化学镀镍溶液的组成及其作用
主盐：
化学镀镍溶液中的主盐就是镍盐，一般采用氯化镍或硫酸镍，有时也采用氨基磺酸镍、醋酸镍等无机盐。早期酸性镀镍液中多采用氯化镍，但氯化镍会增加镀层的应力，现大多采用硫酸镍。目前已有专利介绍采用次亚磷酸镍作为镍和次亚磷酸根的来源，一个优点是避免了硫酸根离子的存在，同时在补加镍盐时，能使碱金属离子的累积量达到最小值。但存在的问题是次亚磷酸镍的溶解度有限，饱和时仅为35g/L。次亚磷酸镍的制备也是一个问题，价格较高。如果次亚磷酸镍的制备方法成熟以及溶解度问题能够解决的话，这种镍盐将会有很好的前景。
还原剂：
化学镀镍的反应过程是一个自催化的氧化还原过程，镀液中可应用的还原剂有次亚磷酸钠、硼氢化钠、烷基胺硼烷及肼等。在这些还原剂中以次亚磷酸钠用的最多，这是因为其价格便宜，且镀液容易控制，镀层抗腐蚀性能好等优点。
络合剂：
化学镀镍溶液中的络合剂除了能控制可供反应的游离镍离子的浓度外，还能抑制亚磷酸镍的沉淀，提高镀液的稳定性，延长镀液的使用寿命。有的络合剂还能起到缓冲剂和促进剂的作用，提高镀液的沉积速度。化学镀镍的络合剂一般含有羟基、羧基、氨基等。
在镀液配方中，络合剂的量不仅取决于镍离子的浓度，而且也取决于自身的化学结构。在镀液中每一个镍离子可与6个水分子微弱结合，当它们被羟基，羟基，氨基取代时，则形成一个稳定的镍配位体。如果络合剂含有一个以上的官能团，则通过氧和氮配位键可以生成一个镍的闭环配合物。在含有0.1mol的镍离子镀液中，为了络合所有的镍离子，则需要含量大约0.3mol的双配位体的络合剂。当镀液中无络合剂时，镀液使用几个周期后，由于亚磷酸根聚集，浓度增大，产生亚磷酸镍沉淀，镀液加热时呈现糊状，加络合剂后能够大幅度提高亚磷酸镍的沉淀点，即提高了镀液对亚磷酸镍的容忍量，延长了镀液的使用寿命。
不同络合剂对镀层沉积速率、表面形状、磷含量、耐腐蚀性等均有影响，因此选择络合剂不仅要使镀液沉积速率快，而且要使镀液稳定性好，使用寿命长，镀层质量好。
缓冲剂：
由于在化学镀镍反应过程中，副产物氢离子的产生，导致镀液pH值会下降。试验表明，每消耗1mol的Ni2+同时生成3mol的H+，即就是在1L镀液中，若消耗0.02mol的硫酸镍就会生成0.06mol的H+。所以为了稳定镀速和保证镀层质量，镀液必须具备缓冲能力。缓冲剂能有效的稳定镀液的pH值，使镀液的pH值维持在正常范围内。一般能够用作PH值缓冲剂的为强碱弱酸盐，如醋酸钠、硼砂、焦磷酸钾等。
稳定剂：化学镀镍液是一个热力学不稳定体系，常常在镀件表面以外的地方发生还原反应，当镀液中产生一些有催化效应的活性微粒——催化核心时，
镀液容易产生激烈的自催化反应，即自分解反应而产生大量镍-磷黑色粉末，导致镀液寿命终止，造成经济损失。在镀液中加入一定量的吸附性强的无机或有机化合物，它们能优先吸附在微粒表面抑制催化反应从而稳定镀液，使镍离子的还原只发生在被镀表面上。
但必须注意的是，稳定剂是一种化学镀镍毒化剂，即负催化剂，稳定剂不能使用过量，过量后轻则降低镀速，重则不再起镀，因此使用必须慎重。所有稳定剂都具有一定的催化毒性作用，并且会因过量使用而阻止沉积反应，同时也会影响镀层的韧性和颜色，导致镀层变脆而降低其防腐蚀性能。试验证明，稀土也可以作为稳定剂，而且复合稀土的稳定性比单一稀土要好。
加速剂：
在化学镀溶液中加入一些加速催化剂，能提高化学镀镍的沉积速率。加速剂的使用机理可以认为是还原剂次磷酸根中氧原子被外来的酸根取代形成配位化合物，导致分子中H和P原子之间键合变弱，使氢在被催化表面上更容易移动和吸附。也可以说促进剂能起活化次磷酸根离子的作用。常用的加速剂有丙二酸、丁二酸、氨基乙酸、丙酸、氟化钠等。其他添加剂：在化学镀镍溶液中，有时镀件表面上连续产生的氢气泡会使底层产生条纹或麻点。加入一些表面活性剂有助于工件表面气体的逸出，降低镀层的孔隙率。常用的表面活性剂有十二烷基硫酸盐、十二烷基磺酸盐和正辛基硫酸钠等。稀土元素在电镀液中可以改善镀液的深镀能力、分散能力和电流效率。研究表明，稀土元素在化学镀中同样对镀
液的镀层性能有显著改善。少量的稀土元素能加快化学沉积速率，提高镀液稳定性，镀层耐磨性和搞腐蚀性能。化学镀镍磷合金镀层，硬度可高达HV1000，相当HRC69，具有很高的耐磨性和耐腐蚀性，镀层结合力好、厚度均匀。镀速快，可达20μm/小时。
化学镀镍的技术特性
1、耐腐蚀性强：该工艺处理后的金属表面为非晶态镀层，抗腐蚀性特别优良，经硫酸、盐酸、烧碱、盐水同比试验，其腐蚀速率低于1cr18Ni9Ti不锈钢。
2、耐磨性好：由于催化处理后的表面为非晶态，即处于基本平面状态，有自润滑性。因此，摩擦系数小，非粘着性好，耐磨性能高，在润滑情况下，可替代硬铬使用。
3、光泽度高：催化后的镀件表面光泽度为LZ或▽8-10可与不锈钢制品媲美，呈白亮不锈钢颜色。工件镀膜后，表面光洁度不受影响，无需再加工和抛光。
4、表面硬度高：经本技术处理后，金属表面硬度可提高一倍以上，在钢铁及铜表面可达Hv570。镀层经热处理后硬度达Hv1000，工模具镀膜后一般寿命提高3倍以上。
5、结合强度大：本技术处理后的合金层与金属基件结合强度增大，一般在350-400Mpa条件下不起皮、不脱落、无气泡，与铝的结合强度可达
102-241Mpa。
6、仿型性好：在尖角或边缘突出部分，没有过份明显的增厚，即有很好的仿型性，镀后不需磨削加工，沉积层的厚度和成份均匀。
7、工艺技术高适应性强：在盲孔、深孔、管件、拐角、缝隙的内表面可得到均匀镀层，所以无论您的产品结构有多么复杂，本技术处理起来均能得心应手，绝无漏镀之处。8、低电阻，可焊性好。
9、耐高温：该催化合金层熔点为850-890度。
一.稀土酸性化学镀镍和普通酸性化学镀镍相比较的优点
酸性化学镀镍是目前最常用的化学镀镍的方法。应用稀土元素化学镀镍，其基本工艺大致相同，但是对普通化学镀镍的工艺性能和镀层性能得到了改善和优化。能明显提高化学镀镍液的稳定性和增加循环周期延长镀液使用寿命；能提高镀层的硬度和耐磨性能。而这些特点正是目前化学镀镍必须迫切改善和提高的重要研究课题。
二.稀土酸性化学镀镍的工艺规程和性能
现设定稀土酸性化学镀镍的工艺规程和所得镀层为A，普通酸性化学镀镍的工艺规程和所得镀层为B，见下表所列：
三.镀液成分和工艺条件及性能的测定
1.硫酸镍：为镀液的主要成分，镍离子的主要来源。配槽量一般为20～30g/l，镍盐过高，镀速过快而失控，导致镀液自分解，稳定性下降；当沉积速度下降时，要补充镍盐，补加量必须根据具体情况和次磷酸钠按一定比例补加。
2.次磷酸钠：作为还原剂，是镍磷合金镀层中磷离子的来源。其优点是价格较低，容易控制，所得镀层为镍磷合金镀层，抗蚀性能好。配槽量一般为20～25g/l。
次磷酸钠的补加量必须和补加镍盐的量保持相对合理和稳定的比值，其离子数量的比值为Ni2+:H2PO2-=1～1.5g/l:4～6g/l为宜，即硫酸镍：次磷酸钠=1：3.8～4。因为次磷酸钠有效用于沉积镍、磷镀层的量为总量的30%左右，而大部分则被其他副反应而消耗。
醋酸钠：缓冲剂，能稳定镀液的PH值。PH值的变化直接影响化学镀镍的进行，PH值增大时，沉积速度过
3.快，沉积层含磷量降低，次磷酸钠还原剂的利用率降低，必须及时用稀硫酸调低pH值，否则镀液会很快分解而失效。pH值降低时，沉积速度减慢，当pH＜3时，沉积反应将停止，必须加碳酸钠、碳酸钾、氨水调高pH值。稀土酸性化学镀镍液的pH值可以在
4.5～5，有0.5的波动范围，而不加稀土的镀液最好稳定在5左右。
4.柠檬酸钠：配位体（螯合剂）。在化学镀镍液中，配位体能络合镍离子，避免产生沉淀，控制可供反应的游离镍离子的数量，抑制亚磷酸镍的沉淀，镀液在使用过程中，配位体因带出而损失，当使用几个循环周期后，加热镀液时出现混浊现象，表明配位体含量已不足，需要及时补加，以免镀液自发分解。配位体还直接影响镀层的磷含量而影响镀层的耐蚀性能。
5..温度：镀液的温度直接影响酸性化学镀镍的沉积速度。pH=4～5范围内工作温度如低于70℃，反应基本停止，一般保持在90±2℃，在含有稀土添加剂的镀液中，温度在90±5℃，温度波动范围允许大些，这也是稀土化学镀镍的优点之一。
6.稀土添加剂：由稀土元素和相应的激活剂，促进剂等组成。它的作用和不加稀土的镀镍液相比有四大明显的特点。
其一，提高稳定性:采用氯化钯溶液稳定性试验测得A镀液为56S,B镀液为40S,含稀土的镀液其稳定性明显优于普通化学镀液的稳定性。
其二，提高使用周期:定期过滤并连续循环施镀，统一载荷量1d㎡/l，起始施镀温度为85℃，后温度提高至90℃，A镀液可以连续施镀12个周期，B 镀液只能施镀8个周期。这说明稀土镀镍液使用寿命长，相应化学镀的成本降低。
其三，提高镀层的硬度：采用HMF-3显微硬度计测得A镀层的硬度为630HV,B镀层的硬度为420HV（都是未经热处理的镀层），所以加稀土的镀层硬度与不加稀土的镀层硬度相比，硬度大大提高。
其四，提高耐磨性：耐磨性能的好坏，对化学镀镍层的质量影响较大，在MM-200型磨损机上进行镀层磨损试验，A镀层的磨损率为0.019mg/min,B 镀层的磨损率为0.032mg/min,稀土化学镀镍层的耐磨性比不加稀土的化学镀镍层的耐磨性能提高了一倍多。
稀土添加剂的使用量为0.8～1g/l,必须分二次加入镀液中，前期配槽时加总量的60%，中途加总量的40%，镀液空载时均匀加入为宜。稀土不必过多加入，加多了不但浪费材料，反而影响使用效果。
四.稀土化学镀镍的机理
稀土离子和还原剂之间不可能发生电化学的氧化-还原反应，但是镍离子被还原时需要次亚磷酸根所提供的电子，镀液中只要有能提高空轨道，运送自由电子的化合物，就可以大大提高氧化-还原反应的速度和创造反应的有利条件，
稀土元素的特性具备这种功能。同时稀土元素有极强的内吸附能力，它能使镍核还原和生成加快，并与同时吸附在金属表面的H2PO2-相互作用加速H2PO2-中的P-H键的断裂，加速了镍的沉淀和氢的析出，这对整个化学镀镍的过程起到了促进和优化的作用。
化学镀镍溶液的配方组成
发布日期：2009/9/19 21:25:48 来源：作者：点击：518
目前广泛应用的化学镀镍溶液，大致分为酸性镀液和碱性镀液两种类型。化学镀镍溶液的组分虽然根据不同的应用有相应的调整，但一般是由主盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、稳定剂、加速剂、表面活性剂等组成，以下分别讨论各成分的作用。
（1）主盐
化学镀镍溶液的主盐是提供金属镍离子的可溶性镍盐，在化学还原反应中为氧化剂。可供采用的镍盐有硫酸镍（NiSO4·7H2O）、氯化镍（NiCl·6H2O）、醋酸镍[Ni(CH3COO)2]、氨基磺酸镍[Ni(NH2SO3)2]及次磷酸镍[Ni(H2PO2)2]等。早期曾以氯化镍为主盐，但由于Cl―的存在会降低镀层的耐蚀性，同时产生拉应力，所以目前已不再使用。而醋酸镍及次磷酸镍价格昂贵，目前使用的主盐是硫酸镍。由于制备工艺的不同有两种结晶水的硫酸镍：NiSO4·6H2O 和NiSO4·7H2O。常用的为NiSO4·7H2O，其相对分子质量为280.88，绿色结晶，100℃时在100g水中的溶解度为478.5g，配成的溶液为深绿色，pH值为4.5。
从动力学上分析，随着镀液中Ni2+浓度增加，沉积速度应该增加。但试验表明，由于络合剂的作用，主盐浓度对沉积速度影响不大（镍盐的浓度特别低时例外）。一般化学镀镍溶液配方中镍盐浓度维持在20~40g/L，或者说含Ni4~8g/L。镍盐的浓度过高，以致有一部分游离的Ni2+存在于镀液中时，镀液的稳定性下降，镍盐与还原剂的比例对镍的沉积速度有影响，它们均有一个合理范围。Ni2+与H2PO２-的摩尔比应在0.3~0.45之间，这样才能保证化学镀镍溶液既有最大的沉积速度，又有良好的稳定性。
（2）还原剂
化学镀镍所用的还原剂有次磷酸钠、硼氢化钠及肼等几种，在结构上它们的共同特征是含有两个或多个活性氢，还原Ni2+就是靠还原剂的催化脱氢进行的。用次磷酸钠得到Ni-P 合金镀层，用硼氢化钠得到Ni-B合金镀层，用肼则得到纯镍镀层。
化学镀镍中，多数使用次磷酸钠还原剂，因为其价格低廉，镀液容易控制，而且Ni-P 合金镀层性能优良。次磷酸钠在水中易溶解，水溶液pH值为6，次磷酸盐离子的氧化还原电位为-1.065V（pH=7）和-0.882V（pH=4.5），在碱性介质中为-1.57V，因此次磷酸盐是一
种强的还原剂。
研究表明，只有在络合剂比例适当条件下，次磷酸盐浓度变化对沉积速度才有影响。随着次磷酸盐浓度的增加，镍的沉积速度上升。但次磷酸盐的浓度也有限制，它与镍盐浓度的摩尔比，不应大于4。否则容易造成镀层粗糙，甚至诱发镀液瞬间分解。一般次磷酸钠的含量为20~40g/L。
研究同时表明，在保证化学镀镍液有足够稳定性的情况下，尽量高的pH值有利于提高镍沉积速度和次磷酸钠的利用率，但同时镀层中的磷量降低。
（3）络合剂
化学镀镍溶液中的络合剂除了控制可供反应的游离Ni2+浓度外，还能抑制亚磷酸镍沉积，提高镀液的稳定性，延长镀液寿命，有些络合剂还兼有缓冲剂和促进剂的作用，提高镀液的沉积速度，影响镀层的综合性能。化学镀镍的络合剂一般含有羟基、羧基、氨基等，常用的络合剂有乳酸、乙醇酸（羟基乙酸）、苹果酸、氨基乙酸（甘氨酸）和柠檬酸等。碱性化学镀镍溶液中的络合剂有柠檬酸盐、焦磷酸盐和氨水等。
通常每种镀液都有一种主络合剂，配以其他的辅助络合剂。不同种类的络合剂及不同的络合剂用量，对化学镀镍的沉积速度影响很大。合理选择络合剂及其用量不仅可在同样条件下获得更高的镀层沉积速度，而且可以使镀液稳定，使用寿命长。从根本上说，化学镀镍溶液在工作中是否稳定，不是单纯依赖镀镍液中是否加入某种稳定剂，而更主要的是取决于络合剂的选择、搭配、用量是否合适。因此，选择络合剂不仅要使镀层沉积速度快，而且要使镀液稳定性好，使用寿命长，镀层质量好。
络合剂的浓度至少应能络合全部镍离子。因此，乳酸，乙醇，乙醇酸和氨基乙酸的物质量浓度至少应为Ni2+物质量浓度的两倍，而酒石酸和柠檬酸的物质量浓度至少应与Ni2+的物质量浓度相等。若络合剂浓度不足络合全部Ni2+，以致溶液游离的Ni2+浓度过高时，镀液的稳定性下降，镀层的质量变差。
(4) 缓冲剂
在化学镀镍反应过程中，除了有镍和磷的析出之外，还有氢离子产生，从而导致溶液的pH值会不断降低，这不但使沉淀速度变慢，也对镀层质量产生影响，因此，在化学镀镍溶液中必须加入缓冲剂，使溶液具有缓冲能力，即在施镀过程中使溶液pH值不致变化太大，能维持在一定范围内。化学镀镍中常用的缓冲体系及其pH值范围列于表2-1。
（5）稳定剂
化学镀镍溶液是一个热力学不稳定体系，在施镀过程中，如因加热方式不当导致局部过热，或因镀液调整补充不当导致局部pH值过高，以及因镀液被污染或缺乏足够的连续过滤导致杂质的引入或形成等，都会触发镀液在局部发生激烈的自然催化反应，产生大量Ni-P 黑色粉末，从而使镀液在短期内发生分解，因此镀液中应加入稳定剂。
稳定剂的作用在于抑制镀液的自发分解，使施镀过程在控制下有序进行。稳定剂能优先吸附在微粒表面抑制催化反应，从而掩蔽催化活性中心，阻止微粒表面的成核反应，但不影响工件表面正常的化学镀过程。但必须注意的是，稳定剂是一种化学镀镍毒化剂，即反催化剂，只需加入微量就可以抑制镀液自发分解。稳定剂不能使用过量，过量后轻则降低镀速，重则不再起镀，因此必须慎重使用。
化学镀镍中常用的稳定剂有以下几种。
①重金属离子，如Pb2+、Sn2+、Cd2+、Zn2+、Bi3+等。
②第ⅥA族元素S、Se、Te的化合物，如硫脲、硫代硫酸盐、硫氰酸盐等。
③某些含氧化合物，如AsO2-、MoO42-、NO2-、IO3-等。
④某些不饱和有机物，如马来酸等。
（6）加速剂
在化学镀镍溶液中能提高镍沉积速度的成分称为加速剂。他的作用机理被认为是活化次磷酸根离子，促进其释放原子氢。化学镀镍中的许多络合剂兼有加速的作用。无机中的F-是常用的加速剂，但必须严格控制其浓度，用量大不仅会降低沉积速度，还对镀液稳定性有影响。
研究表明，许多作为化学镀镍液中的稳定剂的物质，当他们以更微量存在于镀镍液中的时候，可以起到加速的作用。如硫脲加量为5mg/L时，作为稳定剂作用，当添加量降低为1mg/L时，则有加速剂的作用。
（7）其他组分
在化学镀镍溶液中，除了以上主要成分外，有时还加入表面活性剂以抑制底层针孔，加入光亮剂以提高镀层光亮度。但电镀镍溶液中常用的表面活性剂十二烷基硫酸钠，却不适用于化学镀镍溶液，因为它常使镀层出现不完整的污斑。
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
一、化学镀镍溶液的成分分析 为了保证化学镀镍的质量，必须始终保持镀浴的化学成分、工艺技术参数在 最佳范围（状态），这就要求操作者经常进行镀液化学成分的分析与调整。 1.Ni2＋浓度 镀液中镍离子浓度常规测定方法是用EDTA络合滴定,紫脲酸胺为指示剂。 试剂 （1）浓氨水（密度：0.91g/ml）。 （2）紫脲酸胺指示剂（紫脲酸胺：氯化钠=1：100）。 （3）EDTA容液0.05mol，按常规标定。 分析方法： 用移液管取出10ml冷却后的化学镀镍液于250ml的锥形瓶中，并加入100ml蒸馏水、15ml浓氨水、约0.2g指示剂，用标定后的EDTA溶液滴定， 当溶液颜色由浅棕色变至紫色即为终点。 镍含量的计算： C Ni2＋= 5.87 M·V (g/L) 式中M——标准EDTA溶液的摩尔浓度； V——耗用标准EDTA溶液的毫升数。 2．还原剂浓度 次亚磷酸钠NaH2PO2·H2O浓度的测定 其原理是在酸性条件下，用过量的碘氧化次磷酸钠，然后用硫代硫酸钠溶液反滴定自剩余的碘，淀粉为指示剂。 试剂 （1）盐酸1：1。 （2）碘标准溶液0.1mol按常规标定。 （3）淀粉指示剂1%。 （4）硫代硫酸钠0.1mol按常规标定。 分析方法： 用移液管量取冷却后的镀液5ml于带盖的250mL锥形瓶中；加入盐酸 25mL碘标准溶液于此锥形瓶中，加盖，置于暗处0.5h（温度不得低于25℃）； 打开瓶盖，加入1mL淀粉指示剂，并用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消 失为终点。 计算： C NaH2PO2·H2O = 10.6(2M1V1－M2V2) (g/L) 式中M1——标准碘溶液的摩尔浓度； V1——标准碘溶液毫升数；
【课程编号】010090 《电化学》实验教学大纲 Experiments in Electrochemistry 【是否独立授课】否【实验学时】16 【编写】熊友泉【审核】田继红 一、授课对象 金属材料工程专业（腐蚀与防护方向）四年制本科生。 二、课程类型 专业限选课。 三、实验的性质、目的与任务 1、实验的性质 与专业基础课---《电化学理论及测试》的内容配套，与专业课---《金属腐蚀学》、《电镀理论与工艺》的内容相关。 2、实验的目的 经过本实验的训练，使学生加深对电化学基本理论的理解，同时掌握常用的电化学测试技术，为今后运用电化学测试技术研究专业课题奠定必要的基础。 3、实验的任务 教会学生掌握常用的电化学测试技术，使学生能够根据工作需要正确地配制三电极体系，采用适当的装置测出所需的数据，进行数据处理并写出实验报告。 四、实验内容和学时分配 五、实验内容与实验要求 实验一 （1）内容： 恒电流法测定阴极极化曲线。 （2）要求： 掌握恒电流法测定稳态极化曲线的技术。 了解光亮剂对镀锌阴极极化曲线的影响。 2、实验二 （1）内容： 恒电位法测定阳极极化曲线。 （2）要求：
掌握恒电位法测定稳态极化曲线的技术。 了解氯离子对镀镍阳极极化曲线的影响。 3、实验三 （1）内容： 线性电位扫描法测定金属腐蚀速度。 （2）要求： 掌握线性电位扫描法测定金属腐蚀速度的技术。 了解硫脲、六次甲基四胺之类的缓蚀剂对碳酸在硫酸溶液中腐蚀速度的影响。 4、实验四 （1）内容： 三角波电位扫描法测定不锈钢的点蚀电位、再钝化电位。 （2）要求： 掌握三角波电位扫描法测定不锈钢的点蚀电位、再钝化电位的技术。 了解氯离子对不锈钢在硫酸溶液中腐蚀行为的影响。 5、实验五 （1）内容： 恒电位李沙育图形法测定A3钢在3.5%NaCl溶液中的交流阻抗。 （2）要求： 掌握恒电位李沙育图形法测定电极交流阻抗的技术。 掌握根据腐蚀电极交流阻抗求金属腐蚀速度的方法。 六、主要参考书 [1] 刘永辉.电化学测试技术.北京航空航天大学出版社，1986. [2] 田昭武电.化学研究方法.科学出版社，1984. [3]（苏）L.I.安德罗波夫.理论电化学.高等教育出版社，1982
化学镀镍配方_铝合金化学镀镍工艺研究论文 摘要：研究了铝合金表面化学镀Ni-P合金的预处理、镀液配方及镀后热处理。采用碱性化学镀镍作底层，然后进行酸性化学镀镍, 能在铝合金表面获得光亮、平整、附着力良好化学镀镍Ni-P层。镀层硬度为686HV，含磷量为11.17%。 关键词：铝合金;预处理;化学镀镍;附着力 1 引言 化学镀Ni-P具有厚度均匀、硬度高、抗蚀性优异等特点，因此镀层广泛被应用于需耐磨的工件。但是，铝合金表面即使在空气中停留时间极短也会迅速地形成一层氧化膜，以致影响镀层质量，降低镀层与基体的结合力。 本项研究得出了比较好的预处理方案，从而得到结合力良好，表面比较光亮的Ni-P 镀层。 2 实验方法 2.1 实验工艺流程 试样制备→配制除油溶液→化学除油→水洗→侵蚀→水洗→超声波水洗→去离子水洗→一次锓锌→水洗→退锌→水洗→超声波水洗→去离子水洗→二次锓锌→水洗→去离子水洗→碱性镀→水洗→酸性镀→去离子水洗→吹干→冷却 2.2 除油配方及工艺 除油：Na3PO412H2O 30 g/LNaCO3 30 g/L温度（65℃）时间（3min） 2.3 浸锌配方及工艺 ZnSO440g/l NaOH90g/l NaF1g/l Fecl31g/l KNaC4O4H40610g/L 温度（42℃）一次浸锌时间（90S）二次浸锌时间（18S） 2.4 镀液配方与工艺 碱性预镀液NiSO46H2O（30g/l）NaH2PO2H2O（25g/l）NH4C6H5O7 H2O（100g/l）温度（65℃） PH值（8.2）施镀时间（8min） 酸性镀液NiSO46H2O（30g/l） NaH2PO2H2O（25g/l） NH4C6H5O7 H2O（10g/l） 乳酸C3H6O3（40ml/l） NaC2H302（10g/ L）温度（85℃） PH值（4.8）施镀时间（120min） 3 实验结果与分析
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，
化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别 化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别 (2012-05-21 09:46:29) 转载▼ 化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别 1. 化学镀镍层是极为均匀的，只要镀液能浸泡得到，溶质交换充分，镀层就会非常均匀，几乎可以达到仿形的效果。 2. 化学镀目前市场上只有纯镍磷合金的一种颜色，而电镀可以实现很多色彩。 3. 化学镀是依靠在金属表面所发生的自催化反应，化学镀与电镀从原理上的区别就是电镀需要外加的电流和阳极。 4. 化学镀过以对任何形状工件施镀，但电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀。 5. 电镀因为有外加的电流，所以镀速要比化学镀快得我，同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成。 6. 高磷的化学镀镍层为非晶态，镀层表面没有任何晶体间隙，而电镀层为典型的晶态镀层。 7. 化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。 8. 化学镀由于大部分使用食品级的添加剂，不使用诸如氰化
物等有害物质，所以化学镀比电镀要环保一些。关于化学镀镍层的工艺特点 1. 厚度均匀性 厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点，也是应用广泛的原因之一，化学镀镍避免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀，电镀层的厚度在整个零件，尤其是形状复杂的零件上差异很大，在零件的边角和离阳极近的部位，镀层较厚，而在内表面或离阳极远的地方镀层很薄，甚至镀不到，采用化学镀可避免电镀的这一不足。化学镀时，只要零件表面和镀液接触，镀液中消耗的成份能及时得到补充，任何部位的镀层厚度都基本相同，即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。 2. 不存在氢脆的问题 电镀是利用电源能将镍阳离子转换成金属镍沉积到阳极上，用化学还原的方法是使镍阳离子还原成金属镍并沉积在基 体金属表面上，试验表明，镀层中氢的夹入与化学还原反应无关，而与电镀条件有很大关系，通常镀层中的含氢量随电流密度的增加而上升。3. 很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等均是由材料和零部件的表面层体现出来，在一般情况下可以采用某些具有特殊功能的化学镀镍层取代 用其他方法制备的整体实心材料，也可以用廉价的基体材料化学镀镍代替有贵重原材料制造的零部件，因此，化学镀镍
南昌市2020年高三上学期开学化学试卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共18题；共36分) 1. （2分）把a、b、c、d四块金属浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时，a上发生氧化反应；c、d相连，d上有气体逸出；a、c相连，a极减轻；b、d相连，H+向b极移动。则四种金属的活动顺序为（） A . a>b>c>d B . a>c>b>d C . a>c>d> D . b>d>c>a 2. （2分） (2016高一下·温州期中) 下列物质不属于高分子化合物的是（） A . 油脂 B . 淀粉 C . 蛋白质 D . 纤维素 3. （2分） (2018高一上·大理期中) 下列叙述中正确的是（） A . 液态HCl、固体NaCl均不导电,所以HCl、NaCl均是非电解质 B . NH3、CO2的水溶液均导电,所以NH3、CO2均是电解质 C . 铜、石墨均导电,所以它们均是电解质 D . 蔗糖、酒精在水溶液和熔融状态下均不导电, 所以它们均是非电解质 4. （2分） (2017高一上·广东期中) 用NA表示阿伏伽德罗常数，下列有关说法正确的是（） A . 71 g Cl2所含原子数为2NA B . 在常温常压下，1 mol氦气含有的原子数为2NA
C . 0.1L0.5mol/LCH3COOH溶液中含有的氢离子数为0.05NA D . 标准状况下，1 mol H2O和1 mol H2的体积都约为22.4 L 5. （2分）用下列装置不能达到有关实验目的的是（） A . 用甲图装置证明ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水) B . 用乙图装置制备Fe(OH)2 C . 用丙图装置制取金属锰 D . 用丁图装置比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性 6. （2分）下列正确的叙述有（） ①CO、NO、P2O5均为酸性氧化物 ②Ca（HCO3）2、SO3、FeCl3均可由化合反应制得 ③碘晶体分散到酒精中、饱和氯化铁溶液滴入沸水中所形成的分散系分别为：溶液、胶体 ④金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物 ⑤烧碱、次氯酸、氯气按顺序分类依次为：强电解质、弱电解质和非电解质． A . ①②③⑤ B . ②③⑤ C . ②③ D . 全部 7. （2分） (2016高三上·怀仁期中) 下列实验中，对于杂质（括号中的物质为杂质）的检验和除杂方法均正确的是（）
题目：铝合金化学镀镍的研究
1.毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况） 化学镀镍是一种比较新的工艺技术[1]。1844年，A.Wurtz发现金属镍可以从金属镍盐的水溶液中被次亚磷酸盐还原而沉积出来。化学镀镍技术的真正发现并应用是在1944年[2]，美国国家标准局的A.Brenner和G.Riddell进行了第一次实验室试验[3]。到20世纪70年代，科学技术的发展和工业的进步，促进了化学镀镍的应用与研究。20世纪80年代中期化学镀镍的年产量为1500t按厚度为25um计，面积达到7.50km2.其中美国占40%，远东地区20%，其余为南非和南美洲。美国有900个化学镀镍的工厂，产值约2亿美元。 化学镀镍是通过向溶液中加入适当的还原剂，使镍离子还原成金属镍，并在镀件表面沉积的过程。和电镀镍相比，化学镀镍具有许多优点，主要表现为：1镀层均匀，和同等厚度的电镀镍层比较，化学镀镍层的微孔隙小于电镀镍层，因而其镀层的防腐蚀性能优于电镀镍层；2由于化学镀镍层的致密结构，具有很高的硬度，因而具有优良的耐磨性；3均镀能力好，操作简便，易于掌握，配槽与调整十分简便；4镀液已形成系列化商品；5通过施镀,使某些金属和非金属具有钎焊和锡焊能力；6 生产效率高[4-8]。由于这些优点，化学镀镍已在机械、电子及微电子、航空航天、石油化工、汽车、纺织、食品、军事等工业部门获得广泛应用。 化学镀镍磷合金具有结晶细致、光亮、抗蚀性和耐磨性好等特点，对形状复杂和尺寸精度高的零部件，更具有其独特的优越性[9]。采用化学镀镍再进行必要的热处理，将会大大提高制件的使用寿命。 近10年来，在各种期刊上发表了许多有关镀镍的论文、综述、书评和会议纪要。英国化学镀镍协会和金属精饰学会、美国产品精饰杂志都对化学镀镍进行了研究报告。同样化学镀镍在国内也引起了充分的重视。我国的化学镀镍工业化生产起步较晚，但近几年的发展十分迅速。据推测国内目前每年的化学镀镍以每年10%～15%的速度发展。近来的化学镀镍主要向着以下方向发展：化学镀镍、低温化学镀镍、用自来水代替蒸馏水、局部化学镀、复合镀层及多元镀层[10]。 2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 在基体表面镀镍能使其表面获得非结晶态的镀层，使基体表面光亮，起到防腐、耐磨功能。 研究出一种多功能的化学镀镍液，可用于多种基体材料，并尽可能模拟工厂生产
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。
1. 1电镀定意 电镀(electroplating)是一种电离子沉积过程(electrodepos- ition process)，是利用电极(electrode)通过电流，使金属附着在物体表面上，其目的为改变物体表面的特性或尺寸。 1. 2电镀目的 是在基材上镀上金属镀层(deposit)，改变基材表面性质或尺寸。例如赋予金属表面的光泽美观、物品防锈、防止磨耗；提高导电度、润滑性、强度、耐热性、耐候性；热处理的防渗碳、氮化；尺寸或磨耗的零件修补。 1. 3各种镀金方法 电镀法(electroplating) 无电镀法(electroless plating) 热浸法(hot dip plating) 熔射喷镀法(spray plating) 塑料电镀(plastic plating) 浸渍电镀(immersion plating) 渗透镀金(diffusion plating) 阴极溅镀(cathode supptering) 真空离子电镀(vacuum plating) 合金电镀(alloy plating) 复合电镀(composite plating 局部电镀(selective plating) 穿孔电镀(through-hole plating) 笔电镀(pen plating) 电铸(electroforming) 1.4 电镀基本知识 电镀大部分是在液体(solution)下进行，而且大多是在水溶液(aqueous solution)中电镀，大约有30种的金属可由水溶液进行电镀，例如：铜Cu、镍Ni、铬Cr、锌Zn、镉Cd" 、铅Pb、金Au、银Ag、铂Pt、钴Co、锰Mn、锑Sb、铋Bi、汞Hg、镓Ga、铟In、铊、As、Se、T e、Pd、Mn、Re、Rh、Os、Ir、Nb、W等等。 有些金属必须由非水溶液进行电镀，例如：锂、钠、钾、铍、镁、钙、锶、钡、铝、La、Ti、Zr、Ge、Mo等等。可由水溶液及非水溶液的电镀金属有：铜、银、锌、镉、锑、铋、锰、钴、镍等等。 还包括以下几项：溶液性质物质反应化学式电化学界面物理化学材料性质 1.4.1 溶液 被溶解之物质称为溶质(solute)，使溶质溶解之物质称为溶剂(solute)。溶剂为水之溶液称之水溶液(aqueous solution)。表示溶质溶于溶液中之量为浓度(concentration)。在一定量的溶剂中，溶质能溶解之最大量值称之溶解度(solubility)。达到溶解度值之溶液称之为饱和溶液(saturated solution)，反之为非饱和溶液(unsaturated solution)。溶液之浓度，在生产和作业管理中，使用易了解和方便的重量百分比浓度(weight percentage)和常用的摩尔浓度(molal concentration)。 1.4.2 物质反应(reaction of matter) 在电镀处理过程中，有物理变化及化学变化，例如研磨、干燥等为物理反应，电解过程有化学反应，我们必须充分了解在处理过程中的各种物理和化学反应的相互关系及影响。
《材料表面处理技术实训》课程标准 1、课程性质 《材料表面处理技术实训》课程是金属材料与热处理技术专业一门实践性较强的专业实训课程。要求学生理解并掌握镁合金化学镀镍工艺与方法、电镀镍及镍合金工艺与方法、电镀铜及铜合金工艺与方法等表面处理技术方法，为从事材料表面改性工艺编制工作奠定基础。 2、设计思路 《材料表面处理技术实训》的总体设计思路：在已传授专业核心课程《电镀理论与工艺》、《表面工程技术》和《涂装工艺学》的基础上，将书本知识的传授与动手能力的相结合，理论与实践相结合来发展职业能力。本课程以不同材料表面处理岗位能力需求为主线，使学生
掌握表面处理基础知识，并将所学知识系统化，初步形成解决实际问题的能力，以及相关技术管理的能力，并注意渗透相关学科的知识，逐步培养学生的辩证思维。 该门课程建议总学时为52，学分为2分。 3、课程目标 知识目标： ●镁合金化学镀镍工艺与方法； ●电镀镍及镍合金工艺与方法； ●电镀铜及铜合金工艺与方法； ●电镀锌及锌合金工艺与方法。 职业能力目标： ●培养学生理论联系实际，现场分析及解决实际问题的能力； ●通过实习动手提高实际操作技能； ●熟悉材料表面处理技术车间布置，并初步具有一定的技术管理能力。 4、课程内容设计和任务分析
5 、教材编选建议 （1）教材应按照职业能力的需求和学生更深一步的学习来编写； （2）教材内容应体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新工艺及时地纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。 6、教学方法建议 采用“以教师为主导，学生为主体”和“理论与实践相结合”的教学方法，这样才能调动学生学习的积极性和主动性，鼓励学生多思考，勤动手，培养学生的创新意识，达到实践教学的目的。 在实践教学过程中要加强职业道德教育，把学生思想品德教育、职业道德教育、劳动纪律教育和安全教育贯穿于实训教学的全过程。提高学生的实训效率，强化实践技巧的熟练程度。 实践教学过程应注意多结合实例进行分析讲解；根据实际情况和条件组织学生到相关企业参观学习或去企业在企业的配合下进行现场教学。
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：
铝合金化学镀镍 前言：所谓化学镀就是指不使用外电源，而是依靠金属的催化作用，通过可控制的氧化—还原反应，使镀液中的金属离子沉积到镀件上去的方法，因而化学镀也被称为自催化镀或无电镀。化学镀液组成一般包括金属盐、还原剂、络合剂、pH缓冲剂、稳定剂、润湿剂和光亮剂等。当镀件进入化学镀溶液时，镀件表面被镀层金属覆盖以后，镀层本身对上述氧化和还原反应的催化作用保证了金属离子的还原沉积得以在镀件上继续进行下去。目前已能用化学镀方法得到镍、铜、钴、钯、铂、金、银、锡等金属或合金的镀层。化学镀既可以作为单独的加工工艺，用来改善材料的表面性能，也可以用来获得非金属材料电镀前的导电层。化学镀在电子、石油化工、航空航天、汽车制造、机械等领域有着广泛的应用。化学镀具有以下优点：表面硬度高，耐磨性能好；硬化层的厚度及其均匀，处理部件不受形状限制，不变形，特别是适用于形状复杂，深盲孔及精度要求高的细小及大型部件的表面强化处理；具有优良的抗耐蚀性能，在许多酸、碱、盐、氨和海水中具有良好的耐蚀性，其耐蚀性要比不锈钢优越的多；处理后的部件，表面光洁度高，表面光亮，不需要重新的机械加工和抛光，可直接装机使用；镀层与基体的结合力高，不易剥落，其结合力比电镀硬铬和离子镀要高；可处理的基体材料广泛。〔1〕 化学镀分类（广义分类）： 1.置换镀（离子交换或电荷交换沉积）：一种金属浸在第二种金属的金属盐溶液中，第一种金属的表面上发生局部溶解，同时在其表面自发沉积上第二种金属上。在离子交换的情况下，基体金属本身就是还原剂。 2.接触镀：将欲镀的金属与另一种或另一块相同的金属接触，并沉浸在沉积金属的盐溶液中的沉积法。当欲镀的导电基体底表面与比溶液中待沉积的金属更为活泼的金属接触时，便构成接触沉积。 3.真正的化学镀：从含有还原剂的溶液中沉积金属〔1〕。 日前工业上应用最多的是化学镀镍和化学镀铜。可以使用化学镀进行表面加工的金属及合金有很多，下面以铝合金镀镍为例进行说明，而铝合金化学镀镍属于化学镀的第三种即真正的化学镀。 铝合金简介 铝合金具有机械强度高、密度小、导热导电性好、韧性好、易加工等特点，因而在工业部门，特别是航空航天、国防工业，乃至人们的日常生活中，都有较广泛的应用。铝合金表面覆盖一层致密的氧化膜，它可将铝合金与周围环境隔离开来，避免被氧化。但是这层氧化膜易受到强酸和强碱的腐蚀，同时铝合金易产生晶间腐蚀，表面硬度低，不耐磨。化学镀是赋予铝合金表面良好性能的新型工艺手段之一，它不仅是其抗蚀性、耐磨性、可焊性、和电接触能得到提高，镀层与铝合金机体间结合力好，镀层外观漂亮，而且通过镀覆不同的镍基合金，可以赋予铝合金各种新性能，如磁性能、润滑性等。〔2〕 铝合金化学镀镍原理： 化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂次亚磷酸钠的作用下，使镍离子还原成金属镍，同时次磷酸钠分解析出磷，因而在具有催化表面的镀件上，获得镍磷合金镀层。 对于次磷酸钠还原镍离子的总反应可以写成： 3NaH 2PO 2 +3H 2 O+NiSO 4 -----3 NaH 2 PO 3 +H 2 SO 4 +2H 2 +Ni 同样的反应可写成如下离子式： 2 H 2PO 2 -+ Ni2++2H 2 O-----2 H 2 PO 3 -+ H 2 +2H++ Ni 或写成另一种形式：Ni 2+＋H 2 PO 2 -＋H 2 O------H 2 PO 3 -＋Ni＋2H+ 所有这些反应都发生在催化活性表面上，需要外界提供能量，即在较高温度（60≤T≤
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。
电镀主要是用于各类产品的表面处理效果。 电镀分为水镀以及真空镀。 镀(Plating); 电镀(Electroplating)一般我们跟国外客户谈到这个问题就用这个单词。 自催化镀(Auto-catalytic Plating)， 一般称为"化学镀(Chemical Plating)"、 "无电镀(Electroless Plating)"等 浸渍镀(Immersion Plating) 氧化又是另一种表面处理效果，主要用于铝件 阳极氧化(Anodizing) 化学转化层(Chemical Conversion Coating)) 钢铁发蓝(Blackening)，俗称"煲黑 钢铁磷化(Phosphating) 铬酸盐处理(Chromating) 金属染色(Metal Colouring) 涂装(Paint Finishing)，包括各种涂装如手工涂装、静电涂装、电泳涂装等 热浸镀(Hot dip) 热浸镀锌(Galvanizing),俗称"铅水 热浸镀锡(Tinning) 乾式镀法 物理气相沈积法(Physical Vapor Deposition) 真空镀(Vacuum Plating). 离子镀(Ion Plating) , P) 化学气相沈积法(Chemical Vapor Deposition) 1、水电镀: Galvanic plating 2、 主要工艺是将需电镀的产品放入化学电镀液中进行电镀。 2、真空离子镀，又称真空镀膜：Ion plating 3.一般适用范围较广，如ABS料、ABS+PC料、PC料的产品。同时因其工艺流程复杂、环境、设备要求高，单价比水电镀昂贵。现对其工艺流程作简要介绍：产品表面清洁、去静电--〉喷底漆--〉烘烤底漆--〉真空镀膜--〉喷面漆--〉烘烤面漆--〉包装。 以下資料來源世贸人才网 电镀electroplating 利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。 电镀用阳极anodes for plating 电解浸蚀electrolytic pickling 金属制件作为阳极或阴极在电解质溶液中进行电解以清除制件表面氧化物和锈蚀物的过程。
5.3数据处理 (1)电镀锌的电流密度：J=I/S=0.8A/(3.5cm×3.5cm×2)=0.0326A/cm2 (2)碱性光亮镀锌的电流效率： 实验中锌的实际析出量为: 第一次镀锌：113.5mg/(0.8A×10min×60s/min)=0.2364mg/C 第二次镀锌：111.0mg/(0.8A×10min×60s/min)=0.2312mg/C 锌的理论析出量为0.339 mg/C 则镀锌的电流效率为： 第一次镀锌：（0.2364 mg/C）/（0.339 mg/C）×100%=69.73% 第二次镀锌：（0.2312mg/C）/（0.339 mg/C）×100%=68.20% (3)质量法测得第一次镀锌的镀层厚度： [0.1135g/(7.17g/cm3)/(3.5cm×3.5cm)]/2=6.461×10-4cm 质量法测得第二次镀锌的镀层厚度： [0.1110g/(7.17g/cm3)/(3.5cm×3.5cm)]/2=6.319×10-4cm (4)镍磷合金镀层的厚度：(0.0403g/(8.30g/ cm3))/( 3.5cm×3.5cm)=3.964×10-4cm 化学镀镍的沉积速度：3.964um/(20min×1/60h/min)=11.892um/h (5) 孔隙率：41/(3.3cm×3.3cm) = 3.76个/cm2 (6)评价两种镀层的外观：用镀锌法镀后得到的铁片表面较光滑和有光泽，而且镀层较厚，但均匀度不够高；用化学镀镍法得到的铁片表面光滑，镀层均匀，但光泽不及化学镀锌好，且镀层较薄。 6 讨论与分析 6.1本实验中镀锌用电流0.8A，因为反应速度较快能得到镀层比较好的铁片。 6.2由计算电流效率可知，本实验电流效率偏小，可能是因为电流较大，搅拌速度较快使得镀层较难附着在铁片上。 6.3计算的孔隙率较小，滤纸上的斑点都是较小的，几乎没有连起来的斑点，可能是因为小气泡，以及预处理不够到位，或者含有其他杂质造成的。 6.4本次实验需要对铁片进行退锌、除灰、除油的预处理，这是实验成功的关键，实验时应尽量避免用手触碰而使其沾上油污，影响镀层质量。 6.5本组比较两种方法发现，镀锌过程出泡不是很均匀，且有一侧有大量气泡，另一侧较少，因此均匀度不够好。而化学镀镍过程气泡均匀出现，因此镀层较均匀。
化学镀镍磷合金加工 作者：上传日期： 业务范围：专业从事化学镀镍磷合金加工业务 加工技术：金属表面化学镀NI--P工艺，全面取代电镀处理本公司加工工艺可在钢、铸铁、铝合金、铜合金等材料表面形成光亮如镜的镍 磷合金 镀层，硬度可高达HV1000，相当HRC69，具有很高的耐磨性和耐腐蚀性，镀层结合 力好、厚 度均匀。镀速快，可达20μm/小时。 一、技术特性： 1、耐腐蚀性强：该工艺处理后的金属表面为非晶态镀层，抗腐蚀性特别优良，经硫 酸、盐 酸、烧碱、盐水同比试验，其腐蚀速率低于1cr18Ni9Ti不锈钢。 2、耐磨性好：由于催化处理后的表面为非晶态，即处于基本平面状态，有自润滑性。 因 此，磨擦系数小，非粘着性好，耐磨性能高，在润滑情况下，可替代硬铬使用。 3、光泽度高：催化后的镀件表面光泽度为LZ或▽8-10可与不锈钢制品媲美，呈白 亮不锈钢 颜色。工件镀膜后，表面光洁度不受影响，无需再加工和抛光 4、表面硬度高：经本技术处理后，金属表面硬度可提高一倍以上，在钢铁及铜表面 可达 Hv 570。镀层经热处理后硬度达Hv 1000，工模具镀膜后一般寿命提高3倍以上。
5、结合强度大：本技术处理后的合金层与金属基件结合强度增大，一般在 350-400Mpa条件 下不起皮、不脱落、无气泡，与铝的结合强度可达102-241Mpa。 6、仿型性好：在尖角或边缘突出部分，没有过份明显的增厚，即有很好的仿型性， 镀后不 需磨削加工，沉积层的厚度和成份均匀。 7、工艺技术高适应性强：在盲孔、深孔、管件、拐角、缝隙的内表面可得到均匀镀 层，所 以无论您的产品结构有多么复杂，本技术处理起来均能得心应手，绝无漏镀之处。 8、低电阻，可焊性好。 9、耐高温：该催化合金层熔点为850-890度 二．适镀基材：铸铁、钢铁、铜及铜合金、铝及铝合金，模具钢、不锈钢。 三．化学镀镍磷合金层的性能（国家钢铁产品质量监督检验中心检测） 按GB10125-1997标准规定进行测试，时间为96小时，Nacl浓度50g/l,ph值： 6.5- 7.2，温度：35，按GB6464-86规定评定防护等级，可达9级。 磷含量（质量百分数）：6%-12% 电阻率：60-75μΩ.cm 密度：7.9g/cm3 熔点：860-880℃ 硬度：镀态：Hv500-550(45-48RCH) 热处理后：Hv1000 结合力：400MPa，远高于电镀 内应力：钢上内应力低于7Mpa 本单位生产销售化学镀镍浓缩液、添加剂，光亮剂、浸锌剂、钝化封闭剂等，设计 制作化学镀镍生产线，承揽化学镀镍加工 我厂为客户服务的方式有以下几种： 一、镀覆加工各种工件。
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）