化学镀镍
1 化学镀的定义
化学镀是在无电流通过(无外界动力)时借助还原剂在同一溶液中发生的氧化还原作用,从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种镀覆方法.
M n+ + ne(由还原剂提供的) 催化表面M0
2 化学镀与电镀的区别
电镀是利用外电流将电镀液中的金属离子在阴极上还原成金属的过程。而化学镀是不外加电流，在金属表面的催化作用下经化学还原法进行的金属沉积过程。
3 化学镀的优缺点
优点：
(1)可以在由金属，半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属。
(2)无论零件的几何形状如何复杂，凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层。
(3)可以获得较大厚度的镀层，甚至可以电铸。
(4)无需电源。
(5)镀层致密，孔隙小。
(6)镀层往往具有特殊的化学，机械或磁性能。
缺点：
（1）溶液稳定性差，溶液维护，调整和再生等比较麻烦，成本比电镀高。
（2）镀层常显示出较大的脆性。
4 化学镀镍和电镀镍制品性能比较
5 化学镀能获得镀层的构成
（1）纯金属镀层，如C u Sn Ag Au Ru Pd
（2）二元合金镀层，如Ni—P Ni—B C o—P C o—B
（3）三元及四元合金镀层，如Ni—Co—P Ni—W—Sn—P
（4）化学复合镀层
6 化学镀镍的定义
化学镀镍，又称为无电解镀镍，是在金属盐和还原剂共同存在的溶液中靠自催化的化学反应而在金属表面沉积了金属镀层的成膜技术.
7 化学镀镍的基本工艺
如同其他湿法表面处理一样，化学镀镍包括镀前处理、施镀操作、镀后处理各部分工艺序列组成，正确地实施工艺全过程才能获得质量合格的镀层。然而，与电镀工艺比较，化学镀镍工艺全过程应格外仔细。化学镀取决于在工件表面均匀一致的、迅速成的初始状态（起镀过程），化学镀镍并无外力启动和帮助克服任何表面缺陷；于是，工件一进入镀液即形成均匀一致的沉积界面，这一点很重要，因为化学镀是靠表面条件启动的，即异相表面自催化反应，而不是电力。一般来说，化学镀镍液比较电镀液更加敏感娇弱。其中各项化学成份的平衡、工艺参数的可操作范围比较狭窄；对于污染物的耐受能力较差，甚至ppm级的重金属离子就可能造成镀层性能恶化或漏镀、停镀；考虑到化学镀液的寿命，比较电镀液而言，十分有限，需要给予更多的维护，尽可能延长化学镀液寿命是十分重要的。
8 化学镀镍的简单原理
第一步溶液中的次磷酸根在催化表面上催化脱氢，同时氢化物离子转移到催化表面，而本身氧化成亚磷酸根。
[H 2PO 2]—+ H 2O 催化表面[HPO3] 2—+ H++ 2[H]—（吸附于催化表面）
第二步吸附于催化表面上的活性氢化物与镍离子进行还原反应而沉积镍，而本身氧化成氢气。
Ni2++ 2[H]—Ni0 + H2
总反应式为
2H 2PO 2—+ 2H 2O + Ni2+ Ni0 + H2 + 4 H++ 2HPO32—
部分次磷酸根被氢化物还原成单质磷，同时进入镀层
H 2PO 2—+ [H]—（催化表面）P + H 2O + OH—
上述还原反应是周期地进行的，其反应速度取决于界面上的pH值。pH值较高时，镍离子还原容易；而pH值较低时磷还原变得容易，所以化学镀镍层中含磷量随pH值升高而降低。
除上述反应外，化学镀中还有副反应发生，即
H 2PO 2—+ H 2O 催化表面H++ [H PO 3]2—+ H2
Ni
加入槽中的次磷酸盐最终约90%转化为亚磷酸盐, 亚磷酸镍溶解度低,当有络合剂存在,游离镍离子少时,不产生沉淀物.当有亚磷酸镍固体沉淀物存在时,将触发溶液的自分解.在化学镀中不可避免地会有微量的镍在槽壁和镀液中析出,容易导致自催化反应在均相中发生,需要用稳定剂加以控制.反应中生成的氢离子将降低镀液pH值,从而降低沉积速度,所以需加pH值缓冲剂及时调整pH值.
9 化学镀镍镀液成分和工艺参数的影响
（1）镍盐化学镀镍溶液中的主盐就是镍盐，如硫酸镍、氯化镍、醋酸镍等，由它们提供化学镀反应过程中所需要的镍离子。早期曾用过氯化镍做主盐，由于氯离子的存在不仅会降低镀层的耐蚀
性，还产生应力，所以目前已不再使用。同硫酸镍相比用醋酸镍做主盐对镀层性能的有益贡献
因其价格昂贵而被抵消。其实最理想的镍离子来源应该是次磷酸镍，使用它不至于在镀液中积
存大量的硫酸根，也不至于使用中加次磷酸钠而大量带入钠离子，同样因其价格因素而不能被
工业化应用。目前应用最多的就是硫酸镍，由于制造工艺稍有不同而有两种结晶水的硫酸镍。
因为硫酸镍是主盐，用量大，在镀中还要进行不断的补加，所含杂质元素会在镀液中积累，造
成镀液镀速下降、寿命缩短，还会影响到镀层性能，尤其是耐蚀性。所以在采购硫酸镍时应该
力求供货方提供可靠的成分化验单，做到每个批量的质量稳定，尤其要注意对镀液有害的杂质
及重金属元素的控制。
一般随镍盐浓度升高沉积速度加快，但镍盐浓度过高时，速度过快易失控，发生镀液自分解，同时镍盐含量还受络合剂、还原剂比例的制约，通常在20~35g/L范围内。
（2）还原剂用得最多的还原剂是次磷酸钠，原因在于它的价格低、镀液容易控制，而且合金镀层性能良好。次磷酸钠在水中易于溶解，水溶液的pH值为6。是白磷溶于NaOH中加热而得到的产
物。
化学镀镍在pH=4以上，次磷酸盐都能将镍离子还原，通常沉积1g镍需消耗5.4g次磷酸钠。含量高沉积速度快，但镀液稳定性差。化学镀镍的沉积速度、质量及镀液稳定性又取决
于Ni2+/H2PO2＿的比值，Ni2+/ [H2PO2]－=0.3~0.4时沉积速度达到最大值,即20~30g/L硫酸镍
应加30~40g/L的次磷酸钠。比值为0.25时,镀层发暗；高于0.6时, 沉积速度很低。
（3）络合剂化学镀镍溶液中除了主盐与还原剂以外，最重要的组成部分就是络合剂。镀液性能的差异、寿命长短主要取决于络合剂的选用及其搭配关系。
络合剂的第一个作用就是防止镀液析出沉淀，增加镀液稳定性并延长使用寿命。如果镀液中没有络合剂存在，由于镍的氢氧化物溶解度较小，在酸性镀液中可析出浅绿色絮状含水氢氧
化镍沉淀。硫酸镍溶于水后形成六水合镍离子，它有水解倾向，水解后呈酸性，这时即析出了氢
氧化物沉淀。如果六水合镍离子中有部分络合剂分子存在则，可以明显提高其抗水解能力，甚至
有可能在碱性环境中以镍离子形式存在。不过，pH值增加，六水合镍离子中的水分子会被OH取
代，促使水解加剧，要完全抑制水解反应，镍离子必须全部螯合以得到抑制水解的最大稳定性。
镀液中还有较多次磷酸根离子存在，但由于次磷酸镍溶液度较大，一般不致析出沉淀。镀液使用
后期，溶液中亚磷酸根聚集，浓度增大，容易析出白色的NiHPO3 ·6H2O沉淀。加络合剂以后溶
液中游离镍离子浓度大幅度降低，可以抑制镀液后期亚磷酸镍沉淀的析出。
络合剂的第二个作用就是提高沉积速度，加络合剂后沉积速度增加的数据很多。加入络合剂使镀液中游离镍离子浓度大幅度下降，从质量作用定律看降低反应物浓度反而提高了反应速
度是不可能的，所以这个问题只能从动力学角度来解释。简单的说法是有机添加剂吸附在工件表
面后，提高了它的活性，为次磷酸根释放活性原子氢提供更多的激活能，从而增加了沉积反应速
度。络合剂在此也起了加速剂的作用。
能应用于化学镀镍中的络合剂很多，但在化学镀镍溶液中所用的络合剂则要求它们具有较大的溶解度、在溶液中存在的pH范围能与化学镀工艺要求一致，还存在一定的反应活性，另
外价格因素不容忽视。目前，常用的络合剂主要是一些脂肪族羧酸及其取代衍生物，如丁二酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸及甘氨酸等，或用它们的盐类。在碱浴中则用焦磷酸盐、柠檬酸盐及铵盐。
不饱和脂肪酸很少用，因不饱和烃在饱和时要吸收氢原子，降低还原剂的利用率。而常见的一元
羧酸如甲酸、乙酸等则很少使用，乙酸常用作缓冲剂，丙酸则用作加速剂。
(4)稳定剂化学镀镍溶液是一个热力学不稳定体系，由于种种原因，如局部过热、pH值提高，或
受某些杂质影响不可避免的会在镀液中出现一些活性微粒——催化核心，使镀液发生激烈的自催
化反应产生大量Ni—P黑色粉末，导致镀液短期内发生分解，逸出大量气泡，造成不可挽救的经
济损失。这些黑色粉沫是高效催化剂，它们具有极大的表面积与活性，加速了镀液的自发分解，几分钟内镀液将变成无色。稳定剂的作用就在于抑制镀液的自发分解，使施镀过程在控制下有序
进行。稳定剂是一种毒化剂，即反催化剂，只需加入痕量就可以抑制镀液自发分解。稳定剂不能
使用过量，过量后轻则减低镀速，重则不再起镀。稳定剂吸附在固体表面抑制次磷酸钠的脱氢反
应，但不阻止次磷酸盐的氧化作用。也可以说稳定剂掩蔽了催化活性中心，阻止了成核反应，但
并不影响工件表面正常的化学镀镍过程。
(5)缓冲剂化学镀镍过程中由于有氢离子产生，使溶液pH值随施镀进程而逐渐降低，为了稳定镀
速及保证镀层质量，化学镀镍体系必须具备缓冲能力，也就是说使之在施镀过程中pH值不至于
变化太大，能维持在一定pH值范围内的正常值。某些弱酸（或碱）与其盐组成的混合物就能抵
消外来少许酸或碱以及稀释对溶液pH值变化的影响，使之在一个较小范围内波动，这种物质称
为缓冲剂。
(6)加速剂为了增加化学镀的沉积速度，在化学镀镍溶液中还加入一些化学药品，它们有提高镀速
的作用而被称为加速剂。加速剂的作用机理被认为是还原剂次磷酸根中氧原子可以被一种外来的
酸根取代形成配位化合物，或者说加速剂的阴离子的催化作用是由于形成了杂多酸所致。在空间
位阻作用下使H-P键能减弱，有利于次磷酸根离子脱氢，或者说增加了次磷酸的活性。实验表明，短链饱和脂肪酸的阴离子及至少一种无机阴离子，有取代氧促进次磷酸根脱氢而加速沉积速度的
作用。化学镀镍中许多络合剂即兼有加速剂的作用。
(7)其它成分与电镀镍一样，在化学镀镍溶液中加入少许的表面活性剂，它有助于气体的逸出、降
低镀层的孔隙率。另外，由于使用的表面活性剂兼有发泡剂作用，施镀过程中在逸出大量气体搅
拌情况下，镀液表面形成一层白色泡沫，它不仅可以保温、降低镀液的蒸发损失、减少酸味，还
使许多悬浮的脏物夹在泡沫中而易于清除，以保持镀件和镀液的清洁。
10镀槽的设计及材料选择
镀槽的材料必须由耐热、化学稳定性好、不污染镀液的材料制成。设计制造时应该注意结构强度、热应力的影响等因素。设计尺寸上应尽可能使镀槽装载量处于操作范围之内。镀槽应成对使用，以做备用。化学镀槽附近最好有硝酸储槽。采取高位自流或泵送方式，方便镀槽清洗和钝化。有些人认为自己的镀液稳定性好，甚至可以几个周期不倒槽，用不到硝酸槽，其实这种观不近全对，正规生产线的设计应该考虑到这一点。下面介绍几种镀槽材料：
聚丙烯PP 纯的（不含添加剂、填料、颜料）去应力的聚丙烯塑料是化学镀镍镀槽的理想材料之一。聚丙烯的优点在于材料比较价廉易得，加工方便，且保温性能极佳。制造时应在保护气氛下，用专用聚丙烯焊条焊接槽体以防止聚丙烯塑料氧化，特别是镀槽的棱边棱角脱焊；槽体外周应有足够强度的加强筋或钢铁外槽支撑。聚丙烯镀槽的缺点在于聚丙烯塑料的抗光老化，抗氧化性较差，使用两三年后容易硬化开裂，寿命有限。聚丙烯塑料不耐热硝酸，所以不能用热硝酸清洗。此外，聚丙烯塑料易燃；槽内使用电加热器时，如果液位过低，或者在空槽时，误开了电加热器，将会引起聚丙烯槽壁熔化，甚至造成火灾。
氯化聚氯乙烯CPVC 氯化聚氯乙烯塑料强度较高，不易被硝酸氧化，槽壁亦不易镀上。不像PP那
样易燃，安全性好。缺点在于材料价格贵，焊接制造比较困难；而且在使用过程，同样的槽不如PP板的强度高。
不锈钢镀槽市场上易得的建造化学镀槽的不锈钢材主要是奥氏体不锈钢，其他牌号还有304、316不锈钢等。不锈钢镀槽的制造技术成熟，机械强度高，比较完全，使用寿命长，但是价格较贵，首期投资较高。为防止施镀槽壁，在每次使用前必须在室温下使用50%硝酸钝化不锈钢槽壁；施镀时最好对槽壁施加阳极保护，常用的阳极电流密度约为每平方分米1mA，其目的是提高不锈钢槽壁的电位，使之高于槽壁上镍磷起始沉积的电位。
11 化学镀镍中挂具的设计
化学镀镍有挂具应该比电镀用挂具简单，但也要遵循一定的原则：
?惰性材料，不具备催化活性，不能随工件被镀覆；
?不向镀液中带入杂质；
?在高温下不能变形；
?充分考虑到化学镀时的排气问题，例如杯状工件的吊挂；
12 过滤装置的设计
现代规范化的化学镀镍操作是在施镀过程中连续循环过滤镀液，而不只是间歇式的，仅在倒槽时过滤低温镀液。因此，对循环过滤设备的要求很高。循环过滤系统主要由循环泵和过滤器两部分组成。循环泵必须耐高温、耐硝酸、不污染镀液；因此多数由氟塑料、氯化聚氯乙烯、聚丙烯塑料、不锈钢等材料组成。
（１）液下泵这种循环泵垂直于安装槽边（或槽内），电机部分高出化学镀浴液面，比较安全；在中、小型化学镀镍槽中使用比较普及。这种泵适合采用滤袋的循环过滤系统。缺点在于占据了部分槽面操作空间；并且，当出口压力过高时，镀液容易进入泵轴甚至进入电机之中。
（２）磁力泵机械离心泵用于化学镀镍时多数出现密封问题；设计人员自然地想到采用没有泵轴密封问题的耐蚀磁力泵，氟塑料制成的磁力泵可以耐热硝酸，价格虽贵，性能却比较可靠。磁力泵的缺点在于泵叶后部间隙很小，如果泵送的溶液中含有固体磨粒，磨粒可能阻塞间隙，泵壳泵叶迅速磨损，甚至泄露。因此，化学镀镍循环过滤采用磁力泵时，应该认真检查，清洗，并且定期维修。
（３）滤袋滤袋一般为PP纤维织成。镀液由于重力作用，自行流动过滤。滤袋目前在国内的使用并不是很多。
（４）滤芯滤芯为PP等合成纤维在PP或不锈钢支撑筒上绕制而成的。用于镀液受压过滤。一般在过滤器筒上安有压力表。国内有成品的过滤机销售，并且国内的过滤机制造水平已经可以满足正常的化学镀镍生产了。
（５）活性炭地滤质量合格的活性炭通常封装在滤饼或滤筒中。经活性炭过滤后，镀液中的有机添加剂损失较多，必须重新补充。除非有特别的原因，一般不用。
13 搅拌装置的设计
化学镀生产线上，有多个工位必须采用搅拌。化学镀液的搅拌方式分为气体搅拌、溶液搅拌、机械搅拌、超声波搅拌等。或者用上述方法的综合方式进行。一个好的搅拌装置应该在槽内形成一种溶液强制流动，使浸入式加热管和槽壁处的镀液流量尽可能地充足；使镀液中和槽底的固体微粒被冲向槽底出口管而被循环泵吸走；消除工件上的氢气泡，以便镀层均匀、光滑、无针孔。
（１）气体搅拌采用工厂压缩空气站供气时，应经油水分离、过滤净化。最好是采用无油、低压鼓
风机作为空气源；鼓风机的进气口处于相对无尘，无挥发有机物污染的环境中，并且在进气口处安装袋式或箱式除尘器。考虑到空气搅拌所引起的镀液热能和水分损失，一种理想的设计是压缩空气进入镀槽前，经过一个水蒸气饱和器，并将压缩空气加热至65-75度。
（２）液体搅拌大流量泵送镀液搅拌可以消除气体搅拌可能带来的污染问题，通过槽内定向喷嘴的排列和组合，可达到十分理想的搅拌效果。液体搅拌适用于镀层质量要求严格、光洁度高、针孔少的工件，如计算机硬盘的化学镀镍。这种搅拌方式用于复合化学镀镍，则有利于固体微粒的悬浮和分散。对于不适用空气搅拌的溶液，如含氨水的镀液，亦可采用液体搅拌。这种搅拌方式的缺点是成本较高。若使用不锈钢泵送镀液，则应考虑定期清洗、钝化等问题。
（３）工件搅拌当工件尺寸精度和表面光洁要求苛刻，或者化学镀超厚层时，多采用工件搅拌方式。根据工件形状和工作面要求，工件搅拌可采用往复式、转动式。工件搅拌的缺点在于设备投资增大；特别是大型工件的卧式旋转搅拌，设计要求和造价都较高。
14 化学镀镍生产线的摆放
生产线的摆放应以操作方便为第一原则。
按制定的工艺流程顺序摆放生产设备，去离子水桶及补加液应离镀槽较近。镀槽应与左右的前、后处理区留有一定的距离。成品堆放区最好安放在另外的房间，以免酸雾腐蚀工件。
所有的电源线应套橡胶套，不要放在地面上，以防经常脚踩、挤压造成外套开裂而漏电。排风装置应在离地面2米左右高度为宜，在镀槽及酸洗槽、烫干槽附近都应安装排风装置。
纯水装置、空气压缩机及一些辅助机械装置最好放在生产线隔壁的房间，现在大多数化学镀镍溶液都是醋酸缓冲体系，络合剂也基本为乳酸—柠檬酸体系，所以酸气比较重，会对机械装置腐蚀较大。生产线上如果有行车，请注意刷涂保护涂料。
计算好车间的内部的容积，安排好车间的排风装置。生产用实验室最好与各条生产线处于最佳距离。
15 化学镀镍加工零件工艺的确定
化学镀生产的工艺都可分为前处理、化学镀、后处理三个部分，其中化学镀与后处理基本相同，只有前处理区别较大，不同的材质、基体应有不同的前处理工艺：
?工件如已经过热处理，需除掉表面氧化膜；
?工件如已经过磁性处理，需先消磁；
?工件如已经过渗碳或氮处理，则不能进行化学镀；
?如果需要达到镜面效果的光亮度则需进行镀前精抛和镀后的精抛；
?如果表面已有镀层，则需先退镀；
?如果某些部位不要求化学镀，可以涂保护漆；
?如果工件多微孔、小孔，正常清洗困难时，则需超声波清洗；
?当工件多而又前处理复杂时应考虑集中前处理后一起化学镀；
?如果有非常规基体材料，请向专业技术人员问询具体工艺。
16 加热方式的选择
化学镀镍过程对温度十分敏感，加热方式对镀液稳定性影响极大。酸性浴化学镀镍合金的操作温度大多数都超过85度，水溶液的热容又比较大，热能消耗大；因此化学镀镍溶液的加热方式、升温时间、控温精度、绝热技术等直接关系到镀镍溶液使用寿命、镀层质量和生产成本等因素，务必要仔细考虑，精心
设计。
常用的加热方法有浸入式电加热、浸入式蒸汽加热、常压热水电复合加热。
浸入式电加热器最为普遍，比较适合于体积较小的镀槽，一般在一吨以下。一般为钢管电加热器外套聚四氟乙烯或石英玻璃等。它的优点是投资小，安装容易，加热效率高；缺点在于加热器占用镀槽空间，而且加热器容易镀上，使用时还要注意防止漏电。
浸入式蒸汽加热器比较适合大型镀槽的加热，这种加热器一次性投资比较大，但性能稳定，寿命长。但在使用过程中应该注意对集束管的保护，因为集束管壁很薄，要注意防止漏汽。
常压热水电复合加热，运行成本较高，镀液可以轻松加热到七十几度，对付低温镀液完全可行。如果每吨配上三到六千瓦的聚四氟电加热管就可以把镀液加热到九十度。
17 镀前处理需知
化学镀镍的对象是具体的工件，进厂待镀的工件状况，包括工件材质、制造或维护方法，工件尺寸和最终使用情况是不同的，因此前处理方法应有所不同。在确定正确的前处理工艺流程时，必须对工件有充分的了解。
合金类型为保证镀层足够的结合力以及镀层质量，必须鉴定基体材质。某些含有催化毒性合金成分的材料在镀前处理时加以表面调整，保证除去这些合金成分后才能进行化学镀镍。例如：铅（含铅钢）、硫（含硫钢）、过量的碳（高碳钢）、碳化物（渗碳钢）等。因为这些物质的残留会产生结合力差和起泡问题。而且，在未除净这些物质的表面，镀层会产生针孔和多孔现象。另一种处理方法是在镀前采用预镀的方法隔离基体才料中有害合金元素的影响。在不清楚待镀工件材质而且又不可能进行材料分析的情况下，必须进行预先试验，试合格后方可工作。
工件的制造历史钢件表面状况由于渗碳、渗氮、淬火硬化后提高表面硬度是重要的变化途径之一。通常化学镀镍在硬度范围HRC58-62的铁件表面上镀层的结合力是难以合格的。一方面，上述硬度范围的工件必须进行特别的清洗方法，即在含氰化物的溶液中周期换向电解活化或其它合适的电解清洗，以便溶解除去表面的无机物质诸如碳化物。另一方面，在施镀中产生的表面应力，诸如航天工业用的表面有较高抗张应力的工件，必须在镀前镀后进行去应力处理，以获得合格的结合力。在制造过程中工件表面大量残留的机械润滑油和抛光剂等也必须在镀前清除干净。
工件的维修历史工件维修时为除去表面的有机涂层、铁锈或氧化皮，采用喷砂处理，这种工件是化学镀前最难处理的。因为这些工件表面不仅嵌进了残留物质，而且腐蚀产物附着得很牢。在这种情况下，应先采用机械方法清洁表面，以保证后续化学清洗和活化工序的质量。为除去工件表面嵌进的油脂和化学脏污，有时预先烘工件十分有效，尽管这不是唯一的好用的清除方法。
工件的几何尺寸许多工件的几何形状妨碍了采用某前处理技术，如大尺寸的容器以及内表面积很大的管件就是如此。通常清洗和活化钢件应包括电解清洗和活化，在上述情况下，应采用机械清洗、化学清洗和活化更为可行。对于具有盲孔和形状复杂的零件，需要加强清洗工序以解决除去污垢、氢气泡逸出和溶液带出的问题。在工件吊挂和放置方法上也应考虑解决上述问题。
工件非镀面的阻镀问题许多工件要求局部化学镀镍，因此必须采用屏蔽材料将非镀部分保护起来。屏蔽材料可用压敏胶带、涂料、专用塑料夹具等。
化学清洗浸洗是化学镀前处理的重要步骤之一，其重要的功能在于清除工件表面的污垢，为保证清洗效果，通常使用清洗剂、机械搅拌和加温。采用碱性清洗剂时必须加热至60-80℃，以便彻底清洗污垢，大多数碱性清洗采取浸洗并且强力搅拌，也可以采用喷淋清洗方式。
电解清洗电解清洗是化学镀镍前处理的理想清洗方法，多适用于精密零件。直流电解清洗即阴极
电解清洗的优点在于工件表面产生大量的氢气增加了洗涤效果；其缺点在于工件带负电，因而吸附清洗溶液中的铜、锌和其它金属离子、皂类和某些胶体物质，在工件上形成疏松的电极泥以致难以除去。电解清洗时采用周期换向电解，当工件为阳极时，迫使工件表面带正电荷的离子和污垢脱离。而且工件表面生成的氧气有利于有效地洗涤掉嵌在工件上的污垢，由清洗溶液中的清洁剂去润湿污垢，乳化除掉污垢。
水洗两个前处理工序之间的水洗工序，目的在于防止上道工序带出的溶液对下道工序溶液的污染和从工件表面清除污垢、金属离子污染和电极泥，以保证镀层结合力合格。水洗工序进行得好坏与设计出一个好的工艺流程是很重要的，应避免共用漂洗，即回头至先前用过的槽中漂洗的现象出现。
18 化学镀镍的温度
化学镀镍过程涉及的氧化还原反应需要热能，对于任何化学镀液都是如此而已，即在一定的温度下才能发生化学沉积反应。除少数低温、常温镀液外，大多数的化学镀液要在比较高的温度下进行，当然不同的镀液对温度的敏感程度也不尽相同。
按照化学动力学经验公式，化学镀镍沉积速度为镀液温度的指数函数；某些化学镀液温度升高1℃，沉积速度增加5%-7%。在较高温度下速度较快，但是通过升高温度去提高镀速是有镀液分解或降低寿命的风险的。为了尽可能得到一个尽可能快又不伤害镀液的稳定性，每种镀液都一个最佳的操作温度范围，比如酸性的，以次磷酸钠为还原剂的镀液最佳操作温度为88-92℃，在此范围内磷含量不会有超过1%的波动。
由此可见对化学镀镍操作温度精确管理的控制是十分重要的，实际操作时镀液温度控制在最佳操作温度正负2℃范围内，应该尽可能让温度减少波动，我们在一些自动控制温度的生产线上，要定期对温控仪的温度传感器进行校正，以尽可能减少误差。另外，温度是与镀层的磷含量成反比的，越低的温度越有利于得到较高的磷含量，当然温度对磷含量的影响是比较小的。
19 化学镀镍的pH值
氢离子是化学镀镍反应的产物之一。化学镀镍是镀液中氢离子浓度持续升高的过程，尽管镀液中含有大量的缓冲剂，仍然需要不断加入pH值调整剂，即加入碱才能维持镀液的pH值。因为pH值对于化学镀镍过程产生重大影响，在化学镀镍操作过程中应十分重视镀液pH值的控制问题。
不同的化学镀镍溶液有着不同的pH值操作范围，比如酸性次磷酸钠镀液的pH值操作范围大都在4.2-5.0之间，低磷化学镀镍溶液近中性；而二甲基硼烷（DMAB）为还原剂的化学镀镍可以在中性、偏酸性范围操作等。成功的商品化学镀镍液应该是经过充分研究开发和仔细计算的优化系统，它们都同时指明其pH值的操作范围和最佳值。当然现在还有更为先进的商品液为自动调节pH值的，即商家已经把pH值调整剂加入到了补加的浓缩液中了，随着补加液的补充入镀液，镀液的pH值也随着镀液镍离子还原剂、络合剂的补充完毕而调整到位，为我们省去了很多麻烦。
通常情况，pH越高，镀速越快，pH越高，磷含量也就越低。不少人认为化学镀镍液性能良好的标志是操作范围宽广。确实，不同的化学镀液对pH值的敏感程度是不同的。较之操作参数必须严格限制的镀液，操作人员自然欢迎选用能够在很宽范围的pH值内都能形成质量合格一致的镀层镀液。然而，镀液对pH值对于镀层的性能影响是很大的，以至于技术先进的现代商品镀液的pH值控制范围非常狭窄，通常控制在最佳值的±0.2范围之内。当然手工控制的生产线要比较困难才能达到，如果借助一些仪器及控制设备就可以轻松达到了。
通常我们使用氨水、碳酸钾、碳酸钠或氢氧化钠还调整pH值。我们在手工调整pH值时，要尽可能将调整剂稀释后，缓慢地加入到镀液中，并且进行连续的搅拌，避免对槽液造成不必要的冲击。当然，我们也要避免在槽中有工件的时候进行pH值调整，最好在把工件取出后，补完浓缩液之后进行。
镀液的pH值对化学镀镍过程的影响可概括为:
(1)当pH值增大时,沉积速度随之提高,反之沉速减缓.对于酸性镀液, pH值<3时,沉积反应实际已终
止。
(2)当pH值增大时,所得沉积层磷量降低。
(3)增大pH值会降低次磷酸盐还原剂的利用率,此时,相当部分还原剂消耗于析氢。
(4)对于酸性化学镀镍液, 当pH值增大时, 亚磷酸盐的的溶解度降低, 亚磷酸镍沉淀析出将有触发
镀掖自然分解的危险.如果pH值继续提高,那么, 次磷酸盐氧化成亚磷酸盐的反应将由催化反应(仅在催化表面上进行的反应)转化为自发性的均相反应(反应在镀液本体内部可进行,不需要在催化表面).这时镀液很快就分解而失效。
[H2PO2]＿ + 0H＿ [HPO3]２＿ + H2
１９化学镀镍作业中的注意事项
1.每班开槽前应分析调整镀液，并进行试镀，确定镀液状况良好后再批量入槽生产。
2.每班关槽前必须将镀液循环过滤，去除有害微粒，掉入槽内的工件应及时捞出。
3.过滤机的滤芯用后要取出彻底冲洗干净，在过滤不同镀液时更应如此，严禁过滤机及滤芯不经
清洗直接过滤槽液（过滤过死镀镀液或分解镀液的滤芯应废弃不能再使用）。
4.根据工件重要程度可选择新旧镀液区别对待，也可先用旧镀液进行预镀，取出后放入新镀液中
镀覆，尤其在镀覆铝基体工件时，此法可延长镀液使用寿命。
5.工件入槽时采取小批量同时入槽的方式，并记下每批入槽的准确时间，镀覆时间的长短应根据
镀层的厚度要求而定，必须采用测定小试片的镀厚及镀速来决定镀覆时间。
6.工件放入镀槽后要经常晃动和搅拌，严禁相互接触和碰撞，同时不断变换工件放置位置，一般
使盲孔向上，以利气泡的排出，圆柱形工件应竖放，以避免机械杂质落于工件表面，造成镀层
出现毛刺。
7.槽液的装载量一般为 1-2dm2/L，最佳装载量为1dm2/L,不得少于0.5dm2/L,过低不但利用率低,
镀层粗糙,而且也会导致镀液分解；也不得高于1.25dm2 /L,过高镀液不稳定。应根据工件的数
量选择镀槽大小，槽液多少；工件入槽的数量不能超过镀槽装载量的上限。
8.在镀覆过程中，应连续搅拌过滤，每小时分析补加一次，同时调整 pH值，生产班组长必须指定
专人看管,做到槽不离人,严防工件入槽后无人问津的现象发生。
9.钢铁电加热管应定期放入 1：1硝酸中钝化一下，可防止加热管被镀上。如果加热管已经被镀上，
则需放入1：1硝酸中退镀。在加热管钝化或退镀处理后，都应彻底清洗，以免将NO3-等杂质带入镀槽。如为蒸汽管加热，则应涂上保护漆，并定期检查有无镀上，脱漆的地方应及时补上。
10.工件出槽后应彻底冲洗 ,注意盲孔中残留镀液,然后用干净吸水抹布擦干、吹干，质检合格后应
立即包装并清点入库，作好记录，严禁用手触摸工件，严禁随便放置。
11.不合格镀层应退镀后重镀，工件的基体不同，退镀液也不一样。
12.槽液（包括前处理溶液）的维护管理特别重要，任何物件进入槽液前，必须先弄清它是什么材质，
对槽液有何影响，并保证它不会给槽液带来任何危害，严禁随意将东西放入槽液，严禁不经除油、除锈，不经彻底清洗进入镀槽，镀液中严防带入 Cu2+、Zn2+、Ag++ 、Hg2+、Cd 2+、Pb2+、Fe2+、Al3+、Cu+、Sb2+、NO3-等水溶性杂质。
13.槽液每天的生产状况、维护补加情况及产品质量应由生产班组长在专用记录单上作详细记录，并
定期将记录交于技术负责人查阅，并存档备查。
14. 镀槽应定期清理，定期检查软 PVC衬垫有无镀上或破损，及时处理或修补。
15. 当镀液进行加料时应遵循以下原则:
1.加料前要把镀液温度降到70℃以下.
2.不得直接加入固态的化学药品,试剂需先配成溶液后加入到工作槽中.
3.加料和调整pH值都必须在不断搅拌下徐徐进行,不能加料过急.
20 化学镀镍常见的故障及纠正方法
21 如何改善化学镀镍层的耐蚀性能
基体质量这是镀层质量的基本保证，但往往被人们忽视。镀前必须了解工件材料的成分、状态、冶金质量及加工成型的过程，不适当的加工会造成应力、微裂纹。工件上不应有折叠、焊屑、毛刺、孔洞及砂眼等缺陷。钢中的夹杂物，尤其是硫化物，不仅影响镀层的耐蚀性，还会毒化镀液。
镀前处理基材上原有的润滑油或缓蚀剂是很难清洗净的，处理不好不仅会降低镀层结合力，还会产生针孔而降低耐蚀性。除化学清洗法外，碳钢基材常推荐使用电解清洗法，但这种清洗方法明显地影响镀层的耐蚀性。例如在碱性介质中阳极清洗会升高镀层孔隙率；阴极清洗虽然孔隙率低，但又可能引起氢脆。用碱性除锈剂，若换向周期性地反复清洗，即在85℃浸泡10分钟、再阳极清洗2分钟，效果不如浸泡后改用阴极清洗更耐蚀。活化时铁基体如用盐酸活化会使腐蚀率上升，如果以稀硫酸活化效果就好一些，且时间越短越好。活化液中绝对不能用缓蚀剂。基材中含铅将使镀层出现微孔、降低结合力，还毒化镀液。这类基材不宜用硫酸活化，以25%HBF4为宜，先闪镀一下也可。
镀后处理化学镀镍的后处理不外乎加热除氢、提高硬度改善耐磨性或改善结合力，或进一步处理以提高耐蚀性。镀后需要处理的镀层只占总镀层的一小部分。试验表明200℃加热一小时的热处理方法还有
益于改善镀层的耐点蚀能力。低温短时间加热去除了氢，还继续保持镀层的非晶结构，同时，发生了最大的弛豫，使其体积缩小、密度增加、孔隙率下降。铬酸盐封闭处理是提高化学镀镍层抗变色能力、延长耐盐雾试验时间及耐蚀性能的一种最简单而有效的方法。
22 不合格镀层的退镀
钢基材上的镀层可用14mol/L的硝酸溶液退去,零件要经干燥后入槽,工作温度宜在35度下进行.
23 化学镀镍废液的处理——化学沉积法
在一定的pH值条件下，投加沉淀剂与化学镀镍废液中的有害物质反应生产不溶性物质，并沉降，液固分离，从而除去废水中的污染物。经典的化学沉淀法工艺过程是在废镀液中投入石灰乳和苛性碱，使废液的pH值升高至12；此时废液中绝大部分镍离子以及其他污染物发生沉淀反应，再加入少量的高分絮凝剂，会加速不溶物的沉降过程。加入氧化剂，除去废液中的有机物，有利于镍离子的沉淀反应，降低废水的化学需氧量。采用砂池过滤法、离心过滤机或板框过滤机，也可使液固分离。调整滤液pH值，分析检验，符合环保标准后排放废水，然后综合利用废渣。废镀液中含有一定量的缓冲剂和络合剂，使得升高废液pH值投碱量增加，单纯地投碱法也难以进一步降低废液中镍离子浓度。只有在分离或者氧化分解了这些络合剂和缓冲剂之后才能取得化学沉积法的明显效果。化学沉淀工艺用氧化剂有臭氧、双氧水、高锰酸钠、次氯酸钠和氯气等。一种石灰乳沉淀法：沉淀——氧化——再沉淀的三步处理方式，可使化学镀报废槽液中镍离子浓度降低至0.2mg/L，总磷量降低至2mg/L。不同的化学镀镍液所采用的缓冲剂和络合剂种类和数量也不同，因此化学沉淀法处理不同废液的工艺和难易程度也会不同。所以，建议事先进行实验室化学沉淀工艺试验，以便确定最佳工艺参数，选择合适的沉淀剂和设备才能取得满意的技术经济效果。
除石灰乳之外，有效的沉淀剂还有，硫酸铝、硫酸亚铁、硫化钠、硫化亚铁、二烷基二硫代氨基甲酸盐(DTC)和不溶性淀粉黄原酸酯(ISX)等。DTC可以在宽广的pH范围内，有效地沉淀镍离子，使废水中镍离子浓度不超过1ppm。每克ESX可在pH3-11条件下吸附沉淀约50mg镍离子；上述两种沉淀剂使用方便，但主要用于治理低浓度的废水。与其他废液处理方法比较，化学沉淀法的优点在于处理报废液的工艺成熟实用，操作费用不高。主要缺点在于沉淀法产生大量废渣，必须妥善处理或综合利用；否则，一旦废渣中镍离子等污染物溶出，会造成二次污染。综合利用废渣方式抱括：与硅酸盐物料混合烧结成砖等建筑材料，低镍含量的污染可用作建筑涂料等等。
另外还有催还原法，电解回收法，离子交换法，电渗析及膜渗析技术等，但终因为投资过大，或成本高而没有广泛应用
化学镀所需仪器:电热恒温水浴锅；8522型恒温磁力搅拌器控温搅拌；增力电动搅拌机。 化学镀工艺流程：机械粗化→化学除油→水洗→化学粗化→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→解胶→水洗→化学镀→水洗→干燥→镀层后处理。 1化学镀预处理 机械粗化：用机械法或化学方法对工件表面进行处理（机械磨损或化学腐蚀），从而在工件表面得到一种微观粗糙的结构，使之由憎水性变为亲水性，以提高镀层与制件表面之间结合力的一种非导电材料化学镀前处理工艺。 1.1 化学除油 镀件材料在存放、运输过程中难免沾有油污，为保证预处理效果，必须首先进行除油处理，去除其表面污物，增加基体表面的亲水性，以确保基体表面能均匀的进行金属表面活化。化学除油试剂分有机除油剂和碱性除油剂两种；有机除油剂为丙酮(或乙醇)等有机溶剂，一般用于无机基体如鳞片状石墨、膨胀石墨、碳纤维等除油；碱性除油剂的配方为：NaOH：80g/l，Na2CO3(无水)：15g/l，Na3PO4：30g/l，洗洁精：5ml/l，用于有机基体如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等除油；无论使用哪种除油试剂，作用时都需要进行充分搅拌。 1.2 化学粗化 化学粗化的目的是利用强氧化性试剂的氧化侵蚀作用改变基体表面微观形状，使基体表面形成微孔或刻蚀沟槽,并除去表面其它杂质，提高基体表面的亲水性和形成适当的粗糙度，以增强基体和镀层金属的结合力,以保证镀层有良好的附着力。粗化是影响镀层附着力大小的很关键的工序，若粗化效果不好，就会直接影响后序的活化和化学镀效果。化学粗化试剂的配方为：CrO3：40g/l，浓H2SO4：35g/l，浓H3PO4(85%)：5g/l。化学粗化的本质是对基体表面的轻度腐蚀作用；因此，有机基体采用此处理过程，无机基体因不能被粗化液腐蚀而不需此处理。 1.3 敏化 敏化处理是使粗化后的有机基体(或除油后的无机基体)表面吸附一层具有还原性的二价锡离子Sn2+，以便在随后的活化处理时，将银或钯离子由金属离子还原为具有催化性能的银或钯原子。敏化液配方为：SnCl2·2H2O：20g/l，浓HCl：40ml/l，少量锡粒；加入锡粒的目的是防止二价锡离子的氧化。 1.4 活化 活化处理是化学镀预处理工艺中最关键的步骤, 活化程度的好坏，直接影响后序的施镀效果。化学镀镀前预处理的其它各个工序归根结底都是为了优化活化效果，以保证催化剂在镀件表面附着的均匀性和选择性,从而决定化学镀层与镀件基体的结合力以及镀层本身的连续性。活化处理的目的是使活化液中的钯离子Pd2+或银离子Ag＋离子被镀件基体表面的Sn2+离子还原成金属钯或银微粒并紧附于基体表面，形成均匀催化结晶中心的贵金属层, 使化学镀能自发进行。目前，普遍采用的活化液有银氨活化液和胶体钯活化液两种；化学镀铜比较容易，用银即能催化；化学镀钴、化学镀镍较困难，用银不能催化，必须使用催
化学镀镍配方成分分析，镀镍原理及工艺技术导读：本文详细介绍了化学镍的研究背景，分类，原理及工艺等，本文中的配方数据经过修改，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。 禾川化学引进国外配方破译技术，专业从事化学镍成分分析、配方还原、研发外包服务，为化学镍相关企业提供一整套配方技术解决方案。 一、背景 化学镀镍也叫做无电解镀镍，是在含有特定金属盐和还原剂的溶液中进行自催化反应，析出金属并在基材表面沉积形成表面金属镀层的一种优良的成膜技术。化学镀镍工艺简便，成本低廉，镀层厚度均匀，可大面积涂覆，镀层可焊姓良好，若配合适当的前处理工艺，可以在高强铝合金和超细晶铝合金等材料上获得性能良好的镀层，因此在表面工程和精细加工领域得到了广泛应用。 禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。 样品分析检测流程：样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。有任何配方技术难题，可即刻联系禾川化学技术团队，我们将为企业提供一站式配方技术解决方案！ 二、化学镀工艺 化学镀工艺流程为：试样打磨-清洗-封孔-布轮抛光-化学除油-水洗-硝酸除锈-水洗-活化-化学镀-水洗-钝化-水洗-热水封闭-吹干。
图1 化学镀的工艺流程图 三、化学镀镍分类 化学镀镍的分类方法种类多种多样，采用不同的分类规则就有不同的分类法。 四、化学镀镍原理 目前以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀镍的自催化沉积反应，已经提出的理论有羟基-镍离子配位理论、氢化物理论、电化学理论和原子氢态理论等，其中以原子氢态理论得到最为广泛的认同。 该理论认为还原镍的物质实质上就是原子氢。在以次亚磷酸盐为还原剂还原Ni2+时，可以以下式子表示其总反应： 3NaH2PO2+3H2O+NiSO4→3NaH2PO3+H2SO4+2H2+Ni（1） 也可表达为： Ni2++H2PO2-+H2O→H2PO3-+2H++Ni（2）
化学镀镍缺陷介绍、分析及解决 目录 序言 第一部分缺陷的分类 第二部分如何分析缺陷的类别 第三部分缺陷产生的原因 第四部分如何消除缺陷 第五部分（补充）研磨及其前工段来料缺陷分析 序言 作为一名电镀工作者，每天都会接触到各种各样的缺陷，学会分析这些缺陷对我们来说相当重要，不及时的分析出缺陷的成因，就难以找出消除缺陷的方法，那么缺陷就会继续产生，甚至危及生产。打个比方，缺陷好比病人，而你是医生，当病人来找你时，你首先要做的是通过望闻问切确定病人的病情（对于缺陷来说，就是观察缺陷的外观，确定缺陷产生的原因），然后对症下药（确定缺陷产生的原因后，找出产生缺陷的地方加以改正），不同的病情下不同的药（不同的缺陷用不同的方法解决），诊断错误不但不会解决病情，还会加重病情（没分析出缺陷产生的原因，那么缺陷就会继续产生，甚至危及生产），合格的电镀工作者应该能准确的判断出缺陷产生的根源并加以改正。 下文缺陷分析的方法不具有绝对性，例如A1，我们分析镀前还是镀后产生一般是看镀后缺陷处有无瘤状物，没有一般认为是镀前产生的，但一些比较轻微撞伤的铝片，镀后也看不见瘤状物。所以，在实际生产中，缺陷分析的方法只具有参考性。 第一部分缺陷的分类 总的说来，电镀产生的缺陷分为电镀前，电镀过程中，电镀后，共三大类，每大类下面有分有很多小类，下面一一介绍： ㈠：电镀前的缺陷 可细分成上工装、吊蓝和前处理三块。 1：上工装 上工装产生的缺陷主要是内径和外径，表面较少见，内径缺陷可由装挂臂，定位杆和挂杆产生。其中： 装挂臂可以产生内径B1，内径C9和表面B1。内径B1（图例1-1）为靠内径0.5CM内，一条或数条不超过0.5CM的不平行于圆周切线的直线擦伤。装挂臂产生的C9（图例1-2）位于盘片内径的两个点，该两点与圆心的夹角在90度左右。表面B1（图例1-3）为基本指向圆心的贯穿内外径的较长直线，
化学镀镍与电镀镍工艺及相互之间的区别 1 电镀镍 电镀是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程。电镀镍是将零件浸入镍盐的溶液中作为阴极，金属镍板作为阳极，接通直流电源后，在零件上就会沉积出金属镍镀层。电镀镍的配方及工艺条件见表1。 电镀镍的工艺流程为：①清洗金属化瓷件；②稀盐酸浸泡；③冲净；④浸入镀液； ⑤调节电流进行电镀； ⑥自镀液中取出；⑦冲净；⑧煮；⑨烘干。 表1 电镀镍的配方及工艺条件 成分含量/g/L 温度 /0C PH值电流密度 /A/dm2 硫酸镍硫酸镁硼酸氯化钠 100-170 21－30 14－30 4－12 室温5－6 0.5 电镀镍的优点是镀层结晶细致，平滑光亮，内应力较小，与陶瓷金属化层结合力强。电镀镍的缺点是：①受金属化瓷件表面的清洁和镀液纯净程度的影响大，造成电镀后金属化瓷件的缺陷较多，例如起皮，起泡，麻点，黑点等；②极易受电镀挂具和在镀缸中位置不同的影响，造成均镀能力差，此外金属化瓷件之间的相互遮挡也会造成瓷件表面有阴阳面的现象；③对于形状复杂或有细小的深孔或盲孔的瓷件不能获得较好的电镀表面；④需要用镍丝捆绑金属化瓷件，对于形状复杂、尺寸较小、数量多的生产情况下，需耗费大量的人力。 2 化学镀镍 化学镀镍又称无电镀或自催化镀，它是一种不加外在电流的情况下，利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍层，当镍层沉积到活化的零件表面后由于镍具有自催化能力，所以该过程将自动进行下去。一般化学镀镍得到的为合金镀层，常见的是Ni-P合金和Ni-B合金。相较Ni-P合金而言，Ni—B合金的熔焊能力更好，共晶温度高，内应力较小，是一种更为理想的化学镀镍方式。但本文着重讨论的是Ni-P合金镀层。 化学镀镍的配方及工艺条件见表2。 表2化学镀镍的配方及工艺条件 成分含量/g/L 温度 /0C PH值 硫酸镍次磷酸钠柠檬酸钠氯化铵 45－50 45－60 20－30 5－8 85 9.5 化学镀镍的工艺流程为：①清洗金属化瓷件；②冲洗；③活化液浸泡；④冲净； ⑤还原液浸泡；⑥浸入镀液并不时调节pH值；⑦自镀液中取出；⑧冲净；⑨煮；
环保型化学镀镍技术 化学镀镍工艺简便，成本低廉，镀层厚度均匀，可大面积涂覆，镀层可焊性良好，若配合适当的前处理工艺，可以在高强铝合金和超细晶铝合金等材料上获得性能良好的镀层，因此在表面工程和精细加工领域得到了广泛应用。例如不锈钢钢件转动轴、动配合件等的化学镀镍，可改善镀层的均匀性和自润滑性；磷肥厂的风叶轮原来使用橡胶或玻璃钢衬层防腐，因磷酸尾气中含有氟化氢等强酸性气体，且使用温度高，使用寿命仅有4个月左右（发生脱层和脆性破裂现象），改为化学镀镍后使用寿命延至两年左右，保证了生产的安全运行，又节约了4%的资金；汽车工业利用化学镀镍层非常均匀的优点，在形状复杂的零件上，如齿轮、散热器和喷油嘴上采用化学镀工艺保护。镀上10微米左右的化学镀镍层的铝质散热器具有良好的钎焊性。齿轮上化学镀后尺寸误差十分容易地保持±0.3～0.5微米。用在喷油器上的化学镀镍层，可以提供良好的抗燃油腐蚀和磨损性能，通常，燃油腐蚀和磨损会导致喷油孔的扩大，因此喷油量增大，使汽车发动机的马力超出设计标准，加快发动机的损坏。化学镀镍层可以有效地防止喷油器的腐蚀、磨损，提高发动机的可靠性和使用寿命。化学镀镍具有高耐蚀性、高耐磨性和高均匀性“三高特性”，因此化学镀镍由于自身的突出特点和优异性能，越来越被广大用户认同和接受。 环保型化学镀镍工艺 但是镍是最常见的致敏性金属，约有20%左右的人对镍离子过敏，女性患者的人数要高于男性患者，在与人体接触时，镍离子可以通过毛孔和皮脂腺渗透到皮肤里面去，从而引起皮肤过敏发炎，其临床表现为皮炎和湿疹。一旦出现致敏，镍过敏能常无限期持续。患者所受的压力、汗液、大气与皮肤的湿度和磨擦会加重镍过敏的症状。所以化学镀镍的环保问题值得关注。 由于光亮型中磷化学镀镍在数量上占据化学镀镍市场中最大份额，因此，人们研发的兴趣集中于新的不添加Pb、Cd的化学镀镍溶液，即所谓的LFCF化学镀镍。随着形势的发展，近年新开发的化学镀镍技术包括高、中、低磷, 全光亮、半光亮，复合镀全面停止添加Pb、Cd，而且选择新的原材料，以降低Pb、Cd杂质含量。 表环保型化学镀镍工艺简介 公司化学镀镍外观硬度耐蚀性/h 耐磨性备注
化学镍金的工艺 Tags: 化学镍金,印制电路板, 积分Counts:907 次 本文在简单介绍印制板化学镀镍金工艺原理的基础上，对化学镍金之工艺流程、化学镍金之工艺控制、化学镍金之可焊性控制及工序常见问题分析进行了较为详细的论述。在一个印制电路板的制造工艺流程中，产品最终之表面可焊性处理，对最终产品的装配和使用起着至关重要的作用。综观当今国内外，针对印制电路板最终表面可焊性涂覆表面处理的方式，主要包括以下几种：Electroless Nickel and Immersion Gold形电镀铜的常见缺陷及故障排除。 1．前言 由于行业竞争的激烈,印制板的制造商不断降低成本提高产品质量,追求零缺陷,以质优价廉取胜。而客户对印制板的要求也没有单纯停留在对产品性能的可靠性上,同时对产品的外观也提出了更严格的要求。而图形电镀铜作为化学沉铜的加厚层或其它涂覆层的底层，其质量与成品的关系可谓休戚相关“一荣俱荣，一损俱损”。所以图形电镀铜上的任何缺陷如镀层粗糙、麻点针孔、凹坑、手印等的存在，严重影响成品的外观，透过涂覆其上的阻碍或铅锡镀层或是镍金层，都能清楚的显露出来。 本文主要叙述图形电镀铜常见的系列故障及缺陷，并针对这些缺陷进行跟踪调查、模拟实验，找出产生缺陷的成因，制定切实的纠正措施，保证生产的正常进行。 2．缺陷特点及成因 2.1 镀层麻点 图形电镀铜上出现麻点，在板中间较为突出，退完铅锡后铜面不平整，外观欠佳。 刷板清洁处理后表面麻点仍然存在，但已基本磨平不如退完锡后明显。此现象出现后首先想到电镀铜溶液问题，因为出现故障的前一天（4月2日）刚对溶液进行活性炭处理，步骤如下：1）在搅拌条下件下加入2升H2O2 2）充分搅拌后将溶液转至一个备用槽中，加入4kg活性碳细粉，并加入空气搅拌2小时，之后关闭搅拌，让溶液沉降。 从调查中发现，生产线考虑到次日有快板，当晚将溶液从备用槽中转回工作槽。未经过充分过滤沉降活性炭，而转移溶液时未经循环过滤泵（慢）直接从工作槽的输出管理返回（管道粗，快）。因为溶液转回工作槽后已过下班时间，电镀人员没有小电流密度空镀处理阳极。在4月3日按新开缸液加完光亮剂FDT-1就开始电镀。 问题已经清楚，电镀铜上有麻点，来源于电渡溶液里的活性炭颗粒或其它脏东西。因为调度安排工作急，电镀人员未按照工艺文件的程序进行操作，溶液没有充分循环过滤，导致溶液里的机械杂质影响镀层质量。另一个因素是磷铜阳极清洗后，未通过电解处理直接工作，没来得及在阳极表面生成一层黑色均匀的“磷膜”，导致Cu+大量积累，Cu+水解产生铜粉，致使镀层粗糙麻点。 金属铜的溶解受控制步骤制约，Cu+不能迅速氧化成Cu2+。而阳极膜未形成，Cu-e.Cu2+ 的反应不断以快的方式进行，造成Cu+的积累，而Cu+具有不稳定性，通过歧化反应：2Cu+.Cu2+Cu，所生成的会在电镀过程中以电泳的方式沉积于镀层，影响镀层的质量。阳极经过小电流电解处理后生成的阳极膜能有效控制Cu的溶解速度，使阳极电流效率接近阴极电流效率，镀液中的铜离子保持平衡，阻止Cu+的产生，
钢铁的化学镀镍磷 金属1002 陈浩 3100702039 摘要：本文简要介绍了钢铁化学镀镍磷的原理与工艺流程，简述了镀层的性能及技术指标，随之分析了影响镀层性能的主要因素，并据此给出了工艺中的除锈配方和镀液配方，最后对试验参数进行了测定与比较，得出了一定的结论。 关键词：化学镀镀镍磷表面强化耐磨耐腐蚀性 一．前言 化学镀镍磷工艺是近年来迅速发展起来的一种新型表面保护和表面强化技术手段，具有广泛的应用前景。目前化学镀镍磷合金已广泛地应用在石油化工、石油炼制、电子能源、汽车、化工等行业。石油炼制和石油化工是其最大的市场，并且随着人们对这一化学镀特性的认识，它的应用也越来越广泛，主要用在石油炼制、石油化工的冷换设备上，化学镀镍磷能够显著提高设备的耐磨、耐蚀性能，延长其寿命，性能优于目前使用的有机涂料，而且适用于碳钢、铸铁、有色金属等不同基材。 二．实验原理 化学镀镍磷合金是一种在不加电流的情况下，利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍磷镀层的方法。其主要反应为应用次亚磷酸钠还原镍离子为金属镍，即在水溶液中镍离子和次亚磷酸根离子碰撞时，由于镍触媒作用析出原子态氢，而原子态氢又被催化金属吸附并使之活化，把水溶液中的镍离子还原为金属镍形成镀层，另外次亚磷酸根离子由于在催化表面析出原子态氢的作用，被还原成活性磷，与镍结合形成Ni-P合金镀层。 以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍磷工艺，其反应机理，现普遍被接受的是“原子氢态理论”和“氢化物理论”。下面介绍“原子氢态理论”，其过程可分为以下四步： 1、化学沉积镍磷合金镀液加热时不起反应，而是通过金属的催化作用，次亚磷酸根在水溶液中脱氢而形成亚磷酸根，同时放出初生态原子氢。 H 2PO 2 -+H 2 O→HPO 3 -+2H+H-
化学镀工艺流程 化学镀是一种在无电流通过的情况下,金属离子在同一溶液中还原剂的作用下通过可控制的氧化还原反应在具有催化表面(催化剂一般为钯、银等贵金属离子的镀件上还原成金属,从而在镀件表面上获得金属沉积层的过程,也称自催化镀或无电镀。化学镀最突出的优点是无论镀件多么复杂,只要溶液能深入的地方即可获得厚度均匀的镀层,且很容易控制镀层厚度。与电镀相比,化学镀具有镀层厚度均匀、针孔少、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点;但化学镀镀层质量不很好,厚度上不去,且可镀的品种不多,故主要用于不适于电镀的特殊场合。 近年来, 化学镀技术得到了越来越广泛的应用,在各种非金属纤维、微球、微粉等粉体材料上施镀成为研究的热点之一;用化学镀方法可以在非金属纤维、微球、微粉镀件表面获得完整的非常薄而均匀的金属或合金层,而且镀层厚度可根据需要确定。这种金属化了的非金属纤维、微球、微粉镀件具有良好的导电性,作为填料混入塑料时能获得较好的防静电性能及电磁屏蔽性能,有可能部分取代金属粉用于电磁波吸收或电磁屏蔽材料。美国国际斯坦福研究所采用在高聚物基体上化学镀铜来研制红外吸收材料。毛倩瑾等采用化学镀的方法对空心微珠进行表面金属化改性研究,发现改性后的空心微珠具有较好的吸波性能,可用于微波吸收材料、轻质磁性材料等领域。 化学镀所需仪器:电热恒温水浴锅;8522型恒温磁力搅拌器控温搅拌;增力电动搅拌机。化学镀工艺流程:机械粗化→化学除油→水洗→化学粗化→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→解胶→水洗→化学镀→水洗→干燥→镀层后处理。 1化学镀预处理 需进行化学镀的镀件一般不溶于水或者难溶于水。化学镀工艺的关键在于预处理,预处理的目的是使镀件表面生成具有显著催化活性效果的金属粒子,这样才能最终在基体表面沉积金属镀层。由于镀件微观表面凸凹不平,必须进行严格的镀前预处理,否则易造成镀层不均匀、密着性差,甚至难于施镀的后果。
优秀的化学镀镍，这些步骤一个都不能少！ 化学镀镍不受镀件形状的影响，对于形状复杂怪异的仪器零件、管道或容器内壁，甚至是特殊条件下的阀和搅拌器等均能提供非常均匀的镀层。这些是其他电镀工艺难以实现的，而且化学镀镍生产设备比较简单、操作方便，因此化学镀镍被广泛应用于各种设备零件。 其次，化学镀镍有优异的耐磨性能和耐腐蚀性能，因此被用于制造手术刀和缝合器等医疗器械、航天航空器发动机的零件、轴和滚筒类的零件、大型模具或零件、高精密零件等。 第三，化学镀镍的均匀厚度和始终如一的电热性等物理性能，使其在电子工业上也大放异彩，经过化学镀镍能提高电子元件的可靠性，目前计算机生产中的硬盘、驱动器、软盘、光盘、打印机鼓等绝大部分都采用了化学镀镍。 化学镀镍的工艺流程包括前处理、化学镀镍和后处理3大部分，每一部分都对化学镀镍的最终效果起关键性作用。 化学镀镍前处理包括了研磨抛光、除油、除锈、活化等过程，与其他电镀加工的方法类似，其中研磨和机械抛光是对待镀件表面进行整平处理的机械加工过程；除油、除锈则是为了除去待镀件表面的油污和锈迹，以便镀层结合更牢固；活化是为了是待镀件获得充分活化的表面，以催化化学镀反应的进行。 化学镀镍的操作在这里就不详细叙述了，下面来了解一下经过化学镀镍操作后，如何做好最后一个步骤：化学镀镍后处理，来提升其效果性能或为后续的二次电镀做好准备。
零件在化学镀镍后必须采取清洗和干燥，目的在于除净零件表面残留的化学镀液、保持镀层具有良好的外观，并且防止在零件表面形成“腐蚀电池”条件，保证镀层的耐蚀性。除此之外，为了不同的目的和技术要求还可能进行如下后续处理。 1、烘烤除氢，提高镀层的结合强度，防止氢脆。 2、热处理，改变镀层组织结构和物理性质，如提高镀层硬度和耐磨性。 3、打磨抛光，提高镀层表面光亮度。 4、铬酸盐钝化，提高镀层耐蚀性。 5、活化和表面预备，为了涂覆其他金属或非金属涂层，提高镀层耐蚀性、耐磨性或者进行其他表面功能化处理。 我们可以看到，要做好化学镀镍的加工，前处理与后处理是极其重要的。其实不仅是化学镀镍，阳极氧化、电镀锌、镀硬铬、不锈钢表面处理等电镀加工都需注意前处理与后处理。因此拥有一套完善成熟的电镀处理流程对于电镀企业来说是重中之重。
化学镍配伍 硫酸镍400-460g/L A剂 次磷酸钠180-200g/L+络合剂+稳定剂+促进剂 B 剂 次磷酸钠480-520g/L+光剂+稳定剂 C剂 化学镀镍 化学镀镍已成为国际上表面处理领域中发展最快的工业技术之一，以其优良的性能，在几乎所有的工业部门都得到了广泛应用，每年总产值达10亿美元，而且每年还以5%～7%的速度递增。 一、性质和用途 用次磷酸钠作还原剂获得的镀层实际上是镍磷合金。依含磷量不同可分为低磷（1%～4%）、中磷（4%～10%）和高磷（10%～12%）。从不同pH值的镀液中可获得不同含磷量的镀层，在弱酸性液（pH=4～5）中可获得中磷和高磷合金；从弱碱性液（pH=8～10）中可获得低磷
和中磷合金。含磷为8%以上的Ni-P合金是一种非晶态镀层。因无晶界所以抗腐性能特别优良。经过热处理（300～400℃）变成非晶态与晶态的混合物时硬度可高达HV=1155；化学复合镀层硬度更高，如Ni-P-SiC，镀态HV=700，350℃热处理后可达到HV=1300。非晶态合金是开发新材料的方向，现已成为工程学科的一大热门。 近年低磷化学镀镍是研究开发的又一热点，含磷1%～4%的Ni-P合金，镀态的HV=700，热处理后接近硬铬的硬度，是替代硬铬层的理想镀层，又是可在铝上施镀的好镀种。 化学镀层的种类、性质和主要用途，列于表3-1-2。 化学镀镍层与电镀镍层的性能比较，列于表3-1-3。 表3-1-2 化学镀镍种类性质和主要用途
表3-1-3 化学镀镍与电镀镍的性能比较 化学镀镍的脆性较大，在钢上仅能经受2.2%的塑性变形而不出现裂
化学镀镍工艺——镀前处理需知 化学镀镍的对象是具体的工件，进厂待镀的工件状况，包括工件材质、制造或维护方法，工件尺寸和最终使用情况是不同的；因此前处理方法应有所不同。在确定正确的前处理工艺流程时，必须对工件善有充分的了解。 合金类型为保证镀层足够的结合力以及镀层质量，必须鉴定基体材质。某些含有催化毒性合金成分的材料在镀前处理时加以表面调整，保证除去这些合金成分后才能进行化学镀镍。例如：铅（含铅钢）、硫（含硫钢）、过量的碳（高碳钢）、碳化物（渗碳钢）等。因为这些物质的残留会产生结合力差和起泡问题。而且，在未除净这些物质的表面、镀层会产生针孔和多孔现象。另一种处理方法是在镀前采用预镀的方法隔离基体才料中有害合金元素的影响。在不清楚待镀工件材质而且又不可能进行材料分析的情况下，必须进行预先试验，试合格后方可处理工作。 工件的制造历史钢件表面状况由于渗碳、渗氮、淬火硬化后提高表面硬度是重要的变化途径之一。通常化学镀镍在硬度范围HRC58-62的铁件表面上镀层的结合力是难以合格的。一方面，上述硬度范围的工件必须进行特别的清洗方法，即在含氰化物的溶液中周期换向电解活化或其它合适的电解清洗，以便溶解除去表面的无机物质诸如碳化物。另一方面，在施镀中产生的表面应力，诸如航天工业用的表面有较高张应力的工件，必须在镀前镀后进行去应力处理，以获得合格的结合力。在制造过程中工件表面大量通讯以除去的机械润滑油和抛光剂等也必须在镀前清除干净。 工件的维修历史工件维修时为除去表面的有机涂层、铁锈或氧化皮，采用喷砂处理，这种工件是化学镀前最难处理的。因为这些工件表面不仅嵌进了残留物质，而且腐蚀产物附着得很牢。在这种情况下，应先采用机械方法清洁表面，以保证后续化学清洗和活化工序的质量。为除去工件表面嵌进的油脂和化学脏污，有时预先烘工件十分有效，尽管这不是唯一的好用的清除方法。 工件的几何尺寸许多工件的几何赃妨碍了采用某前处理技术，如大尺寸的容器以及内表面积很大的管件就是如此。通常清洗和活化钢件应包括电解清洗和活化，在上述情况下，应采用机械清洗、化学清洗和活化更为可行。对于具有盲孔和形状复杂的零件，需要加强清洗工序以解决除去污垢、氢气泡逸出和溶液带出的问题。在工件吊挂和放置方法上也应考虑解决上述问题。 工件非镀面的阻镀问题许多工件要求局部化学镀镍，因此必须彩屏蔽材料将非镀部分保护起来。屏蔽材料可用压敏胶带、涂料、专用塑料夹具等。当然市场上现在有商品的阻镀涂料（或叫保护漆）出售，并且高级一点的，可以镀后轻松除去，用专用溶剂溶解后可以反复使用。 化学清洗浸洗是化学镀前处理的重要步骤之一，其重要的功能在于清除工件表面的污垢，为保证清洗效果，通常使用清洗剂、机械搅拌和加温。采用碱性清洗剂时必须加热至60-80℃，以便彻底清洗污垢，大多数碱性清洗采取浸洗并且强力搅拌，也可以采用喷淋清洗方式。市售的浸洗清洁剂的质量和去污能力差异很大，因此根据工件污染程度选用清洁剂是很重要的。 电解清洗电解清洗化学镀镍活化处理前的末道清洗方法，多适用于精密零件。直流电解清洗即阻极电解清洗的优点在于工件表面产生大量的氢气增加了洗涤效果；其缺点在于工件带负电，因而吸附清洗溶液中的铜、锌和其它金属离子、皂类和某些胶体物质，在工件上形成疏松的电极泥以致带去。电解清洗时采用周期换向电注，当工件为阳极时，迫使工件表面带正电荷的离子和污垢脱离。而且工件表面生成的氧气有利于有效地洗涤掉嵌牢在工件上的污垢，由清洗溶液中的清洁剂去润湿污垢，乳化转换掉污垢。
化学镀镍溶液的各种成分 优异的化学镀镍溶液产生优异的化学镀镍层是必不可少的。化学镀镍溶液应包括：镍盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、加速剂、稳定剂、光亮剂、润湿剂等。 主盐 化学镀镍溶液中的主盐就是镍盐，如硫酸镍、氯化镍、醋酸镍等，由它们提供化学镀反应过程中所需要 的镍离子。早期曾用过氯化镍做主盐，但由于氯离子的存在不仅会降低镀层的耐蚀性，还产生拉应力，所以目前已很少有人使用。同硫酸镍相比用醋酸镍做主盐对镀层性能是有益的。但因其价格昂贵而无人使用。其实最理想的镍离子来源应该是次磷酸镍，使用它不至于在镀浴中积存大量的硫酸根，也不至于在使用中随着补加次磷酸钠而带入大量钠离子，同样因其价格因素而不能被工业化应用。目前应用最多的就是硫酸镍，由于制造工艺稍有不同而有两种结晶水的硫酸镍。因为硫酸镍是主盐，用量大，在镀中还要进行不断的补加，所含杂质元素会在镀液的积累，造成镀液镀速下降、寿命缩短，还会影响到镀层性能，尤其是耐蚀性。所以在采购硫酸镍时应该力求供货方提供可靠的成分化验单，做到每个批量的质量稳定，尤其要注意对镀液有害的杂质尤其是重金属元素的控制。 还原剂 用得最多的还原剂是次磷酸钠，原因在于它的价格低、镀液容易控制，而且合金镀层性能良好。次磷酸钠在水中易于溶解，水溶液的PH值为6。是白磷溶于NaOH中，加热而得到的产物。目前国内的次磷酸钠制造水平很高，除了国内需求外还大量出口。 络合剂 化学镀镍溶液中除了主盐与还原剂以外，最重要的组成部分就是络合剂。镀液性能的差异、寿命长短主要取决于络合剂的选用及其搭配关系。 络合剂的第一个作用就是防止镀液析出沉淀，增加镀液稳定性并延长使用寿命。如果镀液中没有络合剂存在，由于镍的氢氧化物溶解度较小，在酸性镀液中便可析出浅绿色絮状含水氢氧化镍沉淀。硫酸镍溶于水后形成六水合镍离子，它有水解倾向，水解后呈酸性，这时即析出了氢氧化物沉淀。如果六水合镍离子中有部分络合剂存在则可以明显提高其抗水解能力，甚至有可能在碱性环境中以镍离子形式存在。不过，pH 值增加，六水合镍离子中的水分子会被OH根取代，促使水解加剧，要完全抑制水解反应，镍离子必须全部螯合以得到抑制水解的最大稳定性。镀液中还有较多次磷酸根离子存大，但由于次磷酸镍溶液度较大，一般不致析出沉淀。镀液使用后期，溶液中亚磷酸根聚集，浓度增大，容易析出白色的NiHPO3.6H2O沉淀。加入络合剂以后溶液中游离镍离子浓度大幅度降低，可以抑制镀液后期亚磷酸镍沉淀的析出。络合剂的第二个作用就是提高沉积速度，加络合剂后沉积速度增加的数据很多。加入络合剂使镀液中游离镍离子浓度大幅度下降，从质量作用定律看降低反应物浓度反而提高了反应速度是不可能的，所以这个问题只能从动力学角度来解释。简单的说法是有机添加剂吸附在工件表面后，提高了它的活性，为次磷酸根释放活性原子氢提供更多的激活能，从而增加了沉积反应速度。络合剂在此也起了加速剂的作用。 能应用于化学镀镍中的络合剂很多，但在化学镀镍溶液中所用的络合剂则要求它们具有较大的溶解度，存在一定的反应活性，价格因素也不容忽视。目前，常用的络合剂主要是一些脂肪族羧酸及其取代衍生物，如丁二酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸及甘氨酸等，或用它们的盐类。在碱浴中则用焦磷酸盐、柠檬酸盐及铵盐。不饱和脂肪酸很少使用，因不饱和烃在饱和时要吸收氢原子，降低还原剂的利用率。而常见的一元羧酸如甲酸、乙酸等则很少使用，乙酸常用作缓冲剂，丙酸则用作加速剂。 稳定剂 化学镀镍溶液是一个热力学不稳定体系，由于种种原因，如局部过热、pH值提高，或某些杂质影响，不可避免的会在镀液中出现一些活性微粒—催化核心，使镀液发生激烈的均向自催化反应，产生大量Ni—P
化学镀镍液的主要组成及其作用 优异的镀液配方对于产生最优质的化学镀镍层是必不可少的。化学镀镍溶液应包括：镍盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、促进剂、稳定剂、光亮剂、润湿剂等。 主盐 化学镀镍溶液中的主盐就是镍盐，如硫酸镍、氯化镍、醋酸镍等，由它们提供化学镀反应过程中所需要的镍离子。早期曾用过氯化镍做主盐，但由于氯离子的存在不仅会降低镀层的耐蚀性，还产生拉应力，所以目前已很少有人使用。同硫酸镍相比用醋酸镍做主盐对镀层性能是有益的。但因其价格昂贵而无人使用。其实最理想的镍离子来源应该是次磷酸镍，使用它不至于在镀浴中积存大量的硫酸根，也不至于在使用中随着补加次磷酸钠而带入大量钠离子，同样因其价格因素而不能被工业化应用。目前应用最多的就是硫酸镍，由于制造工艺稍有不同而有两种结晶水的硫酸镍。因为硫酸镍是主盐，用量大，在镀中还要进行不断的补加，所含杂质元素会在镀液的积累，造成镀液镀速下降、寿命缩短，还会影响到镀层性能，尤其是耐蚀性。所以在采购硫酸镍时应该力求供货方提供可靠的成分化验单，做到每个批量的质量稳定，尤其要注意对镀液有害的杂质尤其是重金属元素的控制。 还原剂 用得最多的还原剂是次磷酸钠，原因在于它的价格低、镀液容易控制，而且合金镀层性能良好。次磷酸钠在水中易于溶解，水溶液的pH值为6。是白磷溶于NaOH中，加热而得到的产物。目前国内的次磷酸钠制造水平很高，除了国内需求外还大量出口。 络合剂 化学镀镍溶液中除了主盐与还原剂以外，最重要的组成部分就是络合剂。镀液性能的差异、寿命长短主要取决于络合剂的选用及其搭配关系。 络合剂的第一个作用就是防止镀液析出沉淀，增加镀液稳定性并延长使用寿命。如果镀液中没有络合剂存在，由于镍的氢氧化物溶解度较小，在酸性镀液中便可析出浅绿色絮状含水氢氧化镍沉淀。硫酸镍溶于水后形成六水合镍离子，它有水解倾向，水解后呈酸性，这时即析出了氢氧化物沉淀。如果六水合镍离子中有部分络合剂存在则可以明显提高其抗水解能力，甚至有可能在碱性环境中以镍离子形式存在。不过，pH值增加，六水合镍离子中的水分子会被OH根取代,促使水解加剧，要完全抑制水解反应，镍离子必须全部螯合以得到抑制水解的最大稳定性。镀液中还有较多次磷酸根离子存大，但由于次磷酸镍溶液度较大，一般不致析出沉淀。镀液使用后期，溶液中亚磷酸根聚集，浓度增大，容易析出白色的NiHPO3.6H2O沉淀。加入络合剂以后溶液中游离镍离子浓度大幅度降低,可以抑制镀液后期亚磷酸镍沉淀的析出。 络合剂的第二个作用就是提高沉积速度，加络合剂后沉积速度增加的数据很多。加入络合剂使镀液中游离镍离子浓度大幅度下降，从质量作用定律看降低反应物浓度反而提高了反应速度是不可能的，所以这个问题只能从动力学角度来解释。简单的说法是有机添加剂吸附在工件表面后，提高了它的活性，为次磷酸根释放活性原子氢提供更多的激活能，从而增加了沉积反应速度。络合剂在此也起了加速剂的作用。 能应用于化学镀镍中的络合剂很多，但在化学镀镍溶液中所用的络合剂则要求它们具有较大的溶解度，存在一定的反应活性，价格因素也不容忽视。目前，常用的络合剂主要是一些脂肪族羧酸及其取代衍生物，如丁二酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸及甘氨酸等，或用它们的盐类。在碱浴中则用焦磷酸盐、柠檬酸盐及铵盐。不饱和脂肪酸很少使用，因不饱和烃在饱和时要吸收氢原子，降低还原剂的利用率。而常见的一元羧酸如甲酸、乙酸等则很少使用，乙酸常用作缓冲剂，丙酸则用作加速剂。 稳定剂 化学镀镍溶液是一个热力学不稳定体系，由于种种原因，如局部过热、pH值提高，或 1
2009年高考化学试题分类汇编——化学反应中的能量变化 1．（09全国卷Ⅱ11） 已知：2H 2（g ）+ O 2(g)=2H 2O(l) ΔH= -571.6KJ · mol -1 CH 4（g ）+ 2O 2(g)＝CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH= -890KJ · mol -1 现有H 2与CH 4的混合气体112L （标准状况），使其完全燃烧生成CO 2和H 2O(l),若实验测得反应放热3695KJ ，则原混合气体中H 2与CH 4的物质的量之比是 A ．1∶1 B ．1∶3 C ．1∶4 D ．2∶3 答案：B 解析： 设H 2、CH 4的物质的量分别为x 、ymol 。则x + y =5，571.6x/2 + 890y = 3695,解得x=1.25mol; y=3.75mol ，两者比为1：3，故选B 项。 2．(09天津卷6)已知：2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g) ΔH=-566 kJ/mol Na 2O 2(s)+CO 2(g)=Na 2CO 3(s)+ 21O (g)2 ΔH=-226 kJ/mol 根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是 A.CO 的燃烧热为283 kJ B.右图可表示由CO 生成CO 2的反应过程和能量关系 C.2Na 2O 2(s)+2CO 2(s)=2Na 2CO 3(s)+O 2(g) ΔH ＞-452 kJ/mol D.CO(g)与Na 2O 2(s)反应放出509 kJ 热量时，电子转移数为6.02×1023 答案：C 解析：A 项，燃烧热的单位出错，应为Kj/mol ，错；图中的量标明错误，应标为2molCO 和2molCO 2,故错。CO 2气体的能量大于固体的能量，故C 项中放出的能量应小于452KJ,而H 用负值表示时，则大于-452Kj/mol ，正 确；将下式乘以2，然后与上式相加，再除以2，即得CO 与Na 2O 2的反应热，所得热量为57KJ ，故D 项错。 3. （09四川卷9）25 ℃，101 k Pa 时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol ，辛烷的燃烧热为5518 kJ/mol 。下列热化学方程式书写正确的是 A.2H +(aq) +24SO -(aq)+2Ba +(aq)+2OH -(aq)=BaSO 4(s)+2H 2O(1);?H=-57.3 kJ/mol B.KOH(aq)+ 12H 2 SO 4(aq)= 12K 2SO 4(aq)+H 2O(I); ?H=-57.3kJ/mol C.C 8H 18(I)+ 252 O 2 (g)=8CO 2 (g)+ 9H 2O; ?H=-5518 kJ/mol D.2C 8H 18(g)+25O 2 (g)=16CO 2 (g)+18H 2O(1); ?H=-5518 kJ/mol 答案：B
化学镀镍工艺 化学镀镍机理： 1)原子氢析出机理。原子氢析出机理是1946年提出的，核心是还原镍的物质是原子氢，其反应过程如下： H2P02-+H20→HP032-+H++2H Ni2++2H→Ni+2H+ H2P02-+H++H→2H20+P 2H→H2 水和次磷酸根反应产生了吸附在催化表面上的原子氢，吸附氢在催化表面上还原镍离子。同时，吸附氢在催化表面上也产生磷的还原过程。原子态的氢相互结合也析出氢气。2）电子还原机理(电化学理论)电子还原机理反应过程如下： H2P02-+H20→HP032-+H++2e Ni2++2e→Ni H2P02-+2H++e→2H20+P 2H++2e→H2 酸性溶液中，次磷酸根与水反应产生的电子使镍离子还原成金属镍。在此过程中电子也同时使少部分磷得到还原。 3）正负氢离子机理。该理论最大特点在于，次磷酸根离子与磷相连的氢离解产生还原性非常强的负氢离子，还原镍离子、次磷酸根后自身分解为氢气。 H2P02-+H20→HP032-+H++H- Ni2++2H-→Ni+H2 H2P02-+2H++H-→2H20+P +1/2H2 H-+H+→H2 分析上述机理，可以发现核心在于次磷酸根的P-H键。次磷酸根的空间结构是以磷为中心的空间四面体。空间四面体的4个角顶分别被氧原子和氢原子占据，其分子结构式为： 各种化学镀镍反应机理中共同点是P-H键的断裂。P-H键吸附在金属镍表面的活性点上，在镍的催化作用下，P-H键发生断裂。如果次磷酸根的两个P-H键同时被吸附在镍表面的活性点上，键的断裂难以发生，只会造成亚磷酸盐缓慢生成。对于P-H键断裂后，P-H间共用电子对的去向，各种理论具有不同的解释。如电子在磷、氢之间平均分配，这就是原子氢析出理论；如果电子都转移至氢，则属于正负氢理论；而电子还原机理则认为电子自由游离出来参与还原反应。因此，可以根据化学镀镍机理的核心对各种宏观工艺问题进行分析解释。 化学镀镍工艺过程 化学镀镍前处理工艺 一：除油：
化学镀镍及其原理 目录： 1化学镀 2化学镀镍 3化学镀镍的化学反应 4化学镀镍的热动力学 5化学镀镍的关键技术 6化学镀镍中应注意的问题 7化学镀镍的应用 一化学镀 概括：化学镀是一种新型的金属表面处理技术，该技术以其工艺简便、节能、环保日益受 到人们的关注。化学镀使用范围很广，镀金层均匀、装饰性好。在防护性能方面，能提高产品的耐蚀性和使用寿命；在功能性方面，能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能，因而成为全世界表面处理技术的一个发展。 详解：化学镀[1](Electroless plating)也称无电解镀或者自催化镀（Auto-catalytic plating），是在无外加电流的情况下借助合适的还原剂，使镀液中金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的 1 种镀覆方法。 化学镀技术是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。与电镀相比，化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点。另外，由于化学镀技术废液排放少，对环境污染小以及成本较低，在许多领域已逐步取代电镀，成为一种环保型的表面处理工艺。目前，化学镀技术已在电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。 原理 化学浸镀（简称化学镀）技术的原理是：化学镀是一种不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。化学镀常用溶液：化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。 目前以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀镍的自催化沉积反应，已经提出的理论有“原子氢态理论”、“氢化物理论”和“电化学理论”等。在这几种理论中，得到广泛承认的是“原子氢态理论”。
化学镀镍一般工艺 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
化学镀镍一般工艺 在化学镀镍前，金属制品表面前处理包括：研磨抛光、除油、除锈、活化等过程，化学镀镍中经常使用的金属前处理方法与电镀工艺中的类似。研磨、抛光等物理方法，我们不做讨论。下面主要介绍一些化学处理方法。 1、除油 除油方法可分为有机溶剂除油、化学除油。 有机溶剂除油的特点是除油速度快，不腐蚀金属，但除油不彻底，需用化学法或电化学方法进行补充除油，常用的有机溶剂有：汽油、煤油、苯类、酮类、某些氯化烷烃及烯烃。有机溶剂除油还有一个优点即经除油后的溶剂还可回收再利用。有机溶剂一般属易燃品，使用时要格外小心。 化学除油是利用碱溶液的皂化作用和表面活性物质对非皂化性油脂的乳化作用，除去工件表面上的各种油污的。化学除油的温度通常取在60-80度之间，工件除油效果一般为目测，即工件表面能完全被水润湿就是油污完全除尽的标志。一般的除油液由氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠、水玻璃、乳化剂等组成。 电化学除油分阴极除油和阳极除油，在相同的电流下，阴极除油产生的氢气比阳极除油产生的氧气多一倍，气泡小而密，乳化能力大，除油效果更好。但容易造成工件氢脆和杂质在阴极析出的现象。阳极除油虽没有这些缺点但可能造成工件表面氧化和溶解。目前常用正负极交换的化学除油法。电化学除油液配方与化学除油的配方相似。 2、除锈？ 除锈方法有机械法、化学法和电化学法。 机械法除锈是对工件表面进行喷砂、研磨、滚光或擦光等机械处理，在工件表面得到整平的同时除去表面锈层。 化学法除锈是用酸或碱溶液对金属制品进行强浸蚀处理使制品表面的锈层通过化学作用和浸蚀过程所产生氢气泡的机械剥离作用而除去。 电化学除锈是在酸或碱溶液中对金属制品进行阴极或阳极处理除去锈层。阳极除锈是化学溶解、电化学溶解和电极反应析出的氧气泡的机械剥离作用而去除。阴极除锈是化学溶解和阴极析出氢气的机械剥离作用而去除。 用于化学镀镍前处理除锈工艺基本与电镀的除锈工艺相同。 3、活化？ 活化是使零件能获得充分活化的表面，这种酸蚀对于不同材质的零件所用的酸液是不同的。 一般钢铁件的活化可用10%的硫酸或1:1的盐酸进行，活化的标准一般为工件表面冒出细小均匀的气泡。不锈钢件的活化可加大酸的浓度，并且加热进行酸蚀。严格讲，不锈钢的化学镀镍应该进行闪镀后再进行化学镀镍，也就是先打一个电解镍或电解铜的底层。
化学镀镍技术条件 1. 镀镍层厚度： 0.050mm±0.005，材料：化学镀镍区域材料为低合金钢。 2. 工艺流程： （1）应力消除（如有必要） （2）除油 （3）掩蔽（见图纸要求） （4）吹砂处理 （建议做，对最终的镀层质量影响较大） （6）电解净化（如有必要） （7）表面活化 （8）镀镍（供应商应该提供镀镍工艺，以及槽液成分，并获得批准）（9）除氢：要提高镀层的附着力并将氢排空，应在喷镀后四小时内按照下列条件进行：钢：180-200°C，2小时，空冷（10）热处理 （如有必要） 若在喷镀后四小时内实施了热处理，则不要求进行脱氢 10.1 时效处理（硬度最大化） 钢： 390-410°C，4小时，空冷10.2 扩散（与基材冶金结合） 钢：温度高于550°C，保温时间大于2小时，真空处理，空气冷却如果为调质钢，扩散温度应至少为30°C，低于钢的回火温度。 备注：如果厂家化学镀镍后的镀层性能满足性能测试实验（见3条），化学镀镍的工序和槽液允许按厂家的具体条件进行调整，红色字体部分不强制做。 3.首件质检（FPQ） 3.1 目视检查在100%的镀层表面上进行。喷镀表面应光滑、连续、均匀，无结疤、砂眼、剥落部位和任何其它不利于其使用的缺陷。斑点类的缺陷在最差部位被镀面积 5个/dm2内，可以接受。允许使用食道镜检查内腔。
预先存在的基材不规则造成的镀镍缺陷不能成为镀镍不合格的缘由。 3.2气孔检验 对于目视检查出的缺陷影响部位，使用下列方法进行气孔检验： 钢铁锈法（ASTM B 733 §9.6.1）铝合金茜素（ASTM B 733 § 9.6.4）不允许存在贯穿镀层的气孔。 3.3 表面光洁度 镀层表面光洁度应符合工件图纸的要求。 3.4 厚度 镀层厚度应符合工件图纸的要求。供应商应对工件及试样的厚度进行测量和确认，并将方法提交给公司待批准。如果使用磁法涡流，则应在脱氢前测量。由于该方法会受到镀层中磷含量的影响，因此还有必要预先设定试样上的测量装置，试样上的镀层厚度使用破坏性方法确定（即按照要求进行显微检查）。 3.5 附着力测试 镀层附着力须通过弯曲试验（ASTM B 571）确定；将钢瓶（钢瓶直径为样本厚度的4倍）上的镀镍样本弯曲180度后，镀层不得出现脱皮，也不得出现脱落。镀层允许出现与弯曲轴平行的裂缝。 3.6 化学分析 允许使用以下技术，对镀层进行化学分析，并提交化学分析报告：能量色散谱法（EDS）或波长色散谱法（WDS）（用于显微样本，至少读取3次，光栅覆盖80%镀层厚度）；- X射线荧光光谱法。 如采用其它分析方法，则须提交公司批准。 3.7 显微检查 经过最终热处理（如有要求）之后，显微试样须取自对于镀层质量较为重 要的工件位置和样品。镀层厚度须符合工件图或规范。 如采用了喷砂处理，则界面污染程度须小于10%。 如采用了时效热处理，则微观硬度须大于850HV0.5。 如采用了扩散热处理，则扩散区域在镀层与基材接触面处须可见。 3.8 腐蚀测试 仅在抗腐蚀镀层经最终热处理后按规范ASTM B 117进行该测试。 在盐雾中的暴露时间超过100小时后，基材上的镀层样本不得有损坏。 3.9 氧化测试