4.3.1分解电压和超电势
2012-02-09 12:22阅读：
在电解一给定的电解液时，需要对电解池施以多少电压才能使电解顺利进行是电解过程的一个重要问题。下面以铂作电极，电解0.100mol·dm-3
Na2SO4溶液为例说明之。
将0.100mol·dm-3Na2SO4溶液按图4.8的装置进行电解，通过可变电阻R调节外电压V，从电流计A可以读出在一定外加电压下的电流数值。当接通电流后，可以发现，在外加电压很小时，电流很小；电压逐渐增加到1.23V时，电流增大仍很小，电极上没有气泡发生；只有当电压增加到约1.7V时，电流开始剧增，而以后随电压的增加，电流直线上升。同时，在两极上有明显的气泡发生，电解能够顺利进行。通常把能使电解得以顺利进行的最低电压称为实际分解电压，简称分解电压。
如果把上述实验结果以电压为横坐标，以电流密度①为纵坐标作图，可得图4.9的曲线。图中D点的电压读数即为实际分解电压。各种物质的分解电压是通过实验测定的。
产生分解电压的原因为何？可以从电极上的氧化还原产物进行分析。在电解硫酸钠溶液时，阴极上析出氢气(2H++2e-=H2)，阳极上析出氧气2OH-=H2O+O2+2e-，而部分氢气和氧气分别吸附在铂表面，组成了氢氧原电池：
(一)Pt|H2|Na2SO4(0.100mol·dm-3)|O2|Pt(+)
该原电池的电子流方向与外加直流电源电子流的方向相反。因而至少需要外加一定值的电压以克服该原电池所产生的电动势，才能使电解顺利进行。这样看来，分解电压是由于电解产物在电极上形成某种原电池，产生反向电动势而引起的。
分解电压的理论数值可以根据电解产物及溶液中有关离子的浓度计算得到。例如，上述原电池的电动势是正极(氧电极)的电极电势与负极(氢电极)电极电势之差，其值计算如下[p(O2)和p(H+)均以101.325kPa计]。
在0.100mol·dm-3Na2SO4溶液中，c(OH-)=1.00×10-7mol·dm-3=c(H+)，
正极反应
正极电势
负极反应 H2=2H++2e-
负极电势
此电解产物组成的氢氧原电池的电动势为
理论上计算所得的分解电压为1.23V，然而实际的分解电压约为1.7V。为什么实际分解电压大于理论分解电压？下面分析其原因。
在4.1节中
所讨论的电极电势、电动势以及电动势与吉布斯函数变的关系都是在电极处于平衡状态而电极上并无电流(或仅有极小量电流)通过时的条件下进行的。但当有可察觉量的电流通过电极时，电极的电势会与上述的平衡电势有所不同。这种电极电势偏离了没有电流通过的电极电势值的现象在电化学上统称为极化。电解池中实际分解电压与理论分解电压之间的偏差，除了因电阻所引起的电压降以外，就是由于阴、阳极的极化所引起的。它包括浓差极化和电化学极化两个方面。
(1)浓差极化 浓差极化是由于离子扩散速率缓慢所引起的。它可以通过搅拌和升高温度使离子的扩散速率增大而使之减小。
在电解过程中，由于离子在电极上放电的速率较快而溶液中离子扩散速率较慢，电极附近的离子浓度较溶液中其他部分的要小。在阴极上是正离子被还原，当正离子浓度减小时，根据能斯特方程式可知，其电极电势代数值将减少；在阳极上负离子被氧化，当负离子浓度减小时，其电极电势代数值增大。总的结果是使实际分解电压的数值增大。
(2)电化学极化
电化学极化是由电解产物析出过程中某一步骤(如离子的放电、原子结合为分子、气泡的形成等)反应速率迟缓而引起电极电势偏离平衡电势的现象。即电化学极化是由电化学反应速率决定的。
在电流通过电极时，若电极反应进行较慢，就会改变电极上的带电程度，使电极电势偏离平衡电势(即理论电极电势)。以上面所举电解Na2SO4溶液为例，若阴极上2H++2e-=H2的反应不够快，则阴极上电子过剩，此时的电极比平衡电极要带更多的负电荷，使阴极实际析出电极产物的电势比其平衡电势更低；在阳极上，若OH-氧化为O2的速率不够快，则阳极上带有更多的正电荷，致使阳极实际析出电极产物的电势比其平衡电势更高。电解时电解池的实际分解电压E(实)与理论分解电压E(理)之差(在消除因电阻所引起的电压降和浓差极化的情况下)称为超电压E(超)，即
E(超)≈E(实)-E(理)
由于两极的超电势均取正值，所以电解池的超电压等于阴极超电势η(阴)与阳极超电势η(阳)之和。即
E(超)=η(阴)+η(阳)
表4.1298.15K时H2、O2、Cl2在一些电极上的超电势
从0.5mol·dm-3H2SO4溶液中释放H2(g)
从1mol·dm-3KOH溶液中释放O2(g)
从饱和NaCl溶液中释放Cl2(g)
注：摘自参考文献[13]第6－20页。
以上述电解0.100mol·dm-3Na2SO4溶液为例，可知该电解池的超电压为
E(超)≈E(实)-E(理)=1.70V-1.23V=0.47V
影响超电势的因素主要有以下三个方面：
①电解产物的本质 金属的超电势一般很小，气体的超电势较大，而氢气、氧气的超电势则更大。
②电极的材料和表面状态 同一电解产物在不同的电极上的超电势数值不同，且电极表面状态不同时超电势数值也不同(见表4.1)。
③电流密度 随着电流密度增大超电势增大。因此表达超电势的数据时，必须指明电流密度的数值或具体条件(见表4.1)。
4.3.2电解池中两极的电解产物
在讨论了分解电压和超电势的概念以后，便可进一步讨论电解时两极的产物。如果电解的是熔融盐，电极采用铂或石墨等惰性电极，则电极产物只可能是熔融盐的正、负离子分别在阴、阳两极上进行还原和氧化后所得的产物。例如，电解熔融CuCl2，在阴极得到金属铜，在阳极得到氯气。
如果电解的是盐类水溶液，电解液中除了盐类离子外还有水解离出来的H+和OH-离子，当对电解池施以一定电压后，哪种离子首先在阳极和阴极分别发生氧化和还原反应而析出呢？
1.判别依据
综合考虑电极电势和超电势的因素得出，在阳极上进行氧化反应的首先是析出电势(考虑超电势因素后的实际电极电势)代数值较小的还原态物质；在阴极上进行还原反应的首先是析出电势代数值较大的氧化态物质。那么，影响析出电势代数值大小的因素是什么呢？简单说明于下。
2.析出电势代数值大小的决定因素
(1)离子及其相应电对在标准电极电势表中的位置在阴极，标准电极电势代数值较大的氧化态物质(正离子)最先在阴极还原。在阳极，标准电极电势代数值较小的还原态物质(阳极金属或负离子)最先在阳极氧化。
(2)离子浓度
离子浓度对电极电势的影响，可以根据能斯特方程式进行计算。对于简单离子，在通常情况下[一般为(0.1～6)mol·dm-3]，浓度对电极电势的影响不大；对于H+及OH-，溶液pH值对电极电势产生的影响较大。例如，在中性溶液(如Na2SO4溶液)中，pH=7，(H+/H2)=-0.414V，(O2/OH-)=0.815V。
(3)电解产物的超电势有关电解产物的超电势数值，可通过查阅表4.1或有关手册得到。阴极超电势使阴极析出电势代数值减小。例如，H2在电流密度100A·m-2下，铁电极上的超电势为0.56V。阳极起电势使阳极析出电势代数值增大。例如，O2在电流密度100A·m-2下，石墨电极上的超电势为0.90V。
3.简单盐类水溶液电解产物的一般情况
阴极：(1)电极电势代数值比H+大的金属正离子首先在阴极还原析出；一些电极电势比H+小的金属正离子如Zn2+、Fe2+等则由于H+的超电势较大，在酸性较小时，这些金属正离子的析出电势代数值仍大于H+的析出电势代数值(可小于-1.0V)，所以在一般情况下它们也较H+易于被还原而析出。如果电解池的电压很大，则氢气也能够与这些金属一起在阴极析出。
(2)标准电极电势代数值较小的金属离子，如Na+、K+、Mg2+、Al3+等在阴极不易被还原，而是水中的H+被还原成H+而析出(要还原Na+、K+、Mg2+等为相应金属必须采用相应的熔融盐进行电解)。
阳极：(1)金属材料(除Pt等惰性电极外，如Zn或Cu、Ag等)作阳极时，金属阳极首先被氧化成离子溶解。
(2)用惰性材料作电极时，溶液中存在S2-、Br-、Cl-等简单负离子时，如果从标准电极电势数值来看，(O2/OH-)比它们的要小，似乎应该是OH-在阳极上易于被氧化而产生氧气。然而由于溶液中OH-浓度对(O2/OH-)的影响较大，再加上O2的超电势较大，OH-析出电势可大于1.7V，甚至还要大。因此在电解S2-、Br-、Cl-等简单负离子的盐溶液时，在阳极可以优先析出S、Br2和Cl2。
(3)用惰性阳极，溶液中存在复杂离子如SO等时，由于其电极电势代数值[(S2O/SO)=+2.01V]比(O2/OH-)还要大，因而一般都是OH-首先被氧化而析出氧气。
在电解NaCl浓溶液(以石墨作阳极，铁作阴极)时，在阴极能得到氢气，在阳极能得到氯气；在电解ZnSO4溶液(以铁作阴极，石墨作阳极)时，在阴极能得到金属锌，在阳极能得到氧气。
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4.3电解
对于一些不能自发进行的氧化还原反应，例如：
可以通过电解池，使用外加电能的方法迫使反应进行。
在电解池中，与直流电源的负极相连的极叫做阴极，与直流电源的正极相连的极叫做阳极。电子从电源的负极沿导线进入电解池的阴极；另一方面，电子又从电解池的阳极离去，沿导线流回电源正极。这样在阴极上电子过剩，在阳极上电子缺少，电解液(或熔融液)中的正离子移向阴极，在阴极上可得到电子，进行还原反应；负离子移向阳极，在阳极上可给出电子，进行氧化反应。在电解池的两极反应中氧化态物质得到电子或还原态物质给出电子的过程都叫做放电。
4.3.1分解电压和超电势
在电解一给定的电解液时，需要对电解池施以多少电压才能使电解顺利进行是电解过程的一个重要问题。下面以铂作电极，电解0.100mol·dm-3
Na2SO4溶液为例说明之。
将0.100mol·dm-3Na2SO4溶液按图4.8的装置进行电解，通过可变电阻R调节外电压V，从电流计A可以读出在一定外加电压下的电流数值。当接通电流后，可以发现，在外加电压很小时，电流很小；电压逐渐增加到1.23V时，电流增大仍很小，电极上没有气泡发生；只有当电压增加到约1.7V时，电流开始剧增，而以后随电压的增加，电流直线上升。同时，在两极上有明显的气泡发生，电解能够顺利进行。通常把能使电解得以顺利进行的最低电压称为实际分解电压，简称分解电压。
如果把上述实验结果以电压为横坐标，以电流密度①为纵坐标作图，可得图4.9的曲线。图中D点的电压读数即为实际分解电压。各种物质的分解电压是通过实验测定的。
产生分解电压的原因为何？可以从电极上的氧化还原产物进行分析。在电解硫酸钠溶液时，阴极上析出氢气(2H++2e-=H2)，阳极上析出氧气2OH-=H2O+
O2+2e-，而部分氢气和氧气分别吸附在铂表面，组成了氢氧原电池：
(一)Pt|H2|Na2SO4(0.100mol·dm-3)|O2|Pt(+)
该原电池的电子流方向与外加直流电源电子流的方向相反。因而至少需要外加一定值的电压以克服该原电池所产生的电动势，才能使电解顺利进行。这样看来，分解电压是由于电解产物在电极上形成某种原电池，产生反向电动势而引起的。
分解电压的理论数值可以根据电解产物及溶液中有关离子的浓度计算得到。例如，上述原电池的电动势是正极(氧电极)的电极电势与负极(氢电极)电极电势之差，其值计算如下[p(O2)和p(H+)均以101.325kPa计]。
在0.100mol·dm-3Na2SO4溶液中，c(OH-)=1.00×10-7mol·dm-3=c(H+)，
正极反应
正极电势
负极反应 H2=2H++2e-
负极电势
此电解产物组成的氢氧原电池的电动势为
理论上计算所得的分解电压为1.23V，然而实际的分解电压约为1.7V。为什么实际分解电压大于理论分解电压？下面分析其原因。
在4.1节中所讨论的电极电势、电动势以及电动势与吉布斯函数变的关系都是在电极处于平衡状态而电极上并无电流(或仅有极小量电流)通过时的条件下进行的。但当有可察觉量的电流通过电极时，电极的电势会与上述的平衡电势有所不同。这种电极电势偏离了没有电流通过的电极电势值的现象在电化学上统称为极化。电解池中实际分解电压与理论分解电压之间的偏差，除了因电阻所引起的电压降以外，就是由于阴、阳极的极化所引起的。它包括浓差极化和电化学极化两个方面。
(1)浓差极化 浓差极化是由于离子扩散速率缓慢所引起的。它可以通过搅拌和升高温度使离子的扩散速率增大而使之减小。
在电解过程中，由于离子在电极上放电的速率较快而溶液中离子扩散速率较慢，电极附近的离子浓度较溶液中其他部分的要小。在阴极上是正离子被还原，当正离子浓度减小时，根据能斯特方程式可知，其电极电势代数值将减少；在阳极上负离子被氧化，当负离子浓度减小时，其电极电势代数值增大。总的结果是使实际分解电压的数值增大。
(2)电化学极化
电化学极化是由电解产物析出过程中某一步骤(如离子的放电、原子结合为分子、气泡的形成等)反应速率迟缓而引起电极电势偏离平衡电势的现象。即电化学极化是由电化学反应速率决定的。
在电流通过电极时，若电极反应进行较慢，就会改变电极上的带电程度，使电极电势偏离平衡电势(即理论电极电势)。以上面所举电解Na2SO4溶液为例，若阴极上2H++2e-=H2的反应不够快，则阴极上电子过剩，此时的电极比平衡电极要带更多的负电荷，使阴极实际析出电极产物的电势比其平衡电势更低；在阳极上，若OH-氧化为O2的速率不够快，则阳极上带有更多的正电荷，致使阳极实际析出电极产物的电势比其平衡电势更高。电解时电解池的实际分解电压E(实)与理论分解电压E(理)之差(在消除因电阻所引起的电压降和浓差极化的情况下)称为超电压E(超)，即
E(超)≈E(实)-E(理)
由于两极的超电势均取正值，所以电解池的超电压等于阴极超电势η(阴)与阳极超电势η(阳)之和。即
E(超)=η(阴)+η(阳)
表4.1298.15K时H2、O2、Cl2在一些电极上的超电势
从0.5mol·dm-3H2SO4溶液中释放H2(g)
从1mol·dm-3KOH溶液中释放O2(g)
从饱和NaCl溶液中释放Cl2(g)
注：摘自参考文献[13]第6－20页。
以上述电解0.100mol·dm-3Na2SO4溶液为例，可知该电解池的超电压为
E(超)≈E(实)-E(理)=1.70V-1.23V=0.47V
影响超电势的因素主要有以下三个方面：
①电解产物的本质 金属的超电势一般很小，气体的超电势较大，而氢气、氧气的超电势则更大。
②电极的材料和表面状态 同一电解产物在不同的电极上的超电势数值不同，且电极表面状态不同时超电势数值也不同(见表4.1)。
③电流密度 随着电流密度增大超电势增大。因此表达超电势的数据时，必须指明电流密度的数值或具体条件(见表4.1)。
4.3.2电解池中两极的电解产物
在讨论了分解电压和超电势的概念以后，便可进一步讨论电解时两极的产物。如果电解的是熔融盐，电极采用铂或石墨等惰性电极，则电极产物只可能是熔融盐的正、负离子分别在阴、阳两极上进行还原和氧化后所得的产物。例如，电解熔融CuCl2，在阴极得到金属铜，在阳极得到氯气。
如果电解的是盐类水溶液，电解液中除了盐类离子外还有水解离出来的H+和OH-离子，当对电解池施以一定电压后，哪种离子首先在阳极和阴极分别发生氧化和还原反应而析出呢？
1.判别依据
综合考虑电极电势和超电势的因素得出，在阳极上进行氧化反应的首先是析出电势(考虑超电势因素后的实际电极电势)代数值较小的还原态物质；在阴极上进行还原反应的首先是析出电势代数值较大的氧化态物质。那么，影响析出电势代数值大小的因素是什么呢？简单说明于下。
2.析出电势代数值大小的决定因素
(1)离子及其相应电对在标准电极电势表中的位置在阴极，标准电极电势代数值较大的氧化态物质(正离子)最先在阴极还原。在阳极，标准电极电势代数值较小的还原态物质(阳极金属或负离子)最先在阳极氧化。
(2)离子浓度
离子浓度对电极电势的影响，可以根据能斯特方程式进行计算。对于简单离子，在通常情况下[一般为(0.1～6)mol·dm-3]，浓度对电极电势的影响不大；对于H+及OH-，溶液pH值对电极电势产生的影响较大。例如，在中性溶液(如Na2SO4溶液)中，pH=7，
(H+/H2)=-0.414V， (O2/OH-)=0.815V。
(3)电解产物的超电势有关电解产物的超电势数值，可通过查阅表4.1或有关手册得到。阴极超电势使阴极析出电势代数值减小。例如，H2在电流密度100A·m-2下，铁电极上的超电势为0.56V。阳极起电势使阳极析出电势代数值增大。例如，O2在电流密度100A·m-2下，石墨电极上的超电势为0.90V。
3.简单盐类水溶液电解产物的一般情况
阴极：(1)电极电势代数值比H+大的金属正离子首先在阴极还原析出；一些电极电势比H+小的金属正离子如Zn2+、Fe2+等则由于H+的超电势较大，在酸性较小时，这些金属正离子的析出电势代数值仍大于H+的析出电势代数值(可小于-1.0V)，所以在一般情况下它们也较H+易于被还原而析出。如果电解池的电压很大，则氢气也能够与这些金属一起在阴极析出。
(2)标准电极电势代数值较小的金属离子，如Na+、K+、Mg2+、Al3+等在阴极不易被还原，而是水中的H+被还原成H+而析出(要还原Na+、K+、Mg2+等为相应金属必须采用相应的熔融盐进行电解)。
阳极：(1)金属材料(除Pt等惰性电极外，如Zn或Cu、Ag等)作阳极时，金属阳极首先被氧化成离子溶解。
(2)用惰性材料作电极时，溶液中存在S2-、Br-、Cl-等简单负离子时，如果从标准电极电势数值来看，
(O2/OH-)比它们的要小，似乎应该是OH-在阳极上易于被氧化而产生氧气。然而由于溶液中OH-浓度对
(O2/OH-)的影响较大，再加上O2的超电势较大，OH-析出电势可大于1.7V，甚至还要大。因此在电解S2-、Br-、Cl-等简单负离子的盐溶液时，在阳极可以优先析出S、Br2和Cl2。
(3)用惰性阳极，溶液中存在复杂离子如SO 等时，由于其电极电势代数值[ (S2O /SO )=+2.01V]比
(O2/OH-)还要大，因而一般都是OH-首先被氧化而析出氧气。
在电解NaCl浓溶液(以石墨作阳极，铁作阴极)时，在阴极能得到氢气，在阳极能得到氯气；在电解ZnSO4溶液(以铁作阴极，石墨作阳极)时，在阴极能得到金属锌，在阳极能得到氧气。
4.3.3电解的应用
电解的应用很广，在机械工业和电子工业中广泛应用电解进行金属材料的加工和表面处理。最常见的是电镀、阳极氧化、电解加工等。在我国目前又应用电刷镀的方法对机械的局部破损进行修复，在铁道、航空、船舶和军事工业等方面均已应用。下面简单介绍电镀、阳极氧化和电刷镀的原理。
1.电镀
电镀是应用电解的方法将一种金属镀到另一种金属零件表面上的过程。以电镀锌为例说明电镀的原理。它是将被镀的零件作为阴极材料，用金属锌作为阳极材料，在锌盐溶液中进行电解。电镀用的锌盐通常不能直接用简单锌离子的盐溶液。若用硫酸锌作电镀液，由于锌离子浓度较大，结果使镀层粗糙、厚薄不均匀，镀层与基体金属结合力差。若采用碱性锌酸盐镀锌，则镀层较细致光滑。这种电镀液是由氧化锌、氢氧化钠和添加剂等配制而成的。氧化锌在氢氧化钠溶液中形成Na2[Zn(OH)4]溶液。
2NaOH+ZnO+H2O=Na2[Zn(OH)4]
[Zn(OH)4]2- Zn2++4OH-
NaOH一方面作为配合剂(见6.1节)，另一方面又可增加溶液的导电性。由于[Zn(OH)4]2-配离子的形成，降低了Zn2+离子的浓度，使金属晶体在镀件上析出的过程中有个适宜(不致太快)的晶核生成速率①，可得到结晶细致的光滑镀层。随着电解的进行，Zn2+不断放电，同时[Zn(OH)4]2-不断解离，能保证电镀液中Zn2+的浓度基本稳定。两极主要反应为
阴极 Zn2+＋2e-＝Zn
阳极 Zn＝Zn2+＋2e
2.阳极氧化
有些金属在空气中就能生成氧化物保护膜，而使内部金属在一般情况下免遭腐蚀。例如，金属铝与空气接触后即形成一层均匀而致密的氧化膜(Al2O3)，而起到保护作用。但是这种自然形成的氧化膜厚度仅0.02～1μm，保护能力不强。另外，为使铝具有较大的机械强度，常在铝中加入少量其他元素，组成合金。但一般铝合金的耐蚀性能不如纯铝，因此常用阳极氧化的方法使其表面形成氧化膜以达到防腐耐蚀的目的。阳极氧化就是把金属在电解过程中作为阳极，使之氧化而得到厚度达到5～300μm的氧化膜。现以铝及铝合金的阳极氧化为例说明之。
将经过表面抛光、除油等处理的铝及铝合金工件作为电解池的阳极材料，并用铅板作为阴极材料，稀硫酸[或铬酸、草酸(H2C2O4)]溶液作为电解液。通电后，适当控制电流和电压条件，阳极的铝制工件表面就能(被)氧化而生成一层氧化铝膜。阳极氧化过程中氧化膜的生成是两种不同的化学反应同时进行的结果。一种是Al2O3的形成反应，另一种是Al2O3被电解液不断溶解的反应。当生成速率大于溶解速率时，氧化膜就能形成，并保持一定的厚度。电极反应如下：
阳极 2Al＋6OH-(aq)＝Al2O3＋3H2O＋6e-(主要)
4OH-(aq)＝2H2O＋O2(g)＋4e-(次要)
阴极 2H＋(aq)＋2e-＝H2(g)
阳极氧化所得氧化膜能与金属结合得很牢固，因而大大地提高铝及其合金的耐腐蚀性和耐磨性，并可提高表面的电阻和热绝缘性。经过阳极氧化处理的铝导线可做电机和变压器的统组线圈。除此以外，氧化物保护膜还富有多孔性，具有很好的吸附能力，能吸附各种染料。常用各种不同颜色的染料使吸附于表面孔隙中，以增强工件表面的美观或作为使用时的区别标记。例如，光学仪器和仪表中有些需要降低反光性的铝合金制件的表面往往用黑色染料填封。对于不需要染色的表面孔隙，需进行封闭处理，使膜层的疏孔缩小，并可改善膜层的弹性、耐磨性和耐蚀性。所谓封闭处理通常是将工件浸在重铬酸盐或铬酸盐溶液中；有认为此时重铬酸根或铬酸根离子能为氧化膜所吸收而形成碱式盐[Al(OH)Cr2O7]或[Al(OH)CrO4]。
3.电刷镀
当较大型或贵重的机械发生局部损坏后，整个机械就不能使用，这样就会造成经济上的损失。那末，能不能对局部损坏进行修复呢？电刷镀就是能以很小的代价，修复价值较高的机械的局部损坏的一种技术。目前已得到广泛应用。几年来，已为国家创造与恢复使用价值达数十亿元，而被誉为“机械的起死回生术”。这是一种较理想的机械维修技术。
图4.10 电刷镀工作原理示意图
1-工件（阴极） 2-电镀液加入管 3-棉花涤棉包套 4-石墨阳极 5-镀笔
6-直流电源 7-电镀液回收盘
电刷镀是按照图4.10的装置进行工作的。它的阴极是经清洁处理的工件，阳极用石墨(或铂铱合金、不锈钢等)，外面包以棉花色套，称为镀笔。在镀笔的棉花包套中浸满金属电镀溶液，工件在操作过程中不断旋转，与镀笔间保持相对运动。当把直流电源的输出电压调到一定的工作电压后，将镀笔的棉花包套部分与工件接触，就可将金属镀到工件上。
电刷镀的电镀液不是放在电镀槽中，而是在电刷镀过程中不断滴加电镀液，使之浸湿在棉花包套中，在直流电的作用下不断刷镀到工件阴极上。这样就把固定的电镀槽改变为不固定形状的棉花包套，从而摆脱了庞大的电镀槽，使设备简单而操作方便。
电刷镀①可以根据需要对工件进行修补，也可以采用不同的镀液，镀上铜、锌、镍等。例如，对某远洋轮发电机的曲轴修复时，可先镀镍打底，然后依次镀铜、镀镍、镀铜，以达到性能上的一定要求。
① 单位电极面积内的电流称为电流密度。
①
结晶分两个步骤进行，晶核的形成和晶核的生长。如果晶核的形成速率较快，而晶核的生长速率较慢，则生成的结晶数目较多，晶粒较细。反之，晶粒较粗。
① 参见李基森等编，电刷镀技术及其应用，上海科学技术文献出版社，1986。4.4金属的腐蚀及其防止
当金属与周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。金属的腐蚀现象十分普遍，例如钢铁制件在潮湿空气中很容易生锈，钢铁在加热炉中加热时会生成一层氧化皮，地下的金属管道遭受腐蚀而穿孔，化工机械在强腐蚀性介质(酸、碱、盐)中也较易腐蚀，铝制品在潮湿空气中使用后表面会出现一层白色粉末等。金属遭到腐蚀后，会使整个的机器设备和仪器仪表不能使用而造成经济上的巨大损失；另一方面，由于机械的局部腐蚀损坏引起如锅炉爆炸、石油管破裂等重大事故。因此，了解腐蚀发生的原理及防护方法有十分重要的意义。
