化学镀

化学镀技术概述硬盘、CPU和内存被称为计算机的“三大件”。

随着计算机技术的发展，计算机硬盘逐步向小型、薄型、大容量和高速度方向发展。

在计算机硬盘中用于存储数据的是盘片，它由铝镁合金制成，然后在表面进行化学镀Ni-P或Ni-P-Cu，作为后续真空溅射磁记录薄膜的底层。

该镀层要求非磁性、低应力、表面光洁和均匀。

图5-17所示为计算机硬盘及化学镀镍后的CPU。

1.化学镀的原理和特点（1）化学镀的原理化学镀也称为无电解镀或自催化镀，在表面处理中占有重要的地位。

化学镀是指在没有外加电流通过的情况下，利用镀液中还原剂提供的电子，使溶液中的金属离子还原为金属并沉积在工件表面，形成镀层的表面处理技术。

酸性化学镀镍溶液中，还原沉积时的反应式为式中，H2PO2是还原剂。

图5-17 计算机硬盘及化学镀镍后的CPU化学镀镍溶液的组成及其相应的工作条件必须使反应只在具有催化作用的工件表面上进行，镀液本身不发生氧化还原反应，以免溶液自然分解、失效。

如果被镀金属本身是催化剂，则化学镀的过程就具有催化作用。

镍、铜、钴、铑、钯等金属都具有催化作用。

（2）化学镀的特点化学镀与电镀相比，具有如下特点：1）镀层厚度非常均匀，化学镀液的分散能力非常好，无明显的边缘效应，几乎是工件形状的复制。

所以化学镀特别适用于形状复杂的工件，尤其是有深孔、不通孔、腔体等的工件的电镀。

化学镀层非常光洁平整，镀后基本不需要镀后加工。

2）可以在金属、非金属、半导体等各种不同基材上镀覆。

化学镀可以作为非导体电镀前的导电底层镀层。

3）镀层致密，孔隙低，基体与镀层结合良好。

4）工艺设备简单，不需要外加电源。

5）化学镀也有其局限性，例如镀层金属种类没有电镀多，镀层厚度一般没有电镀高，化学镀的镀液成本一般比电镀液成本高。

2.化学镀镍化学镀镍是化学镀中应用最为广泛的一种方法。

化学镀镍多采用次磷酸盐、硼氢化物、氨基硼烷、肼及其衍生物等作为还原剂，其中次磷酸盐由于价格便宜，被广泛应用。

副反应消耗了部分电荷(量)，使电流效率降低。 电流效率就是实际析出物质的质量与理论计算析出物 质的质量之比，即 η＝(m’/ m)×100％=(m’/kIt)×100％

电镀液的分散能力：
指电镀液所具有的使金属镀层厚度均匀分布 的能力，也称均镀能力。电镀液的分散能力越好， 在不同阴极部位所沉积出的金属层厚度就越均匀。 根据法拉第电解定律可知，阴极各部分所沉积的 金属量(金属的厚度)取决于通过该部位电流的大小。 故镀层厚度均匀与否，实质上就是电流在阴极镀 件表面上的分布是否均匀。


活化液：
活化处理的实质是对工件的表面进行电解刻蚀和化学 腐蚀。 活化液的作用是用化学腐蚀和电解腐蚀的方法，去除 被镀零件表面的氧化膜和锈斑，使其露出金属本身组 织。 一般活化液都是酸性水溶液，具有较强的去除金属氧 化物的能力。活化液分为强活化液和弱活化液。



强活化液又分为硫酸型活化液和盐酸型活化液。硫酸 型活化液可采用各种金属，作用比较温和，正、反极 都可使用；盐酸型活化液比硫酸型活化液作用强烈， 也适用于各种金属，只能反极性作用。

缓冲剂：指用来稳定溶液酸碱度的物质。 阳极活化剂：镀液中能促进阳极活化的物质称 阳极活化剂。阳极活化剂的作用是提高阳极开 始钝化的电流密度，从而保证阳极处于活化状 态而能正常地溶解。 添加剂：添加剂是指不会明显改变镀层导电性， 而能显著改善镀层性能的物质。根据在镀液中 所起的作用，添加剂可分为：光亮剂、整平剂、 润湿剂和抑雾剂等。

影响电镀质量的因素

pH值的影响：
镀液中的PH值可以影响氢的放电电位，碱性夹 杂物的沉淀，还可以影响络合物或水化物的组成以及 添加剂的吸附程度。 电镀过程中，若pH值增大，则阴极效率比阳极效 率高，pH值减小则反之。通过加入适当的缓冲剂可以 将pH值稳定在一定范围。

化学镀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。

在化学镀中，金属离子是依靠在溶液中得到所需的电子而还原成金属。

化学镀溶液的组成及其相应工作条件必须是反应只限在具有催化作用的制件表面，而溶液不应自己本身发生氧化还原，以免溶液自然分解，造成溶液过快地失效。

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。

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。

化学镀
化学镀是指在没有外电流的作用下，利用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属并沉积在基体表面，形成镀层的一种表面处理方法。

因此，化学镀实质是一自催化、可控的化学还原过程，还原反应只能在基体表面催化作用下进行，故化学镀又称自催化镀和无电解镀。

若待镀金属本身是反应的催化剂，则化学镀的过程就具有自动催化作用，使上述反应不断地进行，这时镀层厚度也逐渐增加。

钢铁、镍、钯、铑等都具有自动催化作用。

但对于不具有自动催化作用的工件表面，如塑料、玻璃、陶瓷等非金属材料，还需经过特殊的表面预处理，使其表面活化且具有催化作用，才能进行化学镀。

化学镀溶液的成分包括金属盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、pH调节剂、稳定剂、加速剂、润湿剂和光亮剂等。

化学镀与电镀相比具有如下优点：不受零件形状限制，镀层厚度均匀;镀层晶粒细密，孔隙率低，耐蚀性强;不需要外加电源，设备简单，操作简便，生产清洁;能在非金属陶瓷、玻璃、塑料和半导体上施镀。

但化学镀使用温度较高，镀液内氧化剂与还原剂共存，溶液稳定性差，且镀液的维护、调整和再生均比较麻烦，故成本较高。

目前，已能运用化学镀的方法而获得金、银、铁、镍、铜、铬、钴、钯、锡等十余种金属镀层。

现代电镀网有多家电镀等相关园区的地址及联系方式，园区介绍等等，欢迎各位电镀人登陆本平台查看。

化学镀材科090110 朱雪峰关键词化学镀；化学镀的简介；化学镀的特点；化学镀镍的原理；化学镀镍的工艺流程；化学镀镍的发展。

Electroless plating；Introduction of electroless plating；The characteristics of electroless plating；The principle of electroless nickel plating；The process flow of electroless nickel plating；The development of electroless nickel plating.前言化学镀是在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子液催化还原形成金属镀层的过程。

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。

化学镀简介以化学镀镍为例，简述化学镀一些特点及原理，以及未来发展的趋势。

纵观化学镀镍的发展历史，早在1844年，A.Wurtz就发现次磷酸盐在水溶液中还原出金属镍，但化学镀镍技术的奠基人是美国国家标准局的A.Brenner和G.Ridell。

他们在1947年提出了沉积非粉末状镍的方法，弄清楚了形成涂层的催化特性，使化学镀镍技术的工业应用有了可能。

所以，化学镀镍技术的历史还很短暂，真正应用于大规模工业还是70年代末期的事。

早期只有含磷5%-8%（重量）的中磷镀层，80年代初发展出磷含量为9%-12%的高磷非晶结构镀层，使化学镀镍向前迈进了一步。

80年代末到90年代初又发展了磷含量为1%-4%的低磷镀层。

含磷量不同的镀层物理化学性能也不同。

化学镀镍的最早工业应用是二战后在美国通用运输公司（GA TC）。

六.化学镀镍机制
化学镀镍实际上是镍一类金属（Ni-P；Ni-B）合金镀 层，在酸性镀液中，次磷酸盐作还原剂，可在铁、钴、钯 、铑、铂等活性金属的催化下发生镍和磷的化学共沉积， 其电化学过程包括下面的阳极过程和阴极过程。 局部阳极反应：H2PO2-+H2O-2e-→ H2PO3-+2H+ 局部阴极反应：Ni2++2e-→Ni↓ 2H++2e- → H2↑ H2PO2-+2H++e- → P ↓+2H2O 其中溢出氢气是副反应，另外，镀液还有可能发生次磷 酸盐自分解，亚磷酸镍析出等副反应，造成镀液不稳定， 所以，通常把镀液的PH值控制在4~5，或者加入合适的络 合剂和稳定剂，以保证镀液的稳定性和沉积速度。
九.化学镀溶液的维护调整
做好溶液生产管理和维护，对提高溶液的稳定性，防 止溶液自然分解，是保证镀层质量和降低成本的关键因素 。 1.首先做好镀前的预处理工作，必须把镀件清洗干净，防 止各种杂质或金属杂质带人镀液中，此杂质可能成为溶液 自发分解的触发剂，对镀液的危害最大。 2.在施镀中要控制镀件的装载量，装载量过高反应剧烈时 ，镍颗粒可能从镀层上脱落到镀液中，形成自催化还原中 心，就会加速溶液的自然分解。 3.及时添加材料调整PH值，施镀时对主盐和还原剂的消耗 最快，若不及时补充主盐和还原剂，就会影响镀层的质量 和镀液的稳定性。PH值是随着施镀的进行逐渐降低，如 不及时调整，亚磷酸盐的积累就会明显的增加，就会影响 沉积的速度和镀层的质量。
镀前处理中，酸洗是将金属工件浸入酸（或酸性盐）中， 除去金属表面的氧化膜、氧化皮以及锈蚀物。弱浸蚀的实 质是要剥离工件表面的加工变形层以及在前处理工序生成 的极薄的氧化物（因此也称活化），将基体组织暴露出来 以便镀层金属在其表面进行生长，因而不需要酸洗那样长 的时间。这个工序对镀层和基体的结合起到重要作用。弱 浸蚀的浸蚀溶液浓度低，浸蚀时间短（数秒至1min），多 在室温下进行。工件活化后，要立即清洗并开始实施化学 镀。 镀后处理中，热处理一方面是除氢及去应力的低温退火， 改善机械性能；另一方面形成一层钝化膜，封闭孔隙，阻 断腐蚀介质，进一步提高镀层的耐蚀性。

无电镀14.1 无电镀(Electroless Plating)无电镀又称之为化学镀(chemical plating)或自身催化电镀(autocatalyticplating)。

无电镀是指于水溶液中之金属离子被在控制之环境下，予以化学还元，而不需电力镀在基材(substrate)上。

ASTM B374之标准定义为Autocatalyticplating －〝deposition of a metallic coating by a controlled chemicalreduction that is catalyzed by the metal or alloy being deposited〞。

其过程(process)不同于浸镀(immersion plating)，它的金属镀层是连续的(continu-ous)、自身具有催化性的(autocatalytic)。

14.2 无电镀的特性优点：1. 镀层非常均匀，也就是均一性(throwing power)非常好，因它没有电流分布不均的困难，镀件内外都显出均匀，锐边及角等节状镀层(nodular deposits )情形可完全消除。

2.镀层孔率较少，其耐蚀性比电镀为佳。

3.电源、电器接线、导电棒、汇流及电器仪表都可省略，减少装架及各种附属设备。

4 可镀在非导体上(需做适当前处理)。

5 镀层具有独特的物理、化学、机械性质及磁性。

6 复合镀层(co-deposit)，多元合金(polyalloy)可形成。

7 密着性、耐磨性良好。

8操作较简单。

9精密零件、管子、深孔内部可完全镀上。

应用在如轴心、半导体制造。

10制品与导体接触也可完全镀上。

缺点：1.价格较贵。

2.镀层厚度受限制(理论上应无限制)。

3.工业上应用较多、装饰性光泽较不易达成。

应用：1. 非导体的电镀，如塑料电镀。

2. 精密零件，如轴心。

3. 半导体、印刷电路板、电子零件。

4. 须特别耐蚀的化学机械零件，如管件内部。

化学镀铝和铝合金有易产生晶间腐蚀,表面硬度低,不耐磨损等弱点。

在其表面进行化学镀处理，可以改善一些性能：改善耐腐蚀性，提高耐磨性，良好的耐磨性，高硬度，提高装饰性。

而纳米TiO2的加入，可以显著提高镀层的耐磨性，硬度，自润滑性，耐腐蚀性等性能。

化学镀概述化学镀:也称无电解镀，是在无外加电流的化学沉积过程。

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一种镀覆方法。

也叫做”自催化镀”,”无电解电镀”。

化学镀可以分为“置换法”,“接触度”,“还原法”。

一．化学镀相对电镀优点①化学镀可以用于各种基体，包括金属，非金属以及半导体。

②化学镀镀层均匀，无论工件如何复杂，只要采用合适的施镀方法，都可以在工件上得到均一镀层。

③对于可以自催化的化学镀而言，理论上可以得到任意厚度的镀层。

④化学镀所得到的镀层有很好的化学，机械，磁性性能。

⑤化学镀相对电镀而言最大的优点是镀层厚度均匀，针孔率低。

二．发展概况1.1844年，A．Wurtz通过亚磷酸盐还原镍得到了金属镍的镀层。

2.1911年，Bretean发表有关沉积过程是镍与次磷酸盐的催化过程的化学镀研究报告。

3.1916年，Roux从柠檬酸盐一次亚磷酸盐体系中得到了镀镍层，注册了第一份化学镀镍专利。

4.1944年，美国国家标准局从事轻武器改进研究的A.Brenner与G.Riddel在枪管实验中证实了次亚磷酸钠催化还原镍，1946年，1947年，两人公布了研究结果。

5.20世纪五十年代，美国通用运输公司对化学镀镍溶液组成与工艺进行系统研究。

为后来化学镀镍工业应用奠定基础。

6.1955年，开发出“Kanigen”技术；1964年，开发出“Durapositli”技术；1968年，开发出“Durnicoat”技术；1978年至1982年，开发成“诺瓦泰克”商品镀液。

7.20世纪六十年代，小规模化学镀镍工艺进入美国市场。

8.20世纪七十年代末至八十年代初，化学镀镍研究重点转向高磷镀层。

化学镀工艺化学镀，又称为无电解镀。

因为在工件施镀的过程中，虽说有电子转移，但无须外接电源，工件表面镀层完全是靠化学氧化还原反应实现的。

化学镀是指在无外加电流的状态下，利用一种合适的还原剂，使镀液中的金属离子还原并沉积在基体表面上的化学还原过程。

或者说，化学镀是将零件浸入到溶液中在催化剂的作用下在表面发生的金属的沉积，是一个在界面上发生的催化沉积的过程。

因此和电镀不同，化学镀过程不需要整流电源和阳极。

金属沉积仅在零件表面上进行，电子是通过溶解于溶液中的化学还原剂提供的。

完成化学镀的过程有三种方式：(1)置换沉积利用被镀金属的电位比沉积金属负，将沉积金属离子从溶液中置换在工件表面上。

其化学反应可表述为Me1+Me2n+→Me2+Me1m+溶液中金属离子被还原沉积的同时，伴随着基体金属的溶解，当基体金属表面被沉积金属完全覆盖时，反应即自动停止。

所以，采用这种方法得到的镀层非常薄。

(2)接触沉积利用电位比被镀金属高的第三金属与被镀金属接触，让被镀金属表面富积电子，从而将沉积金属还原在被镀金属表面。

其化学反应实际上与置换沉积相同，只是Me，不是基体金属，而是第三金属。

其缺点是第三金属离子会在溶液中积累。

(3)还原沉积利用还原剂被氧化时释放出的自由电子，把沉积金属还原在镀件表面；其反应过程可表述为：Me n++Re→Me+OX式中Me——沉积金属；Re——表示还原剂；0X——表示氧化剂。

一般意义上的化学镀是指这种还原沉积化学镀。

它只在具有催化作用的表面上发生。

如果沉积金属(如镍：铜等)本身就是反应的催化剂，该化学镀过程就称为自催化化学镀，它可以得到所需的镀层厚度。

如果在催化表面上沉积的金属本身不能作为反应的催化剂，一旦催化表面被沉积金属覆盖，沉积反应就会自动终止，所以只能获得有限厚度的镀层．化学镀可以在金属、半导体和非导体材料上直接进行，由于没有电流分布的问题，在复杂零件表面可以获得厚度均匀、孔隙率低、对深孔或形状复杂的零件具有很好覆盖能力的镀层。

层。 4. 化学镀所得到的镀层具有良好的化学、力学和磁学性
能，晶粒细，无孔，耐蚀性好。 5. 化学镀工艺设备简单，不需要电源、输出系统及辅助
电极，操作时只需把工件正确悬挂在镀液中即可。 6. 化学镀溶液稳定性较差，寿命短，成本高。
化学镀的条件
1. 镀液中还原剂的还原电位要显著低于沉积金属的电位。 2. 镀液不产生自发分解。 3. 调节溶液PH值、温度时，可以控制金属的还原速率，
比较单纯 比较小 比较小 大 长 不均匀 导体 低
相当复杂 大 大 小 短 非常均匀 导体、非导体 高
化学镀镍的基本原理
化学镀镍的发展
1944年，Brenner和Riddell进行了第一次实验室实验，开 发了可以工作的镀液并进行了科学研究。
60~70年代，研究人员主要致力于改善镀液性能。
80年代后，镀液寿命、稳定性等得到初步解决，基本实 现镀液的自动控制。
原子氢态理论
1946年，Brenner和Ridder提出；1959年Gutgeit实验验证了该假说 1967年，苏联人对该理论又做了深入研究提出：还原镍的物质实质上就
是原子氢。
NaH2PO2→ Na++H2PO2-
1）镀液在加热时，通过次亚磷酸盐在水溶液中脱氢，形成亚磷酸根，同 时放出初生态原子氢
活化：
为了使待镀件获得充分活化的表面，以催化化学镀反应的进行。
化学镀铜基本原理
• 化学镀铜概述：
化学镀铜是电路板制造中的一种工艺，通常也叫沉铜， 是一种自身催化性氧化还原反应。首先用活化剂处理，使 绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯 （ba）粒子（钯是一种十分昂贵的金属），铜离子首先在 这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜 晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜的还原反应继续在 这些新的铜晶核表面上进行。

4．基体金属的影响
基体金属的化学性质与其和镀层之间结合力密 切相关。在某些电解液中，如果基体金属的电 位负于镀层金属，若不用其它镀层过渡，就不 容易获得结合力良好的镀层。 铸造件和粉末冶金件的表面往往是凹凸不平且 多孔的，零件内孔易积留预处理的溶液，镀件 表面经过一段时间会出现黑色的斑点。 此外，零件在电镀前的脱脂、除锈是否彻底， 也将严重影响镀层的性能。
14
二、电镀反应
图 6-1 是电镀过程原理图，被镀 的零件为阴极，与直流电源的 负极相连，金属阳极与直流电 源的正极联接。阳极与阴极均 浸入镀液中。 当在阴阳两极间施加一定电压 时，则在阴极发生还原反应： 即从镀液内部扩散到电极和镀 液界面上的金属离子Mn+从阴极 上获得n个电子，被还原成金属 M。
18
主盐浓度的影响
镀液中的主盐浓度高时，电沉积过程中的 浓差极化小，晶核形成速度降低，长大速 度快；所得镀层晶粒较粗。这种影响在简 单盐镀液中尤为明显。 主盐浓度过低时，尽管对提高镀液的分散 能力有利，但镀液允许的电流密度小。此 时、镀液中的导电盐可提高其导电性，增 加阴极极化，对获得结晶细致的镀层有利。
碱性镀液有氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、焦 磷酸盐镀锌等。 中性或弱酸性镀液有氯化物镀锌、硫酸盐 镀锌等； 酸性镀锌有硫酸盐镀锌、氯化物镀锌等。 其中以氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、氯化物 镀锌、硫酸盐镀锌最为常用。
33
镀锌层的钝化处理
为了进一步提高镀锌层的防护能力，同时 使其外观更具装饰性，通常要在其表面人 为地形成一层致密的氧化膜，这一过程即 称之为钝化处理(或称铬酸盐处理)。 钝化处理的溶液以六价铬为主要成分，辅 之以其它的无机酸或其盐。改变钝化溶液 的辅助成分及其浓度，可以得到白色或蓝 白色、彩色、黑色、绿色等色调的钝化膜。

简介化学镀简介化学镀一、化学镀（chemical plating）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。

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。

二、化学镀原理化学浸镀（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”。

三、对非金属的化学镀需要敏化活化处理敏化就是使非金属表面形成一层具有还原作用的还原液体膜。

这种具有还原作用的处理液就是敏化剂。

好的敏化效果要求具有还原作用的离子在一定条件下能较长时间保持其还原能力，并且能控制其还原反应的速度，要点是敏化所要还原出来的不是连续的镀层，而只是活化点。

目前最适合的还原剂只有氯化亚锡。

目前，对于非金属化学镀镍用得最多的是Pd活化工艺。

当吸附有Sn的非金属表面接触到Pd活化液时，Pd会被Sn还原而沉积到非金属表面形成活化中心，从而顺利进行化学镀。

积结晶过程，并提高阴极极化作用。添加剂能改善镀层组 织，表面形态，物理、化学和力学性能。
电镀规范的影响
①电流密度的影响:
每种镀液有它最佳的电流密度范围。
提高电流密度，必然增大阴极极化作用。使镀层致密， 镀速升高。 但电流密度过大，镀层会被烧黑或烧焦； 电流密度过低，镀层晶粒粗化，甚至不能沉积镀层。
镀层硬化剂——可提高镀层硬度。
掩蔽剂——可消除微量杂质的影响。
电镀过程
当直流电通过两电极及两极 间含金属离子的电解液时，金 属离子在阴极上还原沉积成镀 层，而阳极氧化将金属转移为 离子。
如图所示，在硫酸铜溶液中插 入两个铜板，并与直流电源相 接，当施加一定电压时，两极 就发生电化学反应。
多层金属镀层，例如Cu-Sn/Cr，Cu／Ni／Cr镀层等；
复合镀层，如 Ni-Al2O3，Co-SiC等。
若按镀层成分分类，可分为：单一金属镀层、合金镀层及 复合镀层。
镀层的合理选择
不同成分及不同组合方式的镀层具有不同的性能。如何合 理选用镀层，其基本原则与通常的选材原则大致相似。 首先要了解镀层是否具有所要求的使用性能，然后按照零 件的服役条件及使用性能要求，选用适当的镀层，还要按 基材的种类和性质，选用相匹配的镀层。例如阳极性或阴 极性镀层，特别是当镀层与不同金属零件接触时，更要考 虑镀层与接触金属的电极电位差对耐蚀性的影响，或摩擦 副是否匹配。 另外要依据零件加工工艺选用适当的镀层。例如铝合金镀 镍层，镀后常需通过热处理提高结合力，若是时效强化铝 合金，镀后热处理将会造成过时效。此外，要考虑镀覆工 艺的经济性。
6. 镀液稳定剂。许多金属盐容易发生水解，而许多金属 的氢氧化物是不溶性的。生成金属的氢氧化物沉淀，使溶 液中的金属离子大量减少，电镀过程电流无法增大，镀层 容易烧焦。 7. 特殊添加剂。为改善镀液性能和提高镀层质量，常需 加入某种特殊添加剂。其加入量较少，一般只有几克每升， 但效果显著。这类添加剂种类繁多，按其作用可分为：

化学镀技术化学镀技术是一种表面处理技术，通过将一层金属材料沉积到基材表面来增加其耐磨性、耐腐蚀性和外观。

这种技术已广泛应用于各种工业领域，包括汽车、电子、医疗和航空航天。

化学镀技术的基本原理是利用化学反应将金属离子还原为金属沉积在基材表面上。

常用的化学沉积方法包括电化学沉积、化学气相沉积和浸涂沉积。

在这些技术中，最广泛应用的是电化学沉积。

电化学沉积技术包括阳极氧化和电镀。

阳极氧化是将金属基材放在电解液中作为阳极，通过电流产生氧化反应并形成氧化层。

这种氧化层可以提高基材的耐腐蚀性和耐磨性，并且可以作为金属沉积的基础层使用。

电镀是将金属基材作为阴极，将金属离子从电解液中沉积到基材表面上。

这种方法可以实现高精度的金属沉积，并且可以选择各种不同的金属进行沉积。

在化学气相沉积中，金属蒸汽从化学反应中产生，并且在基材表面沉积。

这种技术通常用于在非导电基材上形成金属涂层。

在浸涂沉积中，基材浸泡在含有金属离子的溶液中，金属离子被还原成金属并在基材表面沉积。

化学镀技术的应用非常广泛。

在汽车行业中，化学镀技术可以用于制造车身外壳和内部部件。

这种技术可以提高汽车的耐腐蚀性和外观。

在电子行业中，化学镀技术可以用于制造印刷电路板（PCB），以及在电子设备中制造金属接点。

在医疗设备行业中，化学镀技术可以用于制造金属假体和种植物。

在航空航天行业中，化学镀技术可以用于制造发动机部件和飞机外壳。

虽然化学镀技术有许多应用，但是也存在一些不足。

化学镀技术的过程需要消耗大量的电能和化学品，对环境造成影响。

在运用化学镀技术的过程中，经常会出现金属离析和沉积不均匀等问题。

化学镀技术在工业中有着广泛的应用。

随着技术的发展和进步，我们可以期望这种技术在未来会更加高效、环保和安全。

化学镀技术在许多领域中的应用越来越广泛。

尽管存在一些局限性，但随着新技术和新材料的发展，这些局限性也有望得到解决。

下面我们将介绍化学镀技术在一些具体应用领域中的进展和前景。

阴极反应(还原反应)： 阳极反应(氧化反应)： 总反应： 总反应的电动势：
△Eo 为正值，表示自由能变化△F298 为负值，该反应能自发进行。这样就可以简单的判 断，只要还原剂的电势 Ea0 比镍的电势 Ec0 负，化学镀镍的氧化还原反应可能自发进行。应注 意，溶液有镍粒子的配位体时，镍的电势向负值移动。
化学镀溶液的基本构成
化学复合镀所用微粒有微米级、亚微米级和纳米级，微米和亚微米颗粒直径在 0．1μm～ 101μm 之间，纳米颗粒直径为 10nm～100nm。微粒的化学稳定性要好，不溶于化学镀液中， 而且不具备催化活性，否则镀液很快自分解。亚微米和纳米颗粒要防止在镀液中团聚，比较 有效的方法是超声波分散。化学复合镀主要集中于 Ni—P 镀液，以提高其硬度、耐磨润滑等 性能。
上述简单反应式指出，还原剂 Rn+经氧化反应失去电子，提供给金属离子还原所需的电 子，还原作用仅发生在一个催化表面上。因为化学镀的阴极反应常包括脱氢步骤，所需反应 活化能高，但在具有催化活性的表面上，脱氢步骤所需活化能显著降低。化学镀的溶液组成 及其相应的工作条件也必须是使反应只限制在具有催化作用的零件表面上进行，而在溶液本 体内，反应却不应自发地产生，以免溶液自然分解。对于某一特定的化学镀过程来说，例如 化学镀铜和化学镀镍时，如果沉积金属(铜或镍)本身就是反应的催化剂，那么，这个化学镀 的过程是自动催化的，基本上是与时间成线性关系，相当于在恒电流密度下电镀，可以获得 很厚的沉积层。如果在催化表面上沉积的金属本身不能作为反应的催化剂，那么一旦催化表 面被该金属完全覆盖后，沉积反应便终止了，因而只能取得有限的厚度。例如化学镀银时的 情形，这样的过程是属于非自动催化的。
中磷工艺(MP)：含磷量 6％～9％(质量)，在工业中应用最广泛。如汽车、电子、办公 设备、精密机械等工业。中磷含量的化学镀镍层经热处理，部分晶化，形成 Ni3P 弥散强化 相，镀层硬度大大提高。

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M02 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（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。

塑料金属化后兼具塑料与金属的优点。

化学镀镀层均匀，与塑料结合力强,工艺简单，适用于任意复杂形状的塑料制品。

因此，化学镀被广泛应用于塑料领域，如ABS塑料、聚酰亚胺(PI)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二脂(PET)等。

塑料化学镀一般步骤：除油→粗化→活化→化学镀。

粗化化学溶液刻蚀：传统方法是铬酸刻蚀。

存在的问题是铬酸刻蚀工艺产生大量含Cr(Ⅵ)的废水，严重污染环境。

对此，采用硫酸双氧水混合溶液对塑料表面进行氧化腐蚀，既增加了微观粗糙度，又通过氧化形成极性基团改善了表面的亲水性，增加塑料与金属的粘结力，避免了含Cr(Ⅵ)废水对环境的污染,符合环保要求。

高锰酸钾粗化ABS塑料与铬酸具有相同的效果，既能保持足够的镀层结合力，又减少了对环境的污染。

光化学辐照：尽管无铬化学刻蚀法解决了污染问题，但仍有大量废水产生。

由于光化学辐射可以在物体表面进行轻微腐蚀，引入等离子体辐照、激光辐照、准紫外线辐照等对塑料表面进行光蚀，保证了镀层与塑料基体之间优良的结合性能。

光蚀方法对塑料表面进行轻微腐蚀，不会产生大量的废水，对塑料表面形貌也不会产生严重的损坏，因而适用于精度要求比较高的器件。

有机介质中间层：在塑料与基体之间引入有机介质形成中间层，可有效解决两者间不能直接反应的缺点，工艺简单,起到连接镀层与基体的作用，可以提高其结合力。

PVC塑料经硅烷系偶联剂KH560处理后可以获得亲水性良好的表面层,在其上化学镀，可以得到与基体结合良好的镀层，能够取代铬酸粗化工艺。

聚苯胺(PANI)有足够的活性,能够沉积零价金属，不需要表面改性,将PS浸入到苯胺溶液中，苯胺氧化为聚苯胺膜附着在PS表面，以聚苯胺表面沉积的铜作催化中心，可以引发化学镀铜反应。

表面接枝共聚改性：加强有机质中间层与镀层的结合，增大中间层与镀层的混合程度，使有机介质深入到镀层中可起支架作用。

在氩等离子体处理的PI表面接枝4-乙烯基吡啶进行化学镀，镀层与基体的结合强度比仅使用氩等离子体处理大得多。