赫尔槽试验
赫尔槽试验是现代电镀新工艺试验，新助剂开发及改进，镀液工艺维护等过程中最基本、最便捷的手段之一，不可或缺。不能熟练掌握赫尔槽试验，就称不上是合格的电镀技术工作者。然而，如何认识、正确操作该项试验，却有许多问题值得讨论。
1.分析化验与小槽试验
调整电镀液有三个途径：一是凭经验判断，二是进行化验分析，三是通过试验判定。对应用年久、已有经验的老工艺，凭观察工件镀层状况，判定该如何调整，不能说完全无用。例如：一看氰化镀铜层的色泽、低电流密度区状况，就能立即判断出游离氰浓度的高低。但这也只能在镀层已表现出异常时才能判断，且要有相当丰富的实践经验，对新工艺、新助剂的采用则无法判定(因无经验可言)。
1. 1 依分析化验结果调整镀液
完全依分析化验结果来调整镀液的工艺人员，称不上合格，因为分析化验具有相当大的局限性。
1. 1. 1 分析方法本身有问题
有一名经验丰富、化学基本功很扎实的大学本科毕业的老分析员告诉笔者，书上所载的分析化验方法相互传来抄去，其中有不少本身就有问题。笔者也学过分析化学、仪器分析等专业课程，有些方法并不切合大生产实际。例如，用于化验分析氯化钾镀锌液中氯化钾的常规方法只适于新配镀液，而不适于大生产中应用已久的镀液。讲一个真实的故事：多年前，一位电镀厂化验员与工艺员吵得不可开交。化验员坚持说自己的化验结果是准确的，标准液是刚标定了的，终点判定也是准确的，计算无误，镀液中的氯化钾就是多了。工艺员却坚持说，氯化钾就是少了很多，要至少补充60g/L才能生产。其实两人都是对的。问题不在于谁是谁非，而在于分析方法本身就存在有问题：先化验总氯、总锌，换算出氯化锌，余氯再从理论上换算为氯化钾。大生产中用盐酸酸洗，清洗不净(尤其是管件)时，会将盐酸不断带入镀液中；平时因阴极电流效率远低于阳极电流效率，镀液pH值会不断上升，又用盐酸调低pH值，总氯量不断上升，而K+因带出损耗又不断减少。K+对提高镀液电导率起重要作用(效果比Na+好)，而上述工厂并无条件用选择性钾离子电极法或高级仪器分析K+含量，只能采用常规化验法分析总氯。因此化验员虽然很辛苦，但结果没有任何作用；工艺员根据实际电镀或实验判定氯化钾少了许多，是符合实际的。类似的问题还是应该以工艺试验结果为准。
1. 1. 2 工厂分析手段的欠缺
现代仪器分析发展很快，对远在几亿光年的星球，能用光谱分析其组分；我国“嫦娥一号”飞船绕月球飞行，也能分析月球表层组分含量；DNA 法可分析千年古尸。但这些都要求采用高科技仪器分析手段，一般电镀厂没有能力采用这些高级仪器分析，连镀液中微量金属杂质都难以分析，这是现实。
1. 1. 3 化验人员的责任心与操作水平
分析化验的准确性受人为因素影响很大。同样一种镀液，找不同地方、不同化验人员分析，可能结果相差很大，这与化验人员的责任心、知识水平、操作熟练程度密切相关。化验是一项要求科学严谨、细心耐心的工作。例如使用分析天平的熟练程度(对苛性钠等易潮解物，动作慢了则越称越重)，对标准溶液是否及时标定、更新，滴定终点的判定，采用重量法时对沉淀的洗涤与收集(如镀铬液，特别是低铬钝化液中硫酸的重量法分析，光亮酸铜液中氯离子的常规分析等的结果几乎不可信)，干扰物质的去除等等，影响因素太多。
要考察化验准确性很简单：精确称取分析纯材料配液，叫化验一下，即可看出误差。笔者原所在国营企业有一名正宗大学科班毕业的老化验员，她对电镀液的分析在成都地区可称王牌水平，但带的几个徒弟都半途而废，原因是不能达到她近乎苛刻的要求，比如摇三角瓶要摇得均匀，清洗烧杯、三角瓶等要求内外完全亲水，并用蒸馏水淌一次。
1. 1. 4 无法常规化验的组分太多
镀液中含量少、影响大的无机杂质、有机杂质无法分析。现代广泛采用由多种有机中间体复配而成的添加剂、光亮剂，即使知道组分，也无法分析；售品更多以代号表示，连组分都不知，分析化验更无从谈起。
作者并不否定分析化验的作用，但常规化验仅供参考，还须辅以试验验证。对于合金电镀，镀液或镀层中合金元素的多少，难以通过试验来确定。此时，准确的分析化验就很必要了。
1. 2 试验方法的选择
试验可供选择的方法有多种：(1) 在小型镀槽中利用小型工件作小试。此法用液量较大，且阴阳极距离近，不能真实反映大生产的几何因素对分散能力等的影响，只能作为新工艺、新助剂等研发的第二阶段试验用(研发通常包括实验室试验、小试、中试和生产应用4 个阶段)。(2) 烧杯内试验。小烧杯试验用液不多，但用试片试验时，只能反映某一特定电流密度下的情况，难以在同一试片上反映出宽电流密度范围内镀层的状况，但可用不同基体材料小件(特别是难镀材料)判定电镀效果。(3) 赫尔槽试验。其最大的优点是：能用很少的镀液，一次试验即可反映出十分宽广的电流密度范围内镀层的状况。它是实验室应用最广、最快捷的试验方法。正因为如此，一经发明，就迅速获得了推广应用。
2. 赫尔槽及阴极试片上的电流分布
2. 1 赫尔槽
赫尔槽是1939 年英国人R. O. Hull 发明的一种小型电镀试验槽，又译为霍尔槽。因形为梯形，故又称梯形槽。按盛液体积来分，有1000mL、534mL、320mL、267mL、250mL 等多种尺寸。用得最多的是267mL(英制用)和250mL(公制用)两种。我国采用公制，为便于换算，多直接于267 mL的赫尔槽中盛装250 mL 镀液使用。
2. 2 赫尔槽阴极试片上电流密度的分布
试验时，在图1中的AD 边放阳极，BC 边放阴极试片。试片B 端距离阳极最近，镀液电阻最小，因而电流密度最大，称为高端或近端；C 端正好相反，称为低端或远端。
标准尺寸267 mL 赫尔槽的阴极试片上，电流密度的分布可用下式(1)计算：
Jk = I (5.1 − 5.24 lgL) (1)
其中：
Jk──阴极上某位置的电流密度(A/dm2)；
I──选用的电流强度，即试验用电流(A)；
L──阴极试片上该位置距近端的距离(cm)。
式(1)仅适于L 为1~9cm 范围内的计算，L<1cm或L>9cm 都不适用。
表1 为计算结果。
3.赫尔槽试验的基本要求
3. 1 电源
(1) 输出直流纹波系数与大生产用电源基本一致。这就要求电流具有多种输出波形供选择，制作起来比较难。对于必须要求低纹波直流的工艺，应采用低纹波直流小电源。市场上部分高频开关试验用电源能达到此要求。单相可控硅或硅整流的全波(或桥式)整流电源若未加π 型滤波，也达不到要求(懂电器的人可购100W/24V 的变压器，用低压侧作电感线圈，另加2只24V/6800μF 的电解电容制作滤波器)。
(2) 输出电压0~15V、电流0~10A 的小电源。电源额定输出电流越大，读数越不准确(尤其是动圈式电流表、电压表)，试验不具有重现性。有人居然还用大生产用的500A 整流器做赫尔槽试验，实在令人费解。
(3) 最好带有时间预置定时声音报警，可不必死盯时间。时间不准，试验重现性也差。
(4) 必须同时有电流与电压显示。电流相同时，电压越低，说明镀液电导率越高。对于光亮酸铜液，2A搅拌镀，正常试验电压应为3.0~3.2V(与所用外电路线肯定硫酸多了。通过电压即可大致判定硫酸的多少。笔者用的是自研自装的0~15V、0~5A 的小型单相电源，全波整流后大电容滤波，由具有恒流特性的功率场效应管(VMOS 管)调整输出，具有低纹波直流输出，带风冷且以拨码开关预置时间，到时音乐报警。
3. 2 阳极
3. 2. 1 材料
阳级用材料应与大生产相同。如光亮酸铜用低磷铜阳极，镀铬用铅锡阳极，镀锌用0#锌阳极，碱铜用紫铜阳极，仿金镀用仿金合金阳极或H68黄铜板等。
3. 2. 2 尺寸
标准尺寸为宽63mm、长65~68mm。不允许过窄，否则安放时或左或右，试验重现性差；也不允许有缺角现象，用残了就应更新。厚度不宜大于5mm，否则液位上升过多，导致试验结果不准。可选生产上用薄了的阳极截割，但尺寸应符合要求。笔者则制有模具，对于锌、锡、锡铅合金，用模具熔铸多个备用。
3. 2. 3 砂洗
由于赫尔槽试验时阴、阳极(指平板阳极)的面积比约1∶0.63，但大生产要求该比值大于1，因此，对光亮酸铜等进行赫尔槽试验时，时间久了阳极可能钝化。若发现阳极有钝化现象(电流减小、电压升高)，应将其取出，砂洗干净或活化处理后再用。对于酸性亮铜，2A 搅拌镀5min，磷铜阳极不应钝化；若钝化了，则应寻找原因(硫酸过少、氯离子不足、含磷量过高等)。
3. 3 阴极试片
3. 3. 1 材料
一般可用黄铜片，镀锌与硬铬则用冷轧钢片。考察钢铁件上无氰碱铜的结合力时，用光亮冷轧钢片；考察装饰镀铬的光亮范围时，用刚镀过亮镍而尚未钝化的试片。一般试片经砂洗，或铁试片褪锌、褪铬后，可重复使用多次，一次性使用则过于浪费。
3. 3. 2 尺寸
标准尺寸为长100mm、宽65~68mm、厚0.3~0.5mm。过长，放不下，贴不紧；过短，或左或右，试验重现性差且电流密度分布不正常。最好用剪床下料，规矩、平整。
3. 3. 3 保存
若试片要保存供客户看，镀后应钝化(除镀铬外)、吹干，密封保存。可重复使用的试片，若是钢片，则应褪除镀层后存放于稀碱水中，以防生锈；对于光亮酸铜试片，应存放于稀硫酸中，防止严重氧化变色，否则再处理时很麻烦。
3. 3. 4 镀前处理
阴极试片的镀前处理十分重要。试验达不到预期效果，与镀前处理不细心关系很大。
3. 3. 4. 1 砂磨
由于试片本身或重复使用时镀层硬度可能相差很大，应备有640#、850#甚至金相砂纸等多种水砂纸。冷轧钢片镀锌一般不用砂磨。重复使用的镀镍试片，应先用较粗的砂纸将亮镍层磨至失光，再用细砂纸将粗砂路磨干净。镀锡、镀铜、镀银层很软，要用840#以上细砂纸砂磨，必要时再用金相砂纸砂磨至基本看不见砂路。专门考察半光亮镍、亮镍、酸铜等的整平能力时，因一般无专门测试仪器，黄铜试片应先抛光至镜面光亮，再用宽约5cm的840#细砂纸在试片中部沿长度方向均匀磨出一条砂路带，在相同条件下镀10min后，比较砂路被填平的范围。若考察镀镍液有无因硝酸根造成的低区漏镀，铜试片低区2cm内应砂现铜。砂磨试片应注意两点：(1)细砂路应磨顺直，不允许沿不同方向或旋转式地乱磨，否则光亮电镀后会造成误判；(2)手指只能压住长度方向边缘1cm处不受镀的部分，因多数情况下砂磨后不用再除油，若按住受镀部分，镀后会留下指纹印。砂磨试片是做赫尔槽试验的基本功，也是第一道关口。砂磨试片不合格，试验难免问题百出。
3. 3. 4. 2 试片背面绝缘
不少人做试验时试片背面不作绝缘处理，这是不对的。因每次夹持试片时贴紧槽壁的程度不一样(特别是试片薄而不平整时)，背面消耗的电流不一样，正面的电流也就不一样，结果重现性差。简单的办法是在干燥试片背面贴透明胶带，其宽度应足够，无气泡。若用铜试片，用剪床剪取表面无压痕、铜箔较厚的单面印制板最好，背面不用再作绝缘，可重复使用多次。
3. 3. 4. 3 除油与活化
采用手工除油：用细布沾水泥浆、室温除油剂、优质洗衣粉等擦洗除油。若砂磨过的试片已能完全亲水，可不再除油；若不能完全亲水，则应除油至全部亲水。用碱性除油后或浸泡于碱水中的铁试片时，清洗后要做活化处理。对新砂磨后又亲水的试片，因砂磨已去掉表面钝化层，可不经活化，水洗后立即镀。
3. 3. 4. 4 镀前水洗
笔者在试验光亮酸铜液时，用水砂纸砂磨试片，以水冲洗后电镀，镀层起细麻砂。开始怀疑M过多，但无论如何调整光亮剂中M的含量，镀层仍起细麻砂。后来才想到可能试片有问题。在冲洗的同时用细布对试片表面认真抹洗，镀后则再无麻砂。原来，砂磨时试片表面粘附的细砂尘，即使冲洗也洗不掉，更不用说浸洗了。笔者在试验亮镍等其他工艺时也出现过同样问题。吸取教训后，以后都要求试片在镀前冲洗的同时用细布抹洗彻底。
3. 4 加温(冷却)与搅拌
3. 4. 1 加温与冷却
对于带电加热的赫尔槽，可直接用其进行镀液加温，若无自动控温，则应注意监测液温。对于普通赫尔槽，若试验时气温较高，可在电炉上用烧杯多取一点镀液进行加热，至高于试验温度5~7°C(因阴、阳极板要吸收部分热量)时，倒250mL 镀液于赫尔槽中，立即试验，3~5min 内能维持在工作范围内。若气温低，则应在恒温水浴锅内先将液温加够，赫尔槽放在水浴锅内保温。镀铬时，液温对镀层光亮范围的影响很大，试验温度应准确，要先在槽中放入阳极，倒入加热至高于试验温度约3°C的镀液，并放入一支温度计，待液温降到试验温度时立即放入事先准备好的试片，镀1min。由于放热，液温会有所升高。250mL镀液用10A 电流，125mL镀液则用5A电流。若气温较高时要做硫酸盐光亮酸铜或酸锡镀液的低温试验，应将事先制好的冰块存于小保温桶中，在几个小烧杯中装入镀液，然后放入水浴锅中，往水浴锅中加入冰块，待镀液降到略低于试验温度时，将镀液倒入赫尔槽中，再将赫尔槽放入冷却了的水浴中进行试验，并应及时用温度计监测液温。
3. 4. 2 镀液搅拌
搅拌虽可减小浓差极化，扩大允许阴极电流密度，但会使光亮整平范围向高端移动，导致低电流密度区光亮整平性下降。搅拌强度不一样，镀层的光亮整平性也不一样。笔者不主张用带空气搅拌的赫尔槽作空气搅拌，原因是这种整体注塑的赫尔槽 ，出气孔的孔径大而且分布稀疏，对试片搅拌不均匀，镀层易出现亮度不一的竖状条带，可能造成误判。若孔小而密，一是注塑困难，二是易堵塞，三是换液清洗较麻烦。故宁可多花点劳力，采用普通赫尔槽，用直径3mm左右的细玻棒，按约每秒一个来回的均匀速度，在阴极表面附近来回作机械搅拌。这样，试验的重现性好得多，也易判断镀液本身是否会使镀层产生竖状条纹。
3. 5 电流强度与时间的选择
应根据工艺要求及试验目的来灵活选择。一般而言，半光亮镍、亮镍、光亮酸铜，2A搅拌镀5min左右，专门考察整平能力时镀10min；硫酸盐光亮镀锡，1A搅拌镀5min；氯化物镀锌，2A静镀5min；锌酸盐镀锌，3A静镀5min；无氰碱铜，1A搅拌镀5min；氰化镀铜，2A静镀3~5min。要特别考察深镀能力或低区杂质影响，是否有漏镀(如硝酸根造成镀镍低区漏镀)及处理效果时，以0.1~0.3A 镀3~5min。当所用电流太小，电压太低时，应串接小量程数字式电流表，并接电压表作测定(可用数字式万用表的直流电流、电压档)，否则读数不准，重现性差。笔者试验HEDP无氰碱铜时曾用过50mA，试验深孔镀镍时用过30mA。要判定主盐浓度时，可用大电流静镀。如新配亮镍液，3A静镀5min 后，高端应无烧焦，生产液应做到2A静镀后高端无烧焦。
3. 6 换液
因只用250mL镀液，故镀液的各种组分消耗快。2A镀5min时，镀4次就应另换新液。
3. 7 阴、阳级的夹持
钛夹子最好，但贵且不好买。一般用较大的鳄鱼夹，但市面上的鳄鱼夹多为铁件滚镀薄层亮镍，很易生锈。使用鳄鱼夹夹持阴、阳极时应注意以下几点：(1)夹持时，接导线的一边应与阴、阳极的使用面接触，不能夹反了，否则导电不好；(2)用后立即以清水清洗，电吹风吹干；(3)锈蚀严重时应换新。
4.加料及条件的改变
4. 1 赫尔槽试验应遵守的原则
4. 1. 1 单因素变更原则
赫尔槽试验时，无论是工艺条件还是镀液组分，一次只能改变一个因素，不能同时改变两个或两个以上的因素，否则无法判定是哪一个因素的变更在起作用。例如，氯化钾镀锌烧焦区过宽时，若既调低镀液pH值又同时补加主盐氯化锌，则不对。若pH值过高，应先调低pH值至正常值试一次。pH值正常后若烧焦区仍宽，则应补加硼酸试一次，还不行时才能考虑补加氯化锌。
4. 1. 2 先易后难原则
试验时要从一般电镀规律入手，先改变易测定、判断的因素，并抓住主要矛盾，才能少走弯路。下面举两个例子。
【例1】镀液pH值与液温对电镀效果影响很大，但容易测定。比如，对于亮镍低区光亮性不足的现象，应先用精密pH 试纸测定pH值，若过低，低电流密度区效果肯定差，且光亮剂用量大增(吸附效果变差)，此时应先调高pH值(最好加一水合碳酸钠干粉，搅拌至氢氧化镍完全溶解)。试验后如果可以，就不必补加光亮剂。当亮镍液温低于45°C时，很难镀亮，此时应测定液温，调整至52~55°C再试。pH值不低而液温又够时，应判断硼酸是否足够(取液冷至室温后应有较多结晶才行)，不够则补加硼酸后再试。若硼酸也够，补加10~15g/L氯化镍进行试验。若不行，才考虑补加光亮剂或“低区光亮走位剂”之类。若还不行，则考虑是否铜杂质过多或有少量硝酸根存在。千万不能一开始就猛加光亮剂，一是成本高，二是过量则有害无益。要明确亮镍的规律：pH值过低、硼酸过少、氯离子过少，都会导致低电流密度区光亮整平性差。
【例2】六价铬镀铬试验若发现原液光亮范围窄，低区无黄膜，应先加少量碳酸钡，沉淀部分硫酸根后进行试验。原因是采用2~3级回收时，硫酸只会增加不会减少。对于标准的六价铬镀铬溶液而言，分散能力的最佳时的硫铬比不是100∶1， 而是155∶1。多数厂的硫酸根都偏高。若低区紧靠铬层有黄膜，补加铬酐进行试验。若液色发黑，则应考虑是否三价铬含量过高。
4. 1. 3 趋优化原则
若改变某一工艺条件或补加某一组分，赫尔槽试片与原液相比，结晶细致光亮范围加宽或某一故障好转，则说明这一改变是正确的，应继续改变该因素，以找出最佳值。相反，若改变某一因素后镀层还不如原液状况好，则说明这一改变是错误的。
4. 2 样液及补加材料的要求
4. 2. 1 样液的准备
镀液中作为溶质的各种组分都有一个最佳含量或其组合，过多或过少都有害。赫尔槽试验的主要目的之一就在于寻求其最佳含量或范围，某些有交互影响作用的组分则要寻找其最佳组合。对于加入量很少的组分，应先准确计量后，配成标准浓度的稀液，盛于广口磨口棕色玻璃瓶备用。例如，某些光亮剂的开缸量仅1mL/L左右，应将其配成0.01mL/mL的标准液，供调整补加试验用。自配酸铜光亮剂，标准液的浓度为：M与N：0.01mg/mL；SP：2mg/mL；P：10mg/mL；氯离子：2mg/mL；AESS：0.01mL/mL。调整光亮剂时，每次一种，加0.5~1.0mL于250mL液中。若光亮剂本来不足，一下加入过多后导致了不良作用，会误判为其本身过多，得出不宜补加的错误结论。
4. 2. 2 固体化工材料的准备及称量
试验所用化工材料应与工业生产的一致(生产厂家及生产批次也应一样)。所有材料都要用塑料瓶备有样品，并贴好标签。若试验时用分析纯材料而大生产时用含杂质较多、含量不一的工业级材料，则无法以试验结果指导生产。250mL赫尔槽中加1g 相当于4g/L。称量应准确。宜用准且快、精度0.1g 或0.01g 的电子天平，不宜再用架盘药物天平。加入液体时，应准备多支1mL和5mL医用注射针筒，分开使用，以免混液(清洗不净所致)。这样，计量快且较准确。用后应彻底清洗干净。
5.试验结果的判定与记录
5. 1 结果判定
5. 1. 1 镀后试片的处理
阴极试片镀后应认真清洗干净，必要时用细布抹洗。有条件的宜用纯水清洗后再用电吹风吹干。若未用纯水清洗过，则吹干时先开冷风，将试片倾斜约45°，从低端至高端将表面的积水吹掉，再开热风吹干，以免直接用热风吹干时干燥过快，试片表面因水的硬度高而产生水迹，造成对光亮整平性及均匀性的误判。
5. 1. 2 放大镜仔细观察
采用20倍以上的放大镜，对好焦距及调整光线反射角度至最清楚时，仔细观察镀后(或镀前)试片的状况。对于光亮酸铜镀层，肉眼看时光亮整平性不足，但难辨原因。用放大镜仔细观察时，可能有三种情况：(1) 肉眼不可见的微细凸起物为主，其原因可能是液中一价铜过多而造成微细Cu2O夹附，或采用高染料型光亮剂时染料聚沉悬浮物夹附，又或是镀液不够清洁。用5μm以上精度的过滤机认真过滤即可(实验时用精密滤纸过滤后再试)。(2) 以微细凹下麻点为主，这是镀液润湿性不足所引起的。如M–N–SP–P体系中P过少而M过多。(3) 以不规则条带状凸起沉积为主，其原因是镀液整平能力不足。如B剂、“高位剂”之类不足，M–N–SP–P体系中SP及P不足，或氯离子过多等引起。现象不一样，原因大不相同，解决办法也不一样。
5. 1. 3 试片低区光亮性的判断
不少人因试片砂路太粗，将低区砂路未被整平误判为不光亮。低区光亮与否，应在试片吹干后沿长度方向倾斜对光观察，若无泛红、泛黄、灰雾等，而是光亮均匀，则应判为光亮。若正面观看不够光亮，则是因镀层未能整平砂路造成光线漫反射所致。若电流效率为100%，则赫尔槽2A镀5min后，距低端1cm处的镀层最大厚度，对于二价铜盐镀光亮酸铜而言是0.221μm，镀亮镍则是0.206μm。小于1cm处的镀层厚度更薄。即使镀前用新的1000#水砂纸磨过，砂路深度也远大于此，一般光亮剂根本无法使其填平。除非镀前试片磨抛至近镜面光亮，才能反映出真实光亮效果。此时若镀液因杂质或光亮剂不良而造成问题，即使基体很亮，也可能出现发黄、泛红、灰雾等现象。
5. 2 试验记录
5. 2. 1 试验条件的记录
每做一轮试验，都应记录目的、时间、人员、生产槽编号、镀种等信息。试验后应作结论分析，包括故障原因、解决办法、处理程序、应加各种材料的量等。原液必须先做一次。每做一个试片，都应记录电流，电镀时间，电压，液温，搅拌与否及搅拌方式，当次试验的改变因素及其数值，累计改变量等，越详细越好。
5. 2. 2 试片状况的记录
一般采用250mL赫尔槽做试验，阴极试片长度为100mm。建议用带横格的记录本，每间隔一格用铅笔画出长100mm的矩形框，供1∶1 对齐记录试片状况，间隔处供记录试验条件。
试片上部与下部镀层的状况不一样。如图1所示，按照国际惯例，记录试片有镀层部位1/2至1/2+1cm条带内的镀层状况。图1为国际上比较通行的用符号记录镀层状况的示例（主要取自日本野田平著日文《电镀实用手册》）。当无法用符号表示时，则用文字注明，如漏镀记“无”、泛彩、灰雾等。
有的赫尔槽高、低端刚好相反。若发表论文时，应标明高端与低端、所用符号意义。
6.赫尔槽试验的应用
赫尔槽试验有多方面的广泛用途。举例如下。
6.1判断化工材料的质量。在伪劣产品充斥的情况下, 对所购化工材料是否可用特别是杂质多的、用废旧材料制作或实际含量低的工业品, 务必先通过赫尔槽试验判定能否用、用量要多大。不经试验而贸然加入生产大槽, 加进去容易, 取出来就难了，如不少工业硫酸镍都含有硝酸根及铜杂质。
6.2确定添加剂的加入量。无论添加剂开发还是生产液中各种添加剂的调整, 赫尔槽试验几乎是不可缺少的最佳实验手段。
6.3确定最佳工艺条件。通过赫尔槽试验确定最佳pH值、镀液温度、搅拌方式及搅拌强度, 大生产允许阴极电流密度范围等工艺条件。
6.4测定镀液的分散能力。试片镀厚一点, 用小探头测厚仪测定不同点的镀层厚度, 可比较镀液分散能力。有赫尔槽三点法与八点法两种, 在此不再赘述。
6.5判断镀液的深镀能力。有文献介绍的方法是试片背面不绝缘, 镀后看试片背面镀层状况来判断深镀能力。这是不恰当的, 原因是每次试验时试片与槽壁紧贴的程度不一样, 试片薄时有的并不很平整, 背面镀层状况大不一样, 试验无重现性、可比性。正确的方法是对背面绝缘的试片, 逐渐减小试验用电流,直至低端有漏镀现象, 在同样电镀条件下比较低端漏镀范围。所用电流越小、低端漏镀越少, 则镀液深镀能力越好。
6.6确定杂质的影响及处理办法。对难以分析而对电沉积影响又大的杂质, 可用赫尔槽试验来判断及寻求处理办法。对已有明确认识的杂质影响, 易于判断。比如镀镍液中有硝酸根, 会造成高电流密度区镀层烧焦起皮处发黑, 低电流密度处镀层漏镀。
6.7判断主要材料的含量或加入量。如氯化钾镀锌液中的氯化钾、氯化锌、硼酸等, 许多工艺的主盐浓度、络合剂多少等。具体内容很多, 故不详述。
6.8判定镀层脆性。比如可采用赫尔槽试验简单判断亮镍层的脆性。
7.赫尔槽试验的局限性
赫尔槽试验的局限性也是有的, 并非万能。例如:
7.1难以直接判定合金电镀时镀层合金的比例。仿金镀有经验时, 尚可由镀层色泽大致判定合金比例,并寻求接近金色的阴极电流密度范围。但对于锌-镍、锌-铁、镍-铁等合金, 则只能依靠分析化验了。
7.2难以判定不同材质的电镀效果。试验时用铁试片或铜试片, 铸造铁件、粉末冶金件、钕-铁-硼等多孔材质以及钛、铝、可伐合金等难镀金属的电镀效果很难判定。
7.3对非电沉积的化学镀、转化膜形成技术、化学与电化学抛光等工艺几乎无能为力。
8.试验结果不能指导生产的问题
有的人因为试验结果用于大生产时的不一致性,而对该试验不重视或持否定态度, 是不对的。
产生这种现象的主要原因有:
(1)取液不具有代表性。有的低档电镀厂过滤设备不到位, 镀液很脏, 调pH值、补加添加剂、补充蒸发水后, 只敢在液面附近轻微搅拌一下, 因为若搅匀了则底部沉渣泛起, 镀层粗糙而无法生产。若试验从镀液表层直接取, 则不具有代表性。应采用分析化验取样法取样在镀液不同位置、不同深度用取液管分别取液, 混合均匀后做试验。若对亮镍等硼酸含量高的镀液取冷液做试验, 则硼酸含量显示不足。应在镀液加温并将槽底硼酸结晶认真搅溶后, 取热液做试验。
(2)所用试验电源的纹波系数与大生产整流器的不一样。若大生产用电源的输出直流是低纹波的, 而实验所用单相小整流器输出直流的纹波系数很大, 则试验效果与大生产效果不一致。反之亦然。试验用电源的直流纹波系数应与大生产一致才行。这就要求试验电源应有多种输出直流方式供选择。脉冲电镀应采用脉冲直流小电源, 且频率、占空比等参数与大生产相一致。
(3)试验时马虎大意。赫尔槽试验时必须讲求科学, 态度严谨, 否则得不出正确结果。本讲对该试验提出了许多严格要求近乎苛求, 但却是笔者几十年的应用经验总结, 有其中一条未办好都不行。“世界上怕就怕`认真' 二字” , 科技工作者无十分认真的精神, 只会一事无成