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化学镀镍：镀层性能发布日期：2013-04-10 浏览次数：14核心提示：化学镀层，特别是化学镀镍层有着广泛的工业应用，这主要是由于它具有独特的耐蚀性和耐磨性，镀层的结构和化学组成直接决定它们的这些性能及其他重要特性。
1结构化学镀层，特别是化学镀镍层有着广泛的工业应用，这主要是由于它具有独特的耐蚀性和耐磨性，镀层的结构和化学组成直接决定它们的这些性能及其他重要特性。
这些性能同样取决于槽液组成和沉积参数(如，温度和搅拌)，化学镀的另一个重要优点是它能够在任意形状的物体上沉积均匀的镀层。
化学镀镍层依据所使用的还原剂分为两类：一类是Ni—P合金；另一类是N —B合金。
镀态化学镀层是一种亚稳态过饱和合金[13]，在酸性镀槽中用次磷酸盐作还原剂沉积的化学镀层结构为非晶态或液体状[13]，在330℃左右热处理发现(文献[3，13]，见“基本原理”第16章)产生半结晶，面心立方(fcc)镍分布在金属互化物(如，Ni3P和Ni3B)中。
沉积过程中不会形成金属互化物，因此镀态化学镀镍层中，P原子不规则地夹杂在Ni原子之间，正如上面所讨论(如图18—3所示)，Ni-P镀层中的P含量取决于镀槽的pH值。
通常，槽液pH值越高，镀层的含P量越低，镍的结晶态越高，也就是说，P含量越低，组成膜层的单元镍晶粒的平均尺寸越大。
因此，可以认为，P在晶体形成中起抑制剂的作用。
可以通过下面简单形式进行解释：当P原子夹杂到Ni原子之间时，P原子的存在，减少了Ni原子之间接触形成延展镍晶体的可能性。
沉积过程中伴随H2的逸出，接近生长膜处的pH值将升高，而随后的搅拌使pH值回到原来的较低值，这种周期变化使得P含量随膜层厚度变化，20世纪50年代[14]某些研究人员已经观察到了这一现象。
另外，P含量还决定材料密度，图18—4表明，在P含量为0时，镀层的密度接近其金属块的密度[15]。
图18—4合金组成对Ni—P和Ni—B镀层的影响2硬度硬度是指材料对外力引起局部永久变形或压痕的抵抗强度，硬度是一个容易测量的质量指标，并且经常进行测量。
各行业中化学镀镍的使用特点化学镀镍是一种常用的表面处理技术，广泛应用于各行各业。
下面将详细介绍各行业中化学镀镍的使用特点。
一、电子行业1.电子器件：化学镀镍可以提供良好的导电性能和耐腐蚀性，用于电子器件的金属外壳上，可以防止金属氧化和腐蚀，同时保护内部元件不受潮气和氧对导电性的影响。
2.电子元器件：化学镀镍可以在电子元器件表面形成一层保护性的镍层，避免电子元件直接暴露在环境中，提供一定的防腐蚀和耐磨损性能。
二、汽车行业1.汽车零部件：化学镀镍可以提供良好的耐磨损性和耐腐蚀性，用于汽车零部件的表面处理，可以延长零部件的使用寿命，减少因摩擦和腐蚀引起的故障。
2.发动机部件：发动机部件如活塞、连杆等在工作时受到高温和腐蚀的影响，通过化学镀镍可以形成一层具有良好抗高温和抗腐蚀性能的镍层，提高发动机部件的使用寿命和可靠性。
三、航空航天行业航空航天行业对材料的要求非常严苛，化学镀镍在航空航天行业中具有以下特点：1.轻量化：航空航天行业对材料的重量要求非常严格，化学镀镍可以在表面形成一层轻薄的保护层，不会增加材料的重量。
2.抗腐蚀性：航空航天行业的部件常受到极端环境的影响，化学镀镍可以提供良好的抗腐蚀性能，保护部件不受湿度和腐蚀介质的损害。
3.导电性：航空航天行业中的电子设备需要良好的导电性能，化学镀镍可以提供优异的导电性能，从而保证电子设备的正常工作。
四、机械制造行业1.机械零部件：机械零部件经常受到划伤、磨损和腐蚀的影响，通过化学镀镍可以在零部件表面形成一层具有良好的耐磨损、耐腐蚀性能的镍层，延长零件的使用寿命。
2.模具制造：在模具制造中，化学镀镍可以在模具表面形成一层硬度高、精度高的镍层，提高模具的耐磨损性能和寿命。
综上所述，化学镀镍在各行业中的使用特点主要包括提供良好的导电性能、耐腐蚀性和耐磨损性能，延长零部件的使用寿命，保护材料免受摩擦、腐蚀和氧化的侵害。
同时，化学镀镍还可以轻量化材料，并具有良好的抗高温性能。
化学镀镍的作用化学镀镍是一种常用的表面处理技术，它可以在金属表面形成一层均匀、致密的镍层。
这种技术被广泛应用于工业生产中，其作用主要体现在以下几个方面。
化学镀镍可以改善金属表面的耐腐蚀性能。
金属制品在使用过程中，容易受到氧气、水分、化学物质等环境因素的侵蚀，导致表面产生氧化、腐蚀等问题。
而经过化学镀镍处理后的金属表面形成的镍层可以有效地防止这些环境因素的侵蚀，从而延长金属制品的使用寿命。
化学镀镍可以提高金属表面的硬度和抗磨性能。
金属制品在使用过程中，往往会受到摩擦、磨损等力学作用，导致表面出现划痕、磨损等问题。
通过化学镀镍处理，可以在金属表面形成一层坚硬的镍层，有效地提高金属的硬度和抗磨性能，从而减少金属制品的磨损和损坏。
化学镀镍还可以改善金属表面的外观和光泽。
金属制品的外观和光泽对于产品的质感和美观度有着重要的影响。
经过化学镀镍处理后，金属表面的镍层可以使金属制品表面变得光滑、亮丽，提高产品的外观品质，增加产品的附加值。
化学镀镍还可以增加金属表面的导电性能。
金属制品在电子、电器等领域中有着广泛的应用。
通过化学镀镍处理，可以在金属表面形成一层导电性能良好的镍层，提高金属表面的导电性能，从而满足电子、电器产品对导电性能的要求。
化学镀镍还可以在金属表面形成一层致密的镍层，从而提高金属表面的抗氧化性能。
金属材料在高温、氧气等环境下容易发生氧化反应，导致表面产生氧化物，从而影响金属的性能和使用寿命。
化学镀镍可以在金属表面形成一层致密的镍层，有效地隔绝金属与外界环境的接触，提高金属的抗氧化性能。
化学镀镍作为一种常用的表面处理技术，具有改善金属表面耐腐蚀性能、提高硬度和抗磨性能、改善外观和光泽、增加导电性能以及提高抗氧化性能的作用。
通过化学镀镍处理，可以为金属制品赋予更好的性能和品质，满足不同领域对金属制品的要求，推动工业生产的发展。
镀镍的应用及原理概述镀镍是一种广泛应用于各行业的表面处理技术，通过在基材表面镀上一层薄膜的方式，可以改变材料的外观、增加材料的耐腐蚀性、提高硬度等性能，从而满足不同领域中对材料的不同要求。
镀镍的应用领域1.电子产品：镍在电子器件制造过程中被广泛应用，如镍在手机、计算机等设备的电化学处理中，可以增加设备的导电性能和耐腐蚀性。
2.汽车工业：镀镍可以增加汽车零部件的耐腐蚀性和机械性能，如汽车轮毂的镀镍能够提高轮毂的抗氧化性能和耐腐蚀性能。
3.机械工业：镀镍能够提高机械零件的表面硬度，减少磨损，延长使用寿命，例如在刀具、拉杆、螺纹等机械零件上的镀镍处理。
4.化工工业：在化工领域中，镀镍可以提高设备的耐腐蚀性，减少设备的维护和更换成本。
5.航空航天工业：航空航天领域对材料的要求非常高，镀镍技术可以增加航空航天设备的耐腐蚀性和耐高温性能。
镀镍的原理镀镍的原理主要包括镀液的选择、电化学原理和化学反应原理。
镀液的选择镀液是将镀液中的镍金属离子在电解质中还原为金属镍的溶液。
常用的镀液有镍酸盐镀液、镍酸氯镀液、硫酸镍镀液等。
选用合适的镀液可以根据工件的材料和形状得到理想的镀层。
电化学原理镀镍是一种电化学过程，通过施加直流电压使镍离子在阳极膜上还原为金属镍。
阳极与阴极之间的电解质中含有镍离子，并添加一定的添加剂来调节电解液的组成，控制镀层的性能。
化学反应原理在镀液中，镍离子被还原成金属镍的过程是通过电子传递和离子的迁移完成的。
镀液中的镍离子在阳极膜上接受电子从而还原成金属镍，并在阴极表面沉积形成镀层。
镀镍的工艺步骤1.清洗和除油：将要镀镍的基材通过机械方法和化学方法进行彻底清洁，去除表面的油脂、污垢等杂质。
2.预处理：经过去杂质和其他化学物质的处理，例如激活剂的使用，使得基材表面具有较好的可镀性。
3.镀液调配：按照工艺要求调配镀液，包括合适的镍盐、酸性和添加剂的含量。
4.镀液预处理：对镀液进行搅拌和过滤处理，确保镀液中的镍离子均匀和纯净。
化镀镍成分一、镍的作用与优点镍是一种重要的金属元素，在工业领域具有广泛的应用。
其主要作用在于其优良的抗氧化性、耐腐蚀性和良好的机械性能。
镍还能与其他金属形成合金，提高合金的硬度、强度和耐磨性。
因此，镍及镍化合物在工业生产中具有重要地位。
二、化镀镍的定义与分类化镀镍是指在金属或非金属表面涂覆一层镍化合物，使其具有镍的优良性能。
根据镀层厚度，化镀镍可分为厚膜化镀镍和薄膜化镀镍；根据镍盐种类，可分为氯化镍、硫酸镍、硝酸镍等。
三、化镀镍的成分及配比化镀镍溶液的主要成分包括镍盐、氢氧化钠、氯化物、硫酸盐等。
配比方面，通常镍盐浓度为20-40g/L，氢氧化钠浓度为20-40g/L，氯化物浓度为10-30g/L，硫酸盐浓度为10-30g/L。
此外，还需加入适量的稳定剂、缓冲剂等添加剂。
四、化镀镍的应用领域化镀镍广泛应用于电子、电器、汽车、航空航天、化工、机械等领域。
例如，在电子行业中，化镀镍可用于制作电路板、电子元器件；在汽车行业中，化镀镍可提高零部件的耐磨性、抗腐蚀性；在航空航天领域，化镀镍可应用于飞行器零部件的防护涂层等。
五、化镀镍的工艺流程与操作要点化镀镍的工艺流程主要包括：预处理、镀镍、后处理。
预处理包括除油、除锈、活化等，目的是提高镀层与基体的结合力。
镀镍过程中，应严格控制温度、电流、时间等参数，以保证镀层质量。
后处理主要包括清洗、干燥、检验等，确保镀层均匀、无缺陷。
六、化镀镍的质量控制与检测方法化镀镍的质量控制主要包括：外观检测、厚度检测、硬度检测、腐蚀试验等。
外观检测主要观察镀层表面是否光滑、均匀；厚度检测采用测厚仪测量镀层厚度；硬度检测采用硬度计测定硬度；腐蚀试验评估镀层的耐腐蚀性能。
七、化镀镍行业的现状与未来发展随着科技的进步和产业升级，化镀镍行业在我国取得了长足的发展。
未来，化镀镍行业将继续向绿色、环保、高效方向发展，研究开发新型化镀镍技术，提高镀层性能，拓展应用领域。
同时，注重安全生产和环境保护，实现可持续发展。
化学镀镍的应用发布时间：2021-05-25T10:24:24.797Z 来源：《基层建设》2021年第2期作者：张斌[导读] 摘要：基于化学镀镍、合金和复合涂层的金属沉积工艺的发展引起了研究人员的极大兴趣，许多优异的性能使其最近的许多应用成为可能。
中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽省合肥市 230011摘要：基于化学镀镍、合金和复合涂层的金属沉积工艺的发展引起了研究人员的极大兴趣，许多优异的性能使其最近的许多应用成为可能。
近年来，这些涂层表现出良好的耐腐蚀性和耐磨性能，大量新的发展成为最重要的宏观和纳米级应用。
关键词：化学镀镍；食品工业；石油工艺；化学加工工艺引言化学镀镍是一种无需电流就可以将镍合金从溶液中沉积到基材上的方法，因此它不同于电镀，后者依靠外部直流电源将电解液中的镍离子沉积到基材上形成镍金属。
化学镀镍是一种化学过程，通过化学还原将镍溶液中的镍离子还原成金属镍。
最常用的还原剂是次磷酸钠，替代品是硼氢化钠和二甲胺硼烷，但它们的使用频率要低得多。
据统计超过99%的化学镀镍平台大多使用了次磷酸钠这种还原剂。
尽管如此，并不是所有的设计师、工程师、冶金学家和其他负责材料选择的人都知道化学镀镍作为工程或功能性涂层的价值。
然而在电子、石油和天然气、化工、航空航天和汽车等行业，它已经牢固地确立为一种功能性涂层。
它在许多其他应用程序中也得到了有效的认可和使用，应用程序的数量继续增长。
一、化学镀镍的特性概述电沉积镍和化学镀镍之间的主要区别在于它们的纯度和结构。
例如：电沉积镍的纯度通常高于99%，但当次磷酸钠在化学镀镍中用作还原剂时，典型的镀层成分是92%的镍和8%的磷。
磷的含量对沉积物的性质有很大的影响，可以在很大的范围内变化，通常是3%到12%。
因此一旦确定了涂层的性能要求，就必须指定适当类型的化学镀镍。
例如：低磷镀层和高磷镀层在耐蚀性和硬度性能方面存在明显差异。
化学镀镍的结构决定了它的一些独特性质。
化学镀镍的定义与分类
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新的成膜技术。
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控制化学还原法进行的金属沉积过程。
因不用外电源直译为无电镀或不通电镀。
由于反应必须在具有自催化性的材料表面进行，美国材料试验协会（ASTMB-347）推荐用自催化镀一词（Autocatalytic plating）。
对化学镀镍而言，我国1992年颁布的国家标准(GB/T13913-92)则称为自催化镍－磷镀层（Autocatalytic Nickel Phosphorus Coating），其意义与美国材料试验协会的名称相同。
由于金属的沉积过程是纯化学反应（催化作用当然是重要的），所以将这种金属沉积工艺称为“化学镀”最为恰当，这样它才能充分反映该工艺过程的本质。
从语言学角度看Chemical,Non electrolytic,Electroless三个词主是一个意义了，直译为无电镀一词是不确切的。
“化学镀”这个术语目前在国内外已被大家认同和采用。
化学镀镍所镀出的镀层为镍磷合金，按其磷含量的不同可分为低磷、中磷、高磷三大类：
磷含量低于3%的称为低磷；
磷含量在3-10%的为中磷；
磷含量高于10%的为高磷；
其中中磷的跨度比较大，一般我们常见的中磷镀层为6-9%的磷含量。
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。
化学镀镍是以次磷酸盐为还原剂，经自催化电化学反应而沉积出镍磷合金镀层的新技术。
镀履过程由于是无电流通过的条件下进行的，又称无电解镀镍（Elctroless Nickelplating）简称EN技术。
它具有深镀能力强、均镀能力好、镀层致密、孔隙率低等技术特点，应用范围已扩展到工业生产的各个领域，目前是全球最优秀的表面处理之一。
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纹。
在620℃下退火后，塑性变形能力可提高到6%；当热处理温度达840℃时，其塑性还可进一步改善。
化学镀镍层同钢铁、铜及其合金、镍和钴等基体金属有良好的结合力。
化学镀镍介绍化学镀镍的定义与分类化学镀镍，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新的成膜技术。
化学镀镍所镀出的镀层为镍磷合金，按其磷含量的不同可分为低磷、中磷、高磷三大类，磷含量低于3%的称为低磷，磷含量在3-10%的为中磷，高于10%的为高磷，其中中磷的跨度比较大，一般我们常见的中磷镀层为6-9%的磷含量。
当然，本站主要介绍的是化学镀镍磷合金，有时为了方便我们简称化学镀了，而且EN也是化学镀镍简称。
但化学镀不仅此一种镀种，比较成熟的还有化学镀铜，化学镀金，化学镀锡，还有一种复合镀层。
其它镀种的市场占有量不足总量的1%，本站不做重点介绍。
化学镀镍的特点与发展简史化学镀镍的历史与电镀相比，比较短暂，在国外其真正应用到工业仅仅是70年代末80年代初的事。
1844年，Wurtz发现金属镍可以从金属镍盐的水溶液中被次磷酸盐还原而沉积出来。
经过了很多年1911年Bretau等研究者发表了有关次磷酸盐对镍盐的还原反应的研究的报告。
但那时的化学镀镍溶液极不稳定，自分解严重，只能得到黑色粉末状镍沉积物或镍镜附着物镀层，没有实际价值。
化学镀镍技术的真正发现并使它应用至今是在1944年，美国国家标准局的 A.Brenner和G.Riddell的发现，他们发现了克服沉积出粉末状镍的配方，于1946年和1947年两年中发表了很有价值的研究报告。
化学镀镍工艺的庆用比实验室研究成果晚了近十年。
第二次世界大战以后，美国通用运输公司对这种工艺发生了兴趣，他们想在运输烧碱筒的内表面镀镍，而普通的电镀方法无法实现，五年后他们研究了发展了化学镀镍磷合金的技术公布了许多专利。
1955年造成了他们的第一条试验生产线，并制成了商业性有用的化学镀镍溶液，这种化学镀镍溶液的商业名称为“Kanigen”。
目前在国外，特别是美国、日本、德国化学镀镍已经成为十分成熟的高新技术在各个工业部门得到了广泛的应用。
化学镀层的性能及应用化学镀层的性能实验证明，化学镀层(如镍、铜等)具有耐磨、耐蚀、高硬度、焊接性好，且具有磁性，其有关性能参数：硬度最大达HV1100；耐磨性可以和硬铬镀层相媲美；抗腐蚀性优良，可耐各种腐蚀介质；Ni—P镀层的电阻率为60—120μΩcm，高于冶金纯镍(9.5μΩcm)；整体磁性增加，镀层的矫顽力由4—400e增大到1000e以上。
化学镀的应用(1)化学镀铜的应用化学镀铜在电子工业中应用最广，用化学镀铜使活化的非导体表面导电后，用以制造双面印刷线路板和多层印刷线路板，可使环氧和酚醛塑料或其他塑料件金属化后电镀。
(2)化学镀镍的应用①化学镀镍磷合金在铝及铝合金中的应用。
铝及铝合金质量轻，比强度高，容易加工成型，是航天、军事、电子工业和卷烟机械的重要结构材料。
但铝及铝合金的耐蚀性、耐磨性和装饰性不佳，而化学镀镍层具有硬度高、耐磨性好、镀层致密、耐腐蚀性好、镀层厚度均匀等优点，因此化学镀镍的这些优点可使铝制品的性能得到进一步提高。
②化学镀Ni—P合金在人造金刚石中的应用。
人造金刚石作为一种超硬磨料，以其高硬度、高耐磨性等独特性能在工业上得到越来越广泛的应用。
但是在常温常压下，人造金刚石是亚稳态晶体，其耐热性差，具有脆性，还有杂质、气孔、裂纹等缺陷，消除上述缺陷是人造金刚石迫切需要解决的问题，而在人造金刚石表面化学沉积一层耐磨耐热的Ni—P合金是解决这些问题的最有效的方法之一。
③化学镀Ni—P合金在钛及钛合金中的应用。
钛及钛合金具有质量轻、强度高、耐蚀性好和耐高温等优异性能，在各工业领域获得了大量应用。
但钛及钛合金的耐磨性差，表面容易擦伤、磨损，使疲劳性能降低，再者其导电性、导热性、可焊性较差。
因此，在钛基表面施镀Ni—P合金不仅能弥补上述缺陷，而且还能赋予钛基表面特殊的物理化学性能，以满足其实际应用的需要。
④化学镀镍在耐磨材料中的应用。
化学复合镀层Ni—P—SiC、Ni-p-A1：0，、Ni-p-Cr203、Ni—P—TiN、Ni-P-B4C、Ni-P-Si3N4、Ni-B-SiC、Ni-B-A1203以及RE-Ni-B-SiC等经适当热处理后，硬度可达1100—1400 HV，显示出较强的耐磨性和耐热性，广泛用于模具、钻头和气缸套、活塞环等表面强化。
