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引言概述：
化学镀镍磷合金工艺是一种常用的金属表面处理方法，具有较高的耐腐蚀性和耐磨性。
本文旨在综述相关的研究文献，深入探讨化学镀镍磷合金工艺的研究进展、工艺参数优化、合金特性及其应用领域。
正文内容：
1.工艺研究进展
1.1传统化学镀镍磷合金工艺
1.2改进型化学镀镍磷合金工艺
2.工艺参数优化
2.1镀液成分优化
2.2温度和镀液pH值优化
2.3电流密度和镀液搅拌速度优化
2.4镀液中添加剂优化
3.合金特性研究
3.1镀层结构和成分分析
3.2镀层显微硬度和耐磨性研究
3.3镀层的结晶性质和晶体生长机制
4.应用领域
4.1电子电镀应用
4.2汽车工业应用
4.3航空航天应用
4.4冶金工业应用
4.5其他领域应用
5.工艺优缺点及未来发展趋势
5.1工艺优点
5.2工艺缺点
5.3未来发展趋势
总结：
综合上述研究文献，化学镀镍磷合金工艺在金属表面处理中具有广泛的应用前景。
不论是传统工艺还是改进工艺，都可以通过优化工艺参数来提高镀层的性能。
相关的合金特性研究有助于深入了解镀层的显微硬度、耐磨性等性能指标。
不同领域都可以找到该工艺的应用，例如电子电镀、汽车工业和航空航天等。
该工艺也存在一些缺点，如镀层中可能含有杂质等。
未来的发展趋势应该在提高工艺的经济性、环境友好性和镀层性能方面进行进一步的研究与改进。
金刚石微粉低温化学镀镍品质影响因素方莉俐;李靖华;刘韩【期刊名称】《人工晶体学报》【年(卷),期】2022(51)8【摘要】研究络合剂、镀液pH值、温度对金刚石微粉低温化学镀镍品质的影响。
在温度为35℃、pH值为5时,通过改变络合剂配比,对镀液稳定性,镀层沉积速率、形貌和磷(P)含量进行测试分析。
结果表明,20 g/L的柠檬酸+5 g/L的琥珀酸为本文最优的络合剂配比,其化学镀液稳定性好、沉积速率较快(0.3915 g/h),镀层致密无漏镀,P含量为11.73%(质量分数)。
用最优络合剂,通过改变镀液pH值、温度,对化学镀样品的镀层沉积速率、形貌、P含量进行测试分析。
结果表明,镀液温度为35℃,pH值为3~13时,随着pH值增大,沉积速率逐渐增大,P含量逐渐减小。
但pH值高于11时,反应速率过快,不易稳定镀液pH值,且镀液易分解,因此pH值在5~11较为合适。
在镀液pH值为5,温度为30~50℃时,随着温度升高,沉积速率和P含量都随之增高,镀层致密无漏镀。
但温度高于45℃时,反应速率过快,不易稳定镀液pH值,因此温度在35~45℃较为合适。
【总页数】7页(P1459-1465)【作者】方莉俐;李靖华;刘韩【作者单位】中原工学院理学院【正文语种】中文【中图分类】TQ164;TQ153.12【相关文献】1.线锯用金刚石微粉化学镀镍工艺研究2.影响人造金刚石表面化学镀镍磷合金形貌的因素研究3.金刚石表面化学镀镍沉积速度影响因素分析4.影响金刚石微粉化学镀镍品质的因素5.镀液配比对金刚石微粉化学镀镍增重率的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
众所周知，在电镀镍时金属离子的不足是靠阳极镍溶解来补充的，而化学镀镍时，每时每刻镍离子的消耗若无处补给，镀液会逐渐不平衡，需要加镍盐补充镍离子的不足。
随着化学镀的进行，还原剂的含量也会发生变化，一方面反应过程消耗还原剂，另一方面还原剂也会被氧化生成有害物质。
例如以次磷酸盐作还原剂的酸性镀液，次磷酸盐被氧化生成亚磷酸盐是不可避免的，而亚磷酸盐对化学镀镍是有害物质。
此外，镀液尚有自然分解、PH值随时改变等问题。
因此，可以说化学镀镍液从一开始使用就存在自然分解、值变化、主盐浓度减少、还原剂浓度减少诸多问题，随时影响化学镀镍液的稳定性。
这也可以说是化学镀镍工艺难以掌握的原因所在。
以上是说明化学镀镍液不稳定的根源，具体地分析镀液不稳定的原因，还与镀液的配制方法、各成分比例、镀前工件处理、操作工艺条件等因素有关。
1.关于镀液自然分解现象化学镀镍液使用与不使用都会发生自然分解现象，出现这种情况若不及时采取有效措施，则自然分解会越来越快。
自然分解的表面现象是镀液产生大量气泡，严重时溶液会呈现泡沫状，这时会使镀层发黑，或镀层生成许多形状不规则的黑色粒状沉淀物，使生产无法进行下去。
除了镀液生成气泡外，镀液的颜色开始变淡。
因此当发现镀液生成气泡、颜色变淡，这就显示了镀液已发生自然分解，应尽快进行处理，如补加络合剂等，使其不再继续分解。
2.镀液的成分配比影响(1)次磷酸盐浓度的影响如果镀液中次磷酸盐浓度过高，虽可以提高沉积速度，但会造成镀液的自然分解，尤其对于酸性镀液，且当 PH值偏高时，镀液自然分解的趋势就会愈严重。
当次磷酸盐浓度过高时，加速了镀液内部的还原作用，这时如存在其他不稳定因素(局部温度过高、在加热器附近或有混浊沉淀物等)特别容易诱发镀液自然分解。
此外，溶液中次磷酸盐含量过高，容易产生亚磷酸盐的沉淀。
因为当次磷酸盐含量过高时且值也偏高时，亚磷酸镍的允许浓度(称为极限浓度，高于此浓度即会生成沉淀)就大大降低，在较低浓度下就会发生沉淀，使镀液处于不稳定状态。
·10· 材料导报网刊 2006年4月第2期化学镀镍磷合金的研究进展与展望＊王冬玲,陈焕铭,王憨鹰,余建立(宁夏大学物理电气信息工程学院，银川 750021)摘要 化学镀大致可分为4类:多元合金化学镀、微粒与合金共沉积的化学复合镀、新型技术化学镀及双层或多层化学镀。
综述了国内外在化学镀镍磷合金方面的最新研究进展，介绍了不同基体材料的镀前处理及主要的镀后处理方法,并对国内化学镀镍磷合金的未来发展做了进一步的展望。
关键词化学镀镍磷合金Recent Development and Future Prospects in Electroless Ni-P Alloy Deposits WANG Dongling,CHEN Huanming, WANG Hanying,YU Jianli(School of Physics & Electrical Information Engineering, Ningxia University, Yinchuan 750021)Abstract Electroless plating can be divided into four categories: multi-alloy electroless plating, electroless composite plating with particulate and alloy deposited, new-type technique electroless plating and double-layered or multi-layered electroless plating. This paper reviews recent development in electroless Ni-P alloy deposits. The methods of pretreatment and post-treatment of electroless plating in different matrixes are introduced. And some prospects in the future development for our country are put forward.Key words electroless plating , Ni-P alloy0前言化学镀是利用合适的还原剂使溶液中的金属离子有选择性地在经过催化剂活化的表面上还原析出形成金属镀层的一种化学处理方法。
目的和意义化学镀（Chemical plating）,又称为无电解镀（Eletro less plating）。
因为在工件施镀的过程中，虽说电子转移，但无需外接电源，工件表面层完全是靠化学氧化还原反应实现的。
化学镀的生命是比较年轻的，比起传统的电镀要年轻100多岁，知道20世纪70年代后期才逐步被我国所认识和重视。
1975年开始出版了有关科学书籍，1992年全国召开了首届化学镀镍会议，其后每两年召开一届，从此在我国揭开了化学镀镍技术的新篇章。
化学镀的发展史主要还是化学镀镍的发展史。
因为化学镀镍技术研究得比较早，技术比较成熟，而且应用比较广泛。
目前世界上应用的最好和最广泛的国家，要算美国、德国、法国、英国、意大利、西班牙、瑞士等国家，尤其是美国，她基本上摒弃了传统的电镀工艺，取而代之的是全国大约900多家化学镍工厂，广泛服务于计算机、电子、阀门、航天、汽车、食品、化工、机械、纺织、钢铁等多个领域和行业，且逐步全方位的渗透到社会的各个方面。
化学镀镍所获得的镀镍层，由于自身的突出特点和优异性能，越来越被广大的用户认同和接受。
它的最突出特点是镀层具有高耐腐蚀性、高耐磨性及高均匀，即三高特性。
化学镀镍层多半是以镍磷、镍硼为为基础的多元合金镀层和复合镀层，镍磷合金镀层占有绝大多数，化学沉积的镍-磷镀层随着磷的含量的增加，其组织结构的转变，是由极细小的晶体变成微晶（尺寸约为5纳米，电镀镍的晶粒尺寸约为100纳米），最后变为完全的非晶体（类似液体的原子无序排列）。
正是这种非晶态结构（不是唯一，但是很重要的一点），由于没有晶界、位错及成分偏析等现象，使之在腐蚀介质中不太容易形成腐蚀微电池从而在耐化学腐蚀、耐气体腐蚀以及耐色变性方面表现极为优异。
例如：在5%HCl溶液中，含磷量10.9%(质量分数)的化学镀镍磷合金镀层，其耐蚀性比1Cr18Ni9Ti不锈钢高出10倍；在10% HCl溶液中，则要高出20倍以上。
即使在气相或液相H2S介质中，镍磷合金镀层的腐蚀速率均比1Cr18Ni9Ti不锈钢要低。
镁合金化学镀镍技术的研究现状及发展趋势马安博 （西安航空职业技术学院，陕西西安 ７１００８９）摘要：通过化学镀镍来改善镁合金表面耐蚀性能是一种环保型的表面处理工艺方法。
介绍了镁合金化学镀镍技术的应用背景和镁合金化学镀镍技术的研究现状以及目前存在的问题。
最后，对新型镁合金微弧氧化－化学镀镍复合工艺及其应用前景进行了探讨。
关键词：镁合金；化学镀镍；微弧氧化；耐蚀性中图分类号：ＴＧ１４６．２２；文献标识码：Ａ；文章编号：１００６－９６５８（２０１７）０５－０００１－０４ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－９６５８．２０１７．０５．００１ 收稿日期：２０１７－０１－１７稿件编号：１７０１－１６４９作者简介：马安博（１９８６—），男，讲师，主要从事有色金属热处理与表面处理研究工作．镁合金具有比强度高，导热导电性好，阻尼减振性好，铸造性能、切割加工性能优良，抗冲击能力好等优点，同时具有无磁性及电磁屏蔽特性。
镁合金的这些优势使其广泛应用于汽车工业、航空航天、军事工业、化工、电子工业、能源工业、生物医学等方面[1]。
但镁的标准电极电位低、电负性强，因而其化学性质非常活泼。
固态镁在潮湿空气中很容易氧化，虽然可以生成氧化膜但比较薄且疏松，易溶于水，所以氧化膜不能保护镁合金在使用的过程中不受到介质的腐蚀，从而导致镁及其合金在应用中受到很大程度的限制，并制约了镁合金的发展[2]。
同时，在实际应用过程中，比如汽车工业、航空航天等领域，不仅要求镁合金满足耐磨性好、光洁美观等需求，还要具有良好的耐蚀性。
因此如何提高镁合金的耐蚀性成为其发展前景中的关键问题[3-4]。
化学镀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。
而化学镀镍是化学镀中应用最为广泛的一种方法，因其镀镍层具有优良的均匀性、硬度、耐磨和耐蚀性等综合物理化学性能，该项技术已广泛应用于电子、航空、航天、机械、精密仪器、日用五金、电器和化学工业中。
第37卷 第6期 2008年12月 表面技术 Vo.l 37 N o .6 D ec .2008 S URF ACE TEC HNOLOGY81低温、高速、高稳定性化学镀镍研究进展张勇,安振涛,闫军,谢俊磊(军械工程学院,河北石家庄050003)[摘 要] N -i P 非晶态合金镀层作为一种功能镀层,具有优良的电磁屏蔽、静电防护性能以及优良的物理化学性能。
以往研究较多的是在酸性镀液中进行的化学镀沉积N -i P 非晶态合金镀层,温度一般较高,使化学镀的应用受到了限制,尤其是对塑料等非金属材料的表面金属化。
因此,低温、高速化学镀越来越受到科研工作者的重视。
同时,镀液的稳定性是化学镀能否顺利施镀以及降低化学镀成本的重要因素。
鉴于此,在对国内外低温、高沉积速度化学镀镍及镀液稳定性方面的研究进行总结的基础上,展望了化学镀镍研究领域的发展方向。
[关键词] 化学镀镍;非晶态合金;低温;高速;镀液稳定性;电磁屏蔽[中图分类号]TQ 153.1[文献标识码]A[文章编号]1001-3660(2008)06-0081-03The Progress of Study on L o w -te mperature ,H i gh -speed and H i gh Stability Che m ical Plati ngZ HANG Yong,AN Zheng-tao,Y AN Jun ,XI E Jun -le i (O rdnance Eng i n eering College ,Shijiazhuang 050003,China)[A bstract] N -i P a m orphous all o y cladd i n g possesses the fi n e electr o m agnetis m and stati c electric ity protective perfor m ance as a k i n d o f functi o n cladd i n g m ateria,l as w e ll as the fi n e physical che m istry functi o n .Currentl y ,m any study adopts t h e aci d ic p lati n g so lution ,t h e te m perature is upper ,so t h e app lication of che m ical p lati n g is li m ited ,espe -c ially che m ica l plati n g on the surface of p lastic .So ,che m ical plati n g under the conditi o n o f lo w te mperature and h i g h speed is regarded by investi g ato r ;si m u ltaneously ,the stab ility of plati n g so luti o n is i m po rtant factor thatw hether che m -i cal plating can successf u l or no ,t and reduce the cost of che m ical p l a ti n g .The research of che m i c al p lati n g n ickel in l o wte m perature and high speed and p lati n g so l u tion stab ility w as summ arized ,and the developm en t d irecti o n of che m ical plati n g nickelw as v ie w ed[K ey words] Che m i c al p l a ti n g n icke;l Am orphous a lloy ;Low -te m perature ;H igh -speed;Plating solution stabil-i ty ;E lectro m agnetic sh ield[收稿日期]2008-07-21[作者简介]张勇(1975-),男,河北衡水人,在读博士,主要从事装备运用环境与防护研究。
0 引 言一般来说,根据不同的应用目标,采用不同的化学镀镍工艺是很重要的,同时也不可能用同一种类型的镀液去解决各种问题。
化学镀N -i P 工艺,按镀液p H 值可分为酸性和碱性两大体系:1)碱性化学镀镍,p H 值8~9,操作温度为3~45 ,主要用于非金属材料的金属化,如塑料电镀、泡沫镍生产;2)酸性化学镀镍,p H 值3~5,应用最为广泛,酸性化学镀镍按磷含量又可分为高磷、中磷、低磷3大类。
酸性化学镀液工艺已经较为成熟,而通过碱性镀液制备N -i P 镀层的工艺还不是十分稳定。
一般化学镀液的主要成分是N i SO 4(或N i C l 2)和N a H 2PO 2 H 2O (次亚磷酸钠)。
据文献报道,在碱性镀液中反应生成的是低磷镀层,具有磁性,适合用于吸波材料,而在酸性镀液中反应得到的是高磷非磁性镀层[1-2]。
文献中提及的大多为酸性镀液,这是由于酸性镀液较碱性镀液稳定,易维护,所获镀层性能好。
但酸性镀液一般在高温(70~90 )下操作[3-4],化学镀才能进行,能量消耗大,操作不方便,加热元件由于局部温度高,容易产生自分解而析出镍离子,降低了溶液的稳定性。
另一方面,高温镀液对于某些非金属表面的金属化会产生不利因素,使其变形和改性[3,5]。
这就限制了其在塑料金属化上的应用。
因此,低温化学镀镍工艺的研究是化学镀镍研究的重要方向之一,也是一个备受重视的课题。
1 低温、高速化学镀工艺研究1.1 化学添加剂的优选要实现低温化学镀镍,就要降低镀液中镍离子的还原活化能,传统方法主要是通过选择合适的络合剂来实现。
饶厚曾等[6]经过试验得出结论,以乳酸盐为络合剂的低温碱性化学镀镍工艺,溶液温度低、稳定性好,镀层光亮细致,适于低熔点易变形的塑料和其他非金属材料的金属化。
通过试验,笔者推荐如张勇等 低温、高速、高稳定性化学镀镍研究进展82下工艺配方:硫酸镍 30~40g /L 次亚磷酸钠30~40g /L 乳酸钠20~35g /L 三乙醇胺5~15mL /L 氯化铵10~20g /L p H 值8.5~9.5温度20~40刘长久、李文科等[7]以柠檬酸钠为络合剂,研究了在低碳钢片和黄铜基体上的低温化学镀N -i Cu -P 三元合金工艺。
研究发现:在化学镀N -i Cu -P 镀液中添加三乙醇胺辅助络合剂,增加了镀液的稳定性,并明显降低了化学镀N -i Cu -P 合金的施镀温度,施镀可以在40~70 间进行。
郭贤烙、肖鑫等[8]通过对络合剂、稳定剂、光亮剂的筛选,开发了一种低温酸性化学镀镍工艺。
该工艺施镀温度在70 左右,镀速达8~10 m /h ,镀层光亮,镀液稳定性好,成本较低。
但镀液仍为酸性,从施镀温度上来看,还是明显高于碱性镀液。
葛圣松、孙宏飞等[9]提出了在碱性条件下,以甲醛为还原剂,酒石酸钾钠和EDTA 为络合剂,硝酸铅和碘化钾为稳定剂的适宜于ABS 塑料表面化学镀铜的工艺条件。
在该条件下施镀,镀速快,可镀厚铜,镀层光亮,镀液稳定,且由于施镀温度较低,有利于在塑料表面施镀。
但值得注意的是,稳定剂虽然对镀液稳定性、镀速等都有重大影响,但是在使用时必须严格控制添加量,一旦不慎就会产生毒化镀液或使自催化反应停止的危险,添加量不足又常常起不到稳定镀液的作用。
因此,镀液稳定剂的使用应格外谨慎[10]。
加速剂的使用对于提高低温化学镀镍的镀速来说也是至关重要的,常用的加速剂主要分为有机添加剂和无机添加剂。
有机添加剂包括琥珀酸、脂肪酸[11]及巯基乙酸[12]等,其作用机理为加速剂与络合剂一起形成有利于电子导通的混合配体混合物。
例如,加入稳定常数较小的第二络合剂(如同元的羧酸和羟基羧酸)组成混合配体,可以改变溶液中镍离子的螯合结构和离子活度,加快反应速率[13]。
混合配体法也可提高镀层含磷量、致密度和成分均匀性,提高镀层抗中性盐雾的性能。
无机添加剂最常见的是N aF,其作用机理是由于F -半径小、电负性大,通过它在催化金属表面吸附,并与同时吸附在金属表面上的H 2PO -2相互作用,加速了H 2PO -2中P H 键的断裂,使氢在催化表面上更容易移动和吸附,从而加速了H 2PO -2的氧化,使混合电位负移,加速了化学镀层的沉积速度。
李健三、李异等[14]在化学镀镍液中加入一种无机添加剂作为加速剂,在施镀温度40~60 ,p H 值8~9时,镀速为25 m /h 。
研究结果表明,镀液中加入适量的稀土也能大大提高镀液的稳定性和沉积速度,而且镀层中不含稀土元素。
厦门大学的汤皎宁[15]等就稀土元素对化学镀镍的影响进行了相关研究。
陈一胜、张乐观等[16]就4种稀土元素(La 、Eu 、N d 、Y )对化学镀沉积速度和镀液稳定性的影响进行了评价。
从化学镀镍的化学反应机理可知[17],镍离子被还原时需要次亚磷酸根被氧化所提供的电子,只要加入能提供空轨道运送自由电子的化合物,就可以大大提高氧化还原沉积反应的速率。
由于稀土元素是较强的内吸附元素,它在催化金属表面的吸附可降低系统的能量,使镍生核和还原的速度加快,并与同时吸附在金属表面上的H 2PO -2相互作用,加速了H 2PO -2中P H 键的断裂。
我国稀土资源极为丰富,不仅储量大、分布广,而且类型多、矿种全,因此,进一步开发研究稀土在化学镀中的应用将具有重要意义。
低温化学镀镍一般要求在碱性条件下进行,其基础镀液与高温化学镀镍大致相同,但由于温度的降低,根据A rrhen i us 方程,镍的沉积速度将大为降低。
同时,在碱性环境下,N i 2+极易与OH -形成溶度积较小的N i(OH )2沉淀,因此对于碱性环境下的低温化学镀镍来说,对络合剂等化学试剂的选择相对高温化学镀镍而言更为严格。
这些构成了低温化学镀镍液的特点。
1.2 其他手段随着科研工作者对化学镀镍机理研究的不断深入,低温条件下提高化学镀镍反应速度的研究有了许多新的突破,其中以外部能量输入的方法最为突出,这其中主要包括超声波、脉冲技术在化学镀镍中的应用。
近年来,许多科研工作者对超声波化学镀镍技术进行了研究,发现将超声波应用于化学镀镍不仅能降低工作温度,而且能提高镀层性能。
