهد. همانطور که از این شکلها مشهود است،  دانسیته جریان گذار کاهش می یابد و در نتیجه آن پهنای منطقه II در حمام هایی با pH بالاتر افزایش می یابد، زیرا افزایش pH به طور قابل توجهی ظرفیت بافری حمام را کاهش می دهد. در حمام با pH 4.5، منطقه I بدلیل دانسیته جريان گذار خیلی کم ناپدید شد و در این محدوده تنها آلیاژهایی که ترکيب آنها (12٪ نيکل) و دارای ترکیب فاز گاما هستند به طور کامل در منطقه II به دست آمدند.

شکل 26 منحنی تیتراسیون نظری و شاخص های بافر هنگامی که PH اولیه در حمام 10 تغییر می کند.

شکل 27 تاثیر دانسیته جریان بر روی میزان نیکل پوشش و بازده جریان کاتد برای ترسیب آلیاژ از حمام سولفاتی با مقادیر مختلف pH.

3-2-2. پوشش های طولانی مدت.

در مطالعات رسوبدهی آلیاژ Zn-Ni که در بخش های قبلی ارائه شده است، پوشش کوولوستاتیک در 10 C/cm انجام شد. با این مقدار بار پوششی با ضخامت 5 میکرون را بدست می آید که به طور معمول در صنایع تولید ورق فولاد آلیاژی توسط تولیدکنندگان فولاد پذیرفته شده است. از سوی دیگر، در پوشش تجاری اجزای کوچک، فیلم ضخیم تر، حدود 15 پیکنومتر، مورد نظر است. ترکیب آلیاژ با طولانی تر شدن مدت زمان فرایند الکترولیز طولانی تغییر می کند و همین امر باعث ایجاد مشکلاتی می شود.

بنابراین، آلیاژها در دو مقدار مختلف بار الکتریکی (C/cm 10 و 30) از همان حمام pH 4.5 که در مطالعات پوشش در شکل 27 مورد استفاده قرار گرفته بود، ترسیب داده شدند. رفتار رسوب آلیاژ در دو مورد در شکل 28 مقایسه شده است. از این شکل به وظوح مشخص است که تغییرات در ترکیب آلیاژ و بازده جریان بعد از الکترولیز طولانی مدت در منطقه II ناچیز است.

شکل 28 تاثیر مدت زمان الکترولیز بر ترکیب آلیاژ و بازده جریان کاتد برای ترسیب آلیاژ در دانسیته جریانهای مختلف.

شکل 29 تاثیر سدیم استات بر ترکیبات آلیاژ و بازده جریان کاتد برای ترسیب آلیاژ.

3-2-3. ترسیب الکتریکی (آبکاری) از حمام های حاوی اسیدهای آلی یا معدنی.

همانطور که در شکل 28 نشان داده شده است، آلیاژهای با ترکیب پایدار می توانند از حمامهای با pH 4.5 در طیف وسیعی از دانسیته جریان بدست آیند. با این حال، حمامی که pH بالایی دارد ممکن است به راحتی از هیدرولیز یون های فلزی رنج ببرد. از این رو، برخی از اسیدهای آلی یا معدنی که به صورت عامل بافر یا عوامل کمپلکس دهنده عمل می کنند می توانند به حمام اضافه شوند تا پایداری حمام بالا برود. این اسید ها همچنین می توانند هدایت حمام را برای کاهش ولتاژ سل افزایش دهند.

آلیاژها در حمامهایی با pH 4.5 که حاوی 0.5 مول بر لیتر از هریک از یونهای فلزی و اسیدهای آلی یا معدنی به فرم سدیم استات، سدیم سیترات، بوریک اسید یا سوکسینیک اسید بودند، ترسیب داده شدند. غلظت این اسید ها برای سوکسینیک اسید 0.25 مول بر لیتر و برای سایر اسیدها 0.5 مول بر لیتر بود. پایین تر بودن غلظت سوکسینیک اسید به دلیل حلالیت کم آن می باشد. مقدار بار برای الکترولیز 10 C/cm  بود. رفتار رسوب آلیاژ در هر حمام در شکل های 29 و 30 خلاصه شده است. شکل 29 همچنین دارای منحنی های مربوطه برای یک حمام عاری از اسید آلی است که از شکل 28 برای مقایسه استفاده می شود.

شکل 30 تاثیر سدیم سیترات، بوریک اسید یا سوکسینیک اسید بر ترکیبات آلیاژ و بازده جریان کاتد برای ترسیب آلیاژ.

افزودن این اسیدها احتمالا به علت افزایش ظرفیت بافری یا افزایش pH بحرانی برای ترسیب هیدروکسید فلزی به علت تشکیل کمپلکس فلزی باعث افزایش دانسیته جريان انتقال شد. هنگامی که حمام حاوی سدیم سیترات، بوریک اسید یا سوکسینیک اسید است (شکل 30)، بخش افزایش یافته منحنی محتوای نیکل (منطقه III) نیز به سمت چپ منتقل شد و به باریکتر شدن منطقه II منجر شد. علاوه بر این، محتوای نیکل آلیاژهای به دست آمده در منطقه II تا حدی کاهش یافت که هیچ فاز گامای منفردی تشکیل نشد. همانطور که در شکل 26 نشان داده شده است، در حمام با pH 4.5، تفکیک استیک اسید (pK = 4.74) واکنش بافری اصلی است و محلول دارای بیشترین مقاومت در برابر تغییر pH در pH 4.74 است که کمی کمتر از مقدار بحرانی برای رسوب هیدروکسید روی می باشد. از اسیدهای مورد بررسی، بنابراین، از بین اسیدهای مورد استفاده مشخص شد که سدیم استات نمی تواند بعنوان عامل کمپلکس کننده استفاده شود ولی بدلیل اینکه بعنوان یک عامل بافری کننده عمل می کند، بیشترین اهمیت را دارد زیرا مقدار نسبتا کمی از آن می تواند بدون تاثیر خیلی زیادی بر عرض منطقه II، تا حدی شرایط وان را ثابت نگاه دارد.

شکل 31 نمایش شماتیک ظاهر رسوبات بدست آمده از انواع مختلف حمام های سولفاتی

3-2-4. ظاهر سطحی پوشش.

شکل ظاهری آلیاژهای ترسیب داده شده از حمام های آبکاری سولفاتی مختلف که در اینجا مورد بررسی قرار گرفته است، خلاصه شده و به صورت شماتیک در شکل 39 به صورت تابعی از دانسیته جریان ارائه شده است. عکس 1 در شکل 31 ظاهر معمولی را در هر منطقه از دانسیته جریان نشان می دهد.

به طور کلی، رسوبات شیری رنگ  براق در منطقه II بدست می آیند که در آن ترسیب آلیاژ غیر طبیعی با بازده جریان بالا ادامه می یابد. با افزایش دانسیته جریان، ظاهر رسوبات به تدریج از براق(منطقه III)  به خاکستری تیره (منطقه IV) تغییر می کند. از این رو رسوبات با ظاهر سطحی رضایت بخش تنها در منطقه II به دست می آیند، و در هر دو نوع حمام های حاوی یا فاقد اسیدهای آلی یا سدیم استات، رسوبات مطلوبی را در گستره وسیعی از دانسیته جریان تولید می کنند.

عکس 1 شکل ظاهری رسوبات

3-3. ترسیب آلیاژ از حمام کلریدی.

3-3-1 رفتار ترسیب و ظاهر سطح آلیاژها.

حمام سولفاتی که اساسا مخلوطی از محلول های سولفات فلزی است، در تولید ورقهای فولادی آبکاری شده آلیاژی Zn-Ni توسط تولید کنندگان فولاد مورد استفاده قرار گرفته است. این حمام آبکاری تجاری، بدلیل عملیات پیوسته با سرعت بالا در دانسیته جریان بالا و با توجه به بازده تولیدی که دارد، مورد پذیرش قرار گرفته است، اما کنترل شدید شرایط عملیاتی در این نوع حمام ضروری است. بنابراین، آبکارهایی که در اشل کوچکی کار میکنند  ترجیح می دهند از سایر حمامها برای موارد کاربردی استفاده کنند. آلیاژهای Zn-Ni حاوی 5 - 85٪ نیکل (ترجیحا 10-20٪ نیکل) را می توان از حمام های سیانیدی، آمونیاکی، پیرو فسفاتی و زینکات قلیایی و از حمام های با اسیدیته ضعیف مانند سولفات/ سولفامات، کلریدی یا برپایه استات به دست آورد.

حمام های قلیایی به خصوص برای به دست آوردن آلیاژهای غنی از Zn استفاده می شود در حالی که حمام های اسیدی مانند سولفاتی و کلریدی به طور عمده برای به دست آوردن آلیاژ های غنی از Zn و همچنین غنی از Ni استفاده می شوند [40].

از بین این حمام های آبکاری Zn-Ni، حمام کلریدی برای مطالعه بیشتر انتخاب شد زیرا به نظر می رسد این حمام دارای خواص مطلوبی برای اعمال پوشش در اشل تجاری از جمله انحلال خوب آندها و هدایت بالا برای تولید با بازده بالای انرژی است. 

آلیاژها در دانسیته جریانهای مختلف در یک حمام ساده کلریدی حاوی 0.5 مول بر لیتر از هریک از فلزها (Zn و Ni) آبکاری شدند. pH محلول با اسید هیدروکلریک 1.0، 3.0 یا 4.5 تنظیم شد. شرایط عملیاتی مشابه موارد 2-4 یا 2-3-1 است. رفتار رسوب آلیاژ و ظاهر سطح پوشش ها به ترتیب در شکل های 32 و 33 نشان داده شده است.

در همه حمام هایی که مورد بررسی قرار گرفتند ، همانطور که در شکل 32 نشان داده شده است، انتقال از نوع عادی به نوع غیر طبیعی تقریبا در همان چگالی جریان، A/dm² 0.2 رخ می دهد، که نشان دهنده وابستگی کم دانسیته جریان گذار به pH حمام است. در دانسیته جریانهای بالای جریان انتقال، آلیاژهایی با محتوای نیکل تقریبا ثابت از 10 تا 15 درصد با بازده جریان بالا در حمامی با pH 1.0 ترسیب داده شدند که این همان روندی بود که در حمام سولفاتی دیده شد. از سوی دیگر، وقتی pH به 3.0 و 4.5 افزایش یافت، محتوای نیکل به طور قابل ملاحظه ای از 15 تا 40 درصد تغییر کرد، اگرچه بازده جریان نسبتا بالایی حتی در ترسیب دوتایی نرمال در منطقه I مشاهده شد.

همانطور که در شکل 33 نشان داده شده است، پوشش براق شیری هنگامی که آلیاژها حاوی 10-20٪ نیکل هستند به دست می آید. با تجاوز % نیکل از 20 درصد، ظاهر سطح پوشش خاکستری شد.

دانسیته جریان است که به ترسیب آلیاژهای روشن شیری متشکل از فاز گاما منجر می شود.

شکل 32 تاثیر دانسیته جریان بر روی میزان نیکل در رسوبات و بازده جریان کاتد برای ترسیب آلیاژ از حمام کلریدی با مقادیر pH مختلف.

شکل 33 نمایش شماتیک ظاهر رسوبات بدست آمده از حمام های کلریدی با مقادیر pH مختلف

3-3-2 مقایسه با حمام سولفاتی.

در تلاش برای به دست آوردن آلیاژها برای کاربردهای عملی، از حمام های سولفاتی و کلریدی، مشخص شد که حمام ساده سولفاتی با pH 4.5 و حمام ساده کلریدی با pH 1.0 ارجح هستند. رفتار رسوب آلیاژهای این دو حمام در شکل 4 مقایسه شده است. محدوده دانسیته جریانی که به یک آلیاژ با ترکیب پایدار و با بازده جریان بالا می رسد در حمام سولفاتی گسترده تر از حمام کلریدی است، زیرا دانسیته جریان گذار در حمام سولفاتی بسیار کم است. با این حال، هنگامی که حمام کلریدی با حمام سولفاتی حاوی سدیم استات مقایسه می شود (شکل 29)، حمام کلریدی ترجیح داده می شود، زیرا در حالیکه دانسیته جریانهای گذار مشابهی دارند اما  بازده جریان آن بالاتر است.

رفتار رسوب آلیاژ در یک حمام کلریدی از دو منظر با آنچه که در حمام سولفاتی است تفاوت دارد: تراکم جریان گذار تقریبا مستقل از pH حمام است. و بازده جریان برای رسوب آلیاژ در منطقه ترسیب دوتایی نرمال بسیار بالاتر است.

علیرغم مشابه بودن pH حمامها، در حمام کلریدی دانسیته جریان گذار در یک دانسیته جریان بالاتری نسبت به حمام سولفاتی رخ داد که در شکل 34 نشان داده شده است. این احتمالا ناشی از افزایش pH بحرانی برای ترسیب زینک هیدروکساید بود. از آنجاییکه در اینجا حمام های کلرایدی مورد بررسی قرار گرفتند که فاقد هرگونه عامل بافری کننده pH بودند، تغییر در ظرفیت بافری در هنگام تغییرات PH حمام کوچک بود. بنابراين دانسیته جريان انتقال به ندرت از PH  حمام متاثر شد.

در بحثهایی که تاکنون در مورد رسوب آلیاژ از حمام سولفاتی ارائه شده است، هیچ اشاره ای به وضعیتی که در آن به کاهش اورپتانسیل ترسیب ذاتی بزرگ فلز گروه آهن در حضور یک کاتالیزور توجه شده باشد، نشده است. مشخص شده است که یون کلر به عنوان یک کاتالیزور برای ترسیب نیکل عمل می کند [41]. بنابراين، ترسیب دوتایی غیر طبیعی با مشكلاتی همراه خواهد بود، در حاليكه پتانسيل ترسیب نيكل در حضور مقدار زيادی از يون كلريد تقريبا برابر مقدار تعادلي آن است. این مسئله قبلا در بخش 2-5-4 ذکر شده است که زمانی که شرایط برای ترسیب  نیکل در اورپتانسیل ذاتی کم، مهیا باشد ترسیب  Zn همراه با نیکل در پتاسیل کمتر از پتانسیل تعادل با بازده جریان نسبتا بالایی اتفاق می افتد. بنابراین، افزایش دما یا وارد شدن یون کلر به حمام منجر به رسوب آلیاژی نوع معمولی با بازده جریان نسبتا بالا می شود.

3-4 رفتار انحلال آندها در هر دو حمام سولفاتی و کلریدی.

3-4-1 بازده انحلال آندهای فلز محلول.

در مواردی که از آند نامحلول برای آبکاری استفاده می شود، خروج گازهایی مانند اکسیژن یا کلر به طور معمول در پتانسیلهای بسیار نجیب رخ می دهد، که منجر به کاهش بازده انرژی به دلیل ولتاژ زیاد پیل می شود، که نهایتا احیای یون های فلزی حمام در فرایندهای بلند مدت را با مشکل مواجه میسازد. برای جلوگیری از این مشکلات، فلزی که بناست آبکاری شود باید بعنوان آند محلول استفاده شود. با این حال، در آبکاری آلیاژی با ترکیب % مشخص اجزا، بازده جریان جزئی برای ترسیب هر فلز قطعا کمتر از 100٪ است. زمانی که شارژ یکی از اجزا توسط آند محلول مربوطه انجام می گیرد و شارژ ماده دوم از طریق افزودن مواد شیمیایی مناسب صورت می گیرد، این منجر به کاهش تدریجی غلظت یکی از اجزای تشکیل دهنده و افزایش غظت سایر گونه یا گونه ها می شود. از این رو در این مطالعه، یک جفت سیستم آندی متشکل از هر دو جزء برای آبکاری آلیاژی Zn-Ni و بازده انحلال آندی مورد بررسی قرار گرفت. ترکیبات حمام و شرایط کار در جدول 8 نشان داده شده است. در سیستم جفت شده آندی متشکل از Zn و Ni، هر آند برای اینکه  به طور مستقل دانسیته جریان آندی اعمال شده را کنترل کند به یک  مقاومت متغیر تجهیز شد. Zn خالص، نیکل خالص و نیکل حاوی 0.02٪ S تولید شده توسط Sumitomo Metal Mining Co.، Ltd. (علامت تجاری: SK نیکل) به عنوان آند مورد استفاده قرار گرفتند و بازده انحلال با اندازه گیری کاهش وزن هر یک از آندها تعیین شد.

جدول 8 شرایط آزمایشگاهی برای اندازه گیری بازده جریان آند

شکل 35 تاثیر دانسیته جریان بر بازده جريان آند Zn، نيکل خالص Ni و Ni حاوی S در حمام سولفاتی.

شکل 36 تاثیر دانسیته جریان بر روی بازده جریان آند Zn، نيکل خالص Ni و Ni حاوی S در حمام کلریدی

شکل های 35 و 36 بازده انحلال آند در دانسیته جریانهای مختلف کاتدی در حمام های سولفاتی و کلریدی را نشان می دهند. تغییر ترکیب آلیاژ توسط خطوط نقطه چین در این شکل ها نشان داده شده است. در این آزمایش، دانسیته جریان کامل آند مطابق با ترکیب آلیاژی مربوطه به هر آند توزیع می شود تا تغییرات غلظت هر یون فلزی در حمام به حداقل برسد. برای مثال، هنگامی که آلیاژ حاوی 10٪ نیکل است، نسبت دانسیته جریان جزئی کاتدی Ni به Zn به 1: 9 است. پس، 10٪ از جریان کل آندی به نیکل و 90٪ به Zn اعمال می شود. علاوه بر این، بازده جریان آندی هر آند در این شکلها بر اساس این فرض که وقتی که جریان اعمال شده به هر آند صرف انحلال فلز شود بازده جریان 100٪ شود ، محاسبه شد. در حمام سولفاتی، همانطور که در شکل 35 نشان داده شده است، بازده انحلال Zn حدودا 80٪ در منطقه با دانسیته جریان کم زیر  1 A/dm²  بود و به تدریج با افزایش دانسیته جریان افزایش می یابد.آندهای نیکل خالص و حاوی گوگرد حداکثر بازده انحلال حدود 100٪ را در  1A/dm² نشان دادند. در نتیجه کاهش یا افزایش دانسیته جریان از این مقدار مطلوب منجر به کاهش شدید بازده انحلال شد. کاهش بازده انحلال در دانسیته جریانهای بالاتر باید به پسیو شدن آند مربوط شود، گرچه دلیل کاهش بازده در دانسیته جریانهای پایین در حال حاضر مبهم است. در حمام های کلریدی، همانطور که در شکل 36 نشان داده شده است، Zn با راندمان حدود 100٪ در بیش از محدوده دانسیته جریان بررسی شد. بازده انحلال آند نیکل خالص و حاوی S با افزایش دانسیته جریان افزایش یافته و در دانسیته جریانهای بالاتر از 2 A/dm² بیش از 100 درصد است. در حمام های کلریدی، هیچگونه کاهش در بازده انحلال نیکل در دانسیته جریانهای بالا مشاهده نشد، زیرا یون Cl مانع از پسیو شدن Ni می شود. بازده انحلال کمی برای Ni حاوی S بیشتر از Ni خالص بود، که مشابه روندی است که در حمامهای سولفاتی مشاهده شد.

3-4-2. ترسیب Ni بر روی آندهای محلول Zn

در ترسیب الکتریکی آلیاژهای Zn-Ni با استفاده از آند های محلول Zn، ترسیب آلیاژ کاتدی در منطقه II در پتانسیل هایی که نسبت به پتانسیل تعادل Zn تا حدودی کمتر نجیب هستند اتفاق می افتد، در حالی که انحلال آندی Zn در پتانسیل هایی که نسبتا نجیبتر از پتانسیل تعادل Zn هستند، ادامه می یابد. با توجه به اینکه Zn دارای پتانسیل تعادلی کاملا منفی است، Ni می تواند همانطور که بر روی کاتد احیا می شود بر روی آند Zn نیز احیا شود.

برای بررسی این موضوع، آند روی بعد از اتمام فرایند آبکاری گالوانوستاتیک ( A/dm²1 و 10) و الکترولیز کولواستاتیک با استفاده از سیستم آند جفت شده (100 C/cm) با هیدروکلریک اسید حل شد، و Ni محلول حاصل برای تایید ترسیب Ni مورد آنالیز قرار گرفت. در جدول 9 نتایج برای دو آند مختلف نیکل؛ Ni خالص و نیکل حاوی S نشان داده شده است. جدول همچنین شامل بازده انحلال ظاهری و تصحیح شده Zn است.

مقدار نیکل ترسیب یافته بر روی آند تقریبا مستقل از نوع آند نیکل است، که نشان می دهد جایگزینی رسوب Ni بر روی Zn تحت تاثیر نوع آند نیکل قرار نگرفته است.

جدول 9 مقدار نیکل ترسیب یافته بر روی آند Zn و اصلاح بازده جریان ظاهری آند برای رسوب  Zn.

⃰ Ni خالص

⃰⃰⃰ ⃰ Ni حاوی S

همانطور که در جدول 9 نشان داده شده است، پوشش نیکل از 0.3-0.6 میلی گرم بر سانتی متر مربع در حمام سولفاتی و 1.2 - 1.4 میلی گرم بر سانتی متر مربع در حمام کلریدی بر روی آند Zn مشاهده شد. بنابراين، بازده واقعی انحلال Zn در حمام سولفاتی 1 تا 2 درصد بالاتر و در حمام کلریدی 3 تا 4 درصد بیشتر از مقدار ظاهری است. بنابراین، مقدار نیکل بیشتری در طول ترسیب آلیاژ در حمام کلریدی نسبت به حمام سولفاتی بر روی آند Zn رسوب می کند. با توجه به اینکه ترسیب نیکل بر روی هر دوی کاتد و آند حوالی پتانسیل تعادلی Zn در حضور مقادیر زیادی از یونهای Zn اتفاق می افتد، رفتار رسوب Ni روی آند Zn باید به روش مشابه با رسوب کاتدی آن توضیح داده شود. در طی ترسیب آلیاژ در منطقه I، همانطور که در 3-3-2 ذکر شد، مقدار نیکل ترسیب یافته بر روی کاتد در یک حمام کلریدی نسبت به یک حمام سولفاتی بیشتر است که با رفتار رسوب نیکل بر روی آند Zn مطابق است. بنابراين، ويژگيهايي که خاص فلزات گروه آهن هستند منجر به واکنش در آند Zn مي شوند.

همانطور که قبلا در این بخش ذکر شد، از منظر بازده انحلال آندی، هنگامی که از آند محلول Zn استفاده می شود، حمام کلریدی نسبت به حمام سولفاتی ترجیح داده می شود تا تغییر ترکیب حمام به حداقل برسد. با این حال، ترسیب نیکل بر روی آند Zn اتفاق می افتد که ممکن است از روی آند جدا شود و به سمت خط و خش موجود  برروی سطح آبکاری شونده روان شود. به نظر می رسد در حمام آبکاری سولفاتی و بویژه در حمام کلریدی، یک کیسه آند که از معلق شدن ذرات نیکل ممانعت کند ضروری باشد.