镍阳极的含硫量到底多少为好
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普通镀镍(暗镍)普通镀镍又称暗镍,是最基本的镀镍工艺。
在镀暗镍的基础上,先后开发了半光亮镍、光亮镍、双层镍、三层镍、黑镍、缎面镍,等等。
由于镍是铁族金属之一,所以其镀液在电镀过程中具有较大的阴极极化和阳极极化作用,在不加络合剂的镀液中,就能镀得结晶细小而致密的镀镍层。
根据镀液的性能和用途,普通镀镍液可以分为低浓度的预镀液、普通镀液、瓦特液和滚镀液等。
预镀液:经预镀后可保证镀层与铜铁基体和随后的镀铜层结合力良好。
普通液:该镀液的导电性好,可在较低温度下电镀、节省能源、使用比较方便。
瓦特液:具有较快的沉积速度,成分简单,操作控制比较方便。
滚镀液:满足小零件的电镀,但镀液必须要有良好的导电性和覆盖能力。
一、工艺规范(见表3—4—3)表3—4—3 几种普通镀镍镀液的工艺规范各种因素对用瓦特镀镍液获得的镀镍层的力学性能的影响,列于表3—4—4。
表3—4—4 各种因素对瓦特镀镍层力学性能的影响二、镀液配制方法(以瓦特液为例)根据容积计算好所需要的化学药品,分别用热水溶解,混合在一个容器中,加蒸馏水稀释到所需体积,静置澄清,用虹吸法或过滤法把镀液引入镀槽,再加入已经溶解的十二烷基硫酸钠溶液或其他类型湿润剂,搅拌均匀,取样分析,经调整试镀合格后,即可生产。
三、镀液成分和工艺规范的影响1.镍盐硫酸镍和氯化镍是供给镍离子的盐。
虽然氯化镍溶液的导电性和覆盖能力较好,但因氯离子太多,镀层的内应力较大,成本也较高,因此当前普遍采用硫酸镍。
工业用的硫酸镍有六水与七水两种结晶水规格,前者含镍22.3%,后者含镍20.9%,在国内,大都是含七份结晶水的硫酸镍。
硫酸镍的含量范围较大,大致在100g/L~350g/L之间。
低浓度的镀液其覆盖能力较好,镀层的结晶较细致,容易抛光,但是阴极电流效率较低,允许的阴极电流密度范围的上限值较小。
含量在300g/L左右的高浓度的镀液,镀层色泽均匀,允许采用较高的电流密度,沉积速度快。
2.阳极活化剂为了使阳极正常溶解,不断补充电镀时所消耗的镍量,在镀镍溶液中必须加入阳极活化剂,常用的是氯化钠或氯化镍。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟硫化镍阳极电解精炼的电极反应1、阳极熔解反应硫化镍阳极主要组成为Ni3S2 及部分Cu2S,FeS 等硫化物,其化学组成约为Ni﹥40%,Cu﹥25%,S19~23%。
在电解阳极发生如下的溶解反应:Ni3S2-2e=Ni2++2NiS (1)NiS-2e=Ni2++S(2)Ni3S2-6e=3Ni2++2S (3)上述溶解反应(3)可由反应(1)+2×(2)得到。
反应(3)阳极溶解反应平衡电位为:¢=0.104+0.030lgaNi2+ Cu,Fe 等杂质也发生溶解:Cu2S-4e=2Cu2++S(4)FeS-2e=Fe2++S (5)硫化镍阳极溶解时,因控制的电位比较高,S2-已氧化成为单体硫,可进一步氧化成为硫酸:Ni3S2+8H2O- 18e=3Ni2++2SO42-+16H+(6)同时,也可能发生反应:H2O-2e=1/2O2+2H (7)(6)、(7)两个式子是电解造酸反应,因此,电解时阳极液的pH 值会逐渐降低。
在电解生产过程中取出的阳极液,其pH 值在1.8~2.0 左右,所以在返回作为阴极液时,除了要脱除溶液中的杂质外,还需要调整酸度。
造酸反应所消耗的电流约为5%~7%,使阳极电流效率低于阴极电流效率。
这是造成硫化镍直接电解中,阴、阳极液中Ni2+不平衡的原因之一。
2、镍还原的阴极反应当镍电解精炼采用硫酸盐-氯化物混合体系时,溶液呈弱酸性,pH=4~5。
当控制阴极电位一定时,主要为Ni2+在阴极还原,即Ni2++2e=Ni 如前所述,氢在镍电极上析出的超电压较低,不能致使镍和氢的析出电位相差较小。
因此,在电解过程中,溶液中的氢离子可能在阴极上析出:2H++2e=H2 在生条件下,氢析出的电流一般占电流消耗的0.5%~1.0%,同时,镍能吸收氢而影响产品的质量。
因此,为了保证镍电解精炼的经济技术指标和产品质量,防止和减少氢的析出是很重要的。
高质量,高性能的多层镍原理、生产技巧、与常见不良解决方案体系通常由半光亮镍、高硫镍、光亮镍组成,常用于要求高耐蚀性的物品,如摩托车、汽车、家电、灯具、运动器械、水暖卫浴等。
可以说这种工艺克服了国际各工业产品(汽车,摩托车、家电、灯具、水暖器材等等)的电镀质量危机!一,首先我们来谈谈为什么要电镀多层镍?1)普通的铜镍铬体系相对于电镀产品基体来说是阴极性镀层,对基体起机械保护作用,一旦镀层出现腐蚀缝隙,腐蚀就会在基体上加速进行。
为了提高耐蚀性,只能加厚镀层(镀铜层最少要15微米以上,这样成本是昂贵的),减少孔隙率。
2)而多层镍体系则不同,如双层镍体系,即由半光亮镍及光亮镀层组成,前者含S 量低(通常为0. 003 %~0. 005 %) ,后者含S 量高(通常为0.04 %~0. 08 %) 。
含S 量高的光亮镍层电位较负,镀层在腐蚀介质中形成腐蚀电池时,由于两层镍间存在足够的电位差(一般在125 mV 以上) ,相对于半光亮镍,腐蚀作用优先在光亮镍层上进行,延缓了腐蚀作用向整个镀层的穿透速度,从而达到缓蚀的目的。
3)三层镍体系是在双层镍中夹一层含硫量为0. 1 %~0. 3 %、厚度为0. 25~1. 00 mm的高硫镍层,由于高硫镍层的电位最负,当镍层发生腐蚀时,它比光亮镍更为阳极化,最先受到腐蚀。
腐蚀过程在高硫镍层中横向进行,直至全被腐蚀,但支撑在腐蚀坑上的光亮镍层仍起阳极保护作用,使半光亮镍不被腐蚀,因而发挥了比双层镍更为优越的抗蚀性能。
二,镀多层镍的添加剂选用多层镍能提高镀层的耐蚀性,起主要作用的是多层镍添加剂。
所以,选择质量优良的添加剂非常重要,而添加剂的质量是由中间体的质量所决定的。
1) 半光亮镍添加剂半光亮镍添加剂的特点是含硫量低或不含硫,有良好的柔软性及延展性,从而保证了与光亮镍层的结合力。
可选作半光亮镍添加剂的主要原料有:BMP(丁炔二醇丙氧基化合物) 、BEO(丁炔二醇乙氧基化合物) 、HD(2 ,52己炔二醇) 等,它们在半光亮镍添加剂中起光亮、整平作用。
镍精矿标准
镍精矿是从镍矿石中提取出来的含有较高纯度的镍的矿物。
不同国家和地区可能有不同的镍精矿标准,以下是一些常见的标准:
1. 镍含量:通常要求镍精矿中的镍含量在 5%至 20%之间。
2. 杂质含量:镍精矿中可能含有其他杂质,如铜、钴、铁、硫等。
这些杂质的含量通常需要控制在一定范围内。
3. 水分含量:水分含量也是一个重要的指标,通常要求水分含量不超过 10%。
4. 粒度分布:镍精矿的粒度分布也需要符合一定的要求,以确保后续加工工艺的顺利进行。
这些标准可能因不同的生产工艺和用途而有所不同。
在实际生产中,需要根据具体情况选择合适的标准,并严格按照标准进行生产和检验。
ni的镀层腐蚀电位
Ni的镀层腐蚀电位指的是Ni镀层在腐蚀环境中的电极电位。
在腐蚀过程中,金属的电极电位越负,其腐蚀速率就越快。
镀层中的硫含量会影响镍镀层的腐蚀电位。
含硫量越高,镍镀层的电位就越负,离子化倾向越大,腐蚀速率也会相应增加。
不同镀镍溶液中得到的镍镀层,其含硫量也有所差异,例如全氯化物溶液中的含硫量为0%,瓦特溶液中为0.001%-0.002%,半光亮镍溶液中为0.005%,光亮镍溶液中为0.03%,而高硫镍溶液中则为0.1%-0.2%。
腐蚀电位还会受到其他因素的影响,如镀层的厚度、成分、结构以及所处的腐蚀环境等。
因此,在评估镀层的腐蚀电位时,需要综合考虑多种因素。
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镍2火法冶炼 包括焙烧、熔炼、吹炼三个工序:①焙烧。
使精矿中的部分硫化铁氧化为氧化铁,放出大量热,基本上是自热过程,可用多膛焙烧炉、直线型烧结机、回转窑或流态化焙烧炉(沸腾炉)。
中国金川冶炼厂采用回转窑,直径 3.6米,长52米,每座窑日处理精矿500吨。
②熔炼。
将焙烧矿和熔剂加热熔化,使焙烧矿中的氧化铁和石英熔剂造渣除去,并脱除部分其他杂质。
焙烧矿中的二硫化三镍 (Ni 3S 2)、硫化亚铜(Cu 2S )和硫化亚铁(FeS )结成低冰镍,贵金属也进入其中。
传统熔炼设备有鼓风炉、反射炉,在电价低廉地区或熔炼难熔炉料时也可用电炉(图2)。
中国金川冶炼厂采用 16500千伏安电炉。
新建工厂常采用闪速炉。
闪速熔炼可将焙烧和熔炼合为一个过程。
但炉渣含镍较高,需要用电炉贫化,以降低渣的含镍量。
③吹炼。
把空气鼓入熔融的低冰镍,使其中的硫化亚铁氧化成氧化亚铁与加入的石英石(SiO 2)造渣除去,产出由二硫化三镍和硫化亚铜组成的高冰镍。
其主要成分为镍和铜70~75%,硫20~25%。
根据吹炼制度的不同,铁含量为0.5~3%,如铁含量降得更低,低冰镍中的钴大部分进入转炉渣。
镀镍旳技术简介一. 镀镍旳定义:通过电解或化学措施在金属或某些非金属上镀上一层镍旳措施,称为镀镍。
镀镍分电镀镍和化学镀镍。
电镀镍是在由镍盐(称主盐)、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂构成旳电解液中,阳极用金属镍,阴极为镀件,通以直流电,在阴极(镀件)上沉积上一层均匀、致密旳镍镀层。
从加有光亮剂旳镀液中获得旳是亮镍,而在没有加入光亮剂旳电解液中获得旳是暗镍。
化学镀镍是在加有金属盐和还原剂等旳溶液中,通过自催化反映在材料表面上获得镀镍层旳措施。
二. 电镀镍旳特点、性能、用途:1. 电镀镍层在空气中旳稳定性很高,由于金属镍具有很强旳钝化能力,在表面能迅速生成一层极薄旳钝化膜,能抵御大气、碱和某些酸旳腐蚀。
2. 电镀镍结晶极其细小,并且具有优良旳抛光性能。
经抛光旳镍镀层可得到镜面般旳光泽外表,同步在大气中可长期保持其光泽。
因此,电镀层常用于装饰。
3. 镍镀层旳硬度比较高,可以提高制品表面旳耐磨性,在印刷工业中常用镀镍层来提高铅表面旳硬度。
4. 由于金属镍具有较高旳化学稳定性,有些化工设备也常用较厚旳镇镀层,以避免被介质腐蚀。
镀镍层还广泛旳应用在功能性方面,如修复被磨损、被腐蚀旳零件,采用刷镀技术进行局部电镀。
采用电铸工艺,用来制造印刷行业旳电铸版、唱片模以及其他模具。
厚旳镀镍层具有良好旳耐磨性,可作为耐磨镀层。
特别是近几年来发展了复合电镀,可沉积出夹有耐磨微粒旳复合镍镀层,其硬度和耐磨性比镀镍层更高。
5. 自润滑性,可用作为润滑镀层。
黑镍镀层作为光学仪器旳镀覆或装饰镀覆层亦均有着广泛旳应用。
6. 镀镍旳应用面很广,可作为防护装饰性镀层,在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上,保护基体材料不受腐蚀或起光亮装饰作用;也常作为其她镀层旳中间镀层,在其上再镀一薄层铬,或镀一层仿金层,其抗蚀性更好,外观更美。
在功能性应用方面,在特殊行业旳零件上镀镍约1~3mm厚,可达到修复目旳。
7. 在电镀中,由于电镀镍具有诸多优秀性能,其加工量仅次于电镀锌而居第二位,其消耗量占到镍总产量旳10%左右。
硫化镍矿成分硫化镍矿是一种重要的镍矿石,广泛应用于冶金、化工、电子等领域。
它的成分主要包括镍、硫和少量的其他元素。
下面将详细介绍硫化镍矿的成分及其特点。
首先,硫化镍矿的主要成分是镍和硫。
镍是一种重要的金属元素,具有良好的导电性和耐腐蚀性,在电子、航空航天等领域有广泛的应用。
而硫是一种非金属元素,具有较高的熔点和沸点,可以与镍形成稳定的硫化物。
硫化镍矿中的镍和硫的含量通常在20%至40%之间,具体含量会因矿石来源而有所不同。
除了镍和硫,硫化镍矿中还含有少量的其他元素。
这些元素包括铜、铁、钴、银等。
其中,铜和铁是常见的伴生元素,它们与镍形成合金可以提高合金的强度和耐腐蚀性。
钴是一种重要的过渡金属元素,与镍形成的合金可以用于制造高温合金和磁性材料。
银是一种贵金属元素,虽然在硫化镍矿中的含量较少,但在提取过程中可以回收利用。
硫化镍矿的特点主要体现在以下几个方面。
首先,硫化镍矿具有较高的镍含量,可以作为重要的镍资源进行开发利用。
其次,硫化镍矿中的硫元素可以与镍形成稳定的硫化物,使得镍资源得以有效固定,减少了对环境的污染。
再次,硫化镍矿中含有少量的其他元素,可以通过提取和回收利用来获取更多的资源价值。
最后,硫化镍矿具有较高的熔点和沸点,可以在高温条件下进行冶炼和提取,适用于各种冶金工艺。
总之,硫化镍矿是一种重要的镍矿石,其成分主要包括镍、硫和少量的其他元素。
它具有较高的镍含量、稳定的硫化物结构以及其他元素的综合利用价值。
在未来的发展中,我们需要进一步研究和开发硫化镍矿资源,提高其开采和利用效率,以满足不断增长的需求。
多层镀镍工艺及相关配方王宗雄;彭海泉;王超;陈卓【摘要】阐述了多层镍的防腐原理及工艺管理要求,介绍了半光亮镍、高硫镍和光亮镍的添加剂配方.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2015(034)016【总页数】13页(P940-952)【关键词】多层镍;电镀;添加剂;光亮剂;中间体;配方;故障【作者】王宗雄;彭海泉;王超;陈卓【作者单位】宁波市电镀行业协会,浙江宁波315199;扬州市攸碧晟贸易有限公司,江苏扬州225000;宁波市电镀行业协会,浙江宁波315199;宁波三禾电镀技术研究所,浙江宁波315021【正文语种】中文【中图分类】TQ153.12First-author’s address:Ningbo Electroplating Industry Association, Ningbo 315199, China镍具有良好的机械性和韧性,能抵抗大气腐蚀,而镍镀层具有良好的物理性能和化学性能,所以用途很广,其加工量仅次于镀锌工艺而位居第二位。
多层镍组合镀层不仅有机械保护作用,而且有电化学保护功能。
目前,多层镍已在汽车、摩托车等配件及铝合金零件上广泛应用,满足了各类高档产品的耐腐蚀性需求。
笔者将谈谈多年来在镀镍添加剂研发、使用过程中的一些体会,同时列举一些实用性较强的添加剂配方,与业内朋友交流。
多层镀镍通常指双层镍(半光亮镍+光亮镍)、三层镍(半光亮镍+高硫镍+光亮镍、半光亮镍+光亮镍+镍封)或四层镍(半光亮镍+高硫镍+光亮镍+镍封)。
厂家可根据耐蚀性要求来选择不同的多层镍组合工艺。
一般来讲,当两种相接触的金属处于同一电解液时就构成了腐蚀电池,电位较负的金属发生氧化反应并被腐蚀,属于阳极,电位较正的金属发生还原反应而不被腐蚀,属于阴极。
所谓牺牲阳极、保护阴极,就是这个道理。
单层的电镀镍层(含硫量在0.04% ~ 0.08%)对产品的防腐蚀效果最差,基体作为阳极腐蚀而优先溶解,在镀层的缺陷处开始呈半球针孔状腐蚀,并迅速垂直穿透镍层而到达基体,如图1所示。
镍阳极的含硫量到底多少为好?
0 前言
普遍采用电解镍作为镀镍用阳极材料,但是镍阳极很容易钝化,应该采用含硫镍。
1 市场上销售的含硫镍产品
二十世纪60年代中期加拿大INCO公司就在国际市场上投放了这种镍,1984年江苏省武进阳极材料厂和长春市第一汽车制造厂工艺研究所开始研究,于1985年8月小批量生产。
佛山市南海新英华五金矿产化工有限公司在市场销售的含硫镍饼(冠/珠)含硫0.015%~0.023%,是挪威、加拿大生产;加拿大InCO公司的InCO圆镍饼含硫0.02%;Falcanbridge 镍冠也含硫0.02% 。
2 文献中的含硫镍论述
(1)一般来说含硫的质量分数在0.01%~0.04%为最佳。
文献[1]的研究认为,当镍中含有0.02%~0.04%的硫以后,活性较高。
低于或高于这个范围时,则活性下降。
(2)《电镀与精饰》2010年第8期P8介绍:含硫镍阳极是在熔融电解镍中加入0.01%~0.15%硫制成……文献[2]P336文献[3]P320也认为,镍阳极应该含有0.01%~0.15%的硫。
(3)文献[4]P167-168介绍,采用纯度很高的电解镍阳极,电镀时很易钝化,含0.01%~0.015%的硫元素的镍阳极,溶解性好,活性强,可在大电流密度条件下操作。
3 结束语
可见,不同文献对含硫量问题的论述是混乱的,可能0.01%~0.15%这个数据不正确,结合含硫镍实际产品,应该是含硫的质量分数在0.01%~0.04%范围。
[参考文献]
1 翟秀静,李冰,高广瑞等。
含硫活性镍的研究[J].有色矿业,1998(4):31~33.
2 丁桢祥,张允诚,杨信仰,郑瑞庭,实用装饰性镀层与涂层[M].北京:化学工业出版
社,2006:336.
3 张允诚,胡如南,向荣,电镀手册(上册)[M].北京:国防工业出版社,1997:320.
4 李鸿章,张绍恭,张炳乾,宋子玉等,实用电镀工艺[M]。
北京:国防工业出版社。
1990年:167~168,214.
5 镍阳极材料的选用[J].电镀与精饰,2010,32(8):8.。