(待分)镀镍技术
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镀镍技术简介
镀镍技术是一种将镍层沉积在另一种金属表面上的过程,常用于改善金属表面的防腐性、装饰性和机械性能。
镀镍技术通常分为电解镀镍、热浸镀镍和化学镀镍三种。
电解镀镍是最常见的一种技术,其基本原理是将镍盐水溶液作为电解液,在适当的电场作用下,将溶液中的镍离子还原到金属表面上,形成一层均匀的镍层。
热浸镀镍是在高温条件下将金属材料浸入含有镍盐的熔融盐中,通过化学反应将镍沉积在金属表面上。
化学镀镍是通过化学反应,在金属表面形成一层含有镍的化合物膜,常用于高精度电子器件的表面保护。
镀镍技术被广泛应用于汽车、航空航天、军工等领域,是一项技术含量较高的先进制造技术。
镀镍制程技术一.无电镀镍的作用:便于焊接二.化学镀镍的优点:1.不需外加直流电源设备2.可在非金属,半导体等各种不同基材上镀覆3.镀层厚度分布均匀三.无电镀镍的原理:1.活化中心的氧化还原反应通过对不具有催化表面的工件(芯片)的特殊预处理—清洗,活化,使其表面具有催化作用后,在工件(芯片)表面发生氧化还原反应【Ni被次亚磷酸钠还原成金属Ni-P合金而沉积在工件(芯片)表面】活用的活化剂(钯、镍、金盐)。
2.烧渗(烧结)金属离子在高温下有向硅晶体内部渗透扩散的特性3.二次镍与一次镍的结合,提高抗拉力用硝酸洗去氧化镍后,芯片的表层镶嵌的镍磷合金就是催化剂,使得氧化还原反应在一次镍表面进行,一次镍与二次镍结合起来四.影响化学镀镍的因素:1.活化前处理:及歼留的玻璃层;B浸泡1:10的HF,除去残留电桨蚀刻除去表层的SiO2.露出新鲜的硅层,便于硅层与活化剂作用形成活化中心,促进氧的SiO2化还原反应的进行电桨蚀刻不凈,浸泡1:10的HF时间不足,导致氧化层,玻璃层除去不撤底,最终导致芯片表面镀不上镍,或者影响镍层在芯片表面的附着,导致一次镍与芯片之间的Peeling2.活化处理:A.活化剂的不同极其严重的影响一次镍的质量氯化钯氯化金实验试作结果:采用氯化钯+氯化金活化更能提高镀镍效果氰金化钾B.活化时间:活化时间过短:活化不足,镀镍效果不佳过长:a浪费物料;b增加活化后冲洗的难度C.活化后清洗:活化后之芯片必须漂洗干凈,以免活化剂带入镀镍液中,造成镀镍液自然发生氧化还原反应而失效3.PH值:碱性镀镍PH:8-9A . PH值过低,反应慢,沉积速度低B.PH值过高,溶液会反应剧烈,呈沸腾状,出现深灰色镍粉(溶液自然分解的象征)操作中可以添加氨水来补充蒸发了的氨和中和沉积反应时产生的酸4.温度:温度对沉积速度影响很大,温度俞高,沉淀速度俞快,当温度低于700C 反应已不进行,当温度高于950C时,将大大降低溶液的稳定性,特别是加热不均匀,PH值偏高时,很容易的自然分解5.镀镍的时间:时间过长,沉积的镍层过厚,在烧结时会导镍层致脱落,镀镍失败时间过短,沉积的镍层过薄,烧结渗入芯片中的镍层不足,不会与二次镍足够的接合在一起,导致抗拉力不足。
化学镀镍技术条件1. 镀镍层厚度:0.050mm±0.005,材料:化学镀镍区域材料为低合金钢。
2. 工艺流程:(1)应力消除(如有必要)(2)除油(3)掩蔽(见图纸要求)(4)吹砂处理(建议做,对最终的镀层质量影响较大)(6)电解净化(如有必要)(7)表面活化(8)镀镍(供应商应该提供镀镍工艺,以及槽液成分,并获得批准)(9)除氢:要提高镀层的附着力并将氢排空,应在喷镀后四小时内按照下列条件进行:钢:180-200°C,2小时,空冷(10)热处理(如有必要)若在喷镀后四小时内实施了热处理,则不要求进行脱氢10.1 时效处理(硬度最大化)钢:390-410°C,4小时,空冷10.2 扩散(与基材冶金结合)钢:温度高于550°C,保温时间大于2小时,真空处理,空气冷却如果为调质钢,扩散温度应至少为30°C,低于钢的回火温度。
备注:如果厂家化学镀镍后的镀层性能满足性能测试实验(见3条),化学镀镍的工序和槽液允许按厂家的具体条件进行调整,红色字体部分不强制做。
3.首件质检(FPQ)3.1 目视检查在100%的镀层表面上进行。
喷镀表面应光滑、连续、均匀,无结疤、砂眼、剥落部位和任何其它不利于其使用的缺陷。
斑点类的缺陷在最差部位被镀面积5个/dm2内,可以接受。
允许使用食道镜检查内腔。
预先存在的基材不规则造成的镀镍缺陷不能成为镀镍不合格的缘由。
3.2气孔检验对于目视检查出的缺陷影响部位,使用下列方法进行气孔检验:钢铁锈法(ASTM B 733 § 9.6.1)铝合金茜素(ASTM B 733 § 9.6.4)不允许存在贯穿镀层的气孔。
3.3 表面光洁度镀层表面光洁度应符合工件图纸的要求。
3.4 厚度镀层厚度应符合工件图纸的要求。
供应商应对工件及试样的厚度进行测量和确认,并将方法提交给公司待批准。
如果使用磁法涡流,则应在脱氢前测量。
由于该方法会受到镀层中磷含量的影响,因此还有必要预先设定试样上的测量装置,试样上的镀层厚度使用破坏性方法确定(即按照要求进行显微检查)。
电镀镍工艺流程图电镀镍工艺流程图电镀镍是一种将镍金属沉积在金属或非金属基体上的表面处理方法,常用于提高材料的耐腐蚀性、耐磨性和美观性。
下面是一种常见的电镀镍工艺流程图。
1. 表面处理:首先,将待镀件进行表面处理。
这一步包括清洗、除油和除锈等工序。
清洗过程可以使用碱性清洗液或有机溶剂来去除杂质和油脂。
除锈则需要使用酸性清洗液,以去除表面的氧化层。
2. 镀前处理:在进行镀前处理之前,需要彻底清洗待镀件,以确保表面干净无杂质。
镀前处理的目的是为了提高镀层的附着力。
这一步可以使用活化剂、活性剂或特定的湿润剂来处理。
3. 镀液配制:根据需要,制备相应的镀液。
一般镀液的主要组成成分包括:硫酸镍、硫酸、硼酸、氯化物和添加剂等。
不同的配方可以获得不同功能镀层,如亮镍、半亮镍等。
4. 镀液调制:将配制好的镀液倒入电镀槽中,调整温度和pH 值。
温度的调节通常在50-60℃之间,pH值的调节则视具体的镀液配方来决定。
5. 镀层形成:将待镀件悬挂在镀液中,使其成为阴极。
通过对镀液通入直流电流,并调整电流密度,镀液中的金属离子将被还原为金属沉积在待镀件的表面上,形成一个坚固的金属镀层。
在此过程中,还可以应用一些特定的电化学技术,如脉冲电流、阳极活化等,以获得更理想的镀层。
6. 后处理:镀层形成后,将待镀件从镀液中取出,进行洗涤、中和和干燥等后处理。
洗涤的目的是将镀液中的残留物质去除,中和则是为了中和待镀件表面的电荷,以避免漏电。
最后,通过烘干或空气吹干等手段,将待镀件彻底干燥。
7. 检验和质量控制:最后,对镀件进行检验。
主要包括对镀层厚度、均匀性和外观的评估。
通过使用镀层测厚仪、显微镜等设备,检查表面是否有均匀的镀层,并确保符合要求的厚度。
以上是一种常见的电镀镍工艺流程图。
根据不同的需求和具体条件,实际的镀镍工艺流程可能会有所不同。
在整个工艺过程中,严格控制各个环节的操作,确保质量稳定和镀层性能的达到要求,是关键所在。
化学镀镍综述化学镀镍,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.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。
化学镀层的物理性质与化学性质密度:镍的密度在20℃时为8。
91。
含磷量1%—4%时为8.5;含磷量7%-9%时为8。
1;含磷量10%-12%时为7.9。
工艺技术:化学镀镍详解一、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。
在电镀镍液中,除了一小部分氢是由NiSO4和H2PO3反应产生以外,大部分氢是由于两极通电时发生电极反应引起的水解而产生,在阳极反应中,伴随着大量氢的产生,阴极上的氢与金属Ni-P合金同时析出,形成(Ni-P)H,附着在沉积层中,由于阴极表面形成超数量的原子氢,一部分脱附生成H2,而来不及脱附的就留在镀层内,留在镀层内的一部分氢扩散到基体金属中,而另一部分氢在基体金属和镀层的缺陷处聚集形成氢气团,该气团有很高的压力,在压力作用下,缺陷处导致了裂纹,在应力作用下,形成断裂源,从而导致氢脆断裂。
氢不仅渗透到基体金属中,而且也渗透到镀层中,据报道,电镀镍要在400℃×18h或230℃×48h的热处理之后才能基本上除去镀层中的氢,所以电镀镍除氢是很困难的,而化学镀镍不需要除氢。
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,化学镀镍的经济效益是非常大的。
化学镀镍的原理
化学镀镍的原理是利用电化学反应将镍离子沉积在工件表面形成金属镍层。
具体过程如下:
1. 准备工件:将待镀工件作为阴极放入电解槽中,一般使用钢铁等金属作为工件。
2. 准备电解液:通常使用含有镍离子的化学溶液作为电解液,常用的镀镍溶液是含有硫酸镍的镍盐溶液。
3. 设定电源:将阳极连接到电源的正极,阴极连接到电源的负极,并通过电源施加一定的电压。
4. 开始镀镍:在电解槽中,镍盐分解产生镍离子(Ni2+)和氢离
子(H+)。
由于阴极连接到电源的负极,电压作用下,金属镍离子(Ni2+)会受到吸引而向工件表面迁移。
5. 镀镍反应:金属镍离子与工件表面的金属离子发生化学反应,还原成金属镍沉积在工件表面。
6. 形成镀层:随着反应的进行,金属镍离子持续沉积在工件表面,形成均匀的金属镍层。
镀层的厚度和均匀度可以通过调节电流密度、温度和镍盐浓度等参数进行控制。
通过以上的步骤,化学镀镍可以在工件表面形成一层均匀、致密、具有抗腐蚀性的金属镍层,提高金属工件的耐腐蚀性、硬度和外观质量。
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。
镀镍工艺技术镀镍工艺技术是一种常用的表面处理工艺,用于在金属表面镀上一层镍,以提高其抗腐蚀性能、增加硬度和提升光泽度。
下面就为大家简要介绍一下镀镍工艺技术。
镀镍工艺技术主要分为电镀和化学镀两种方法。
电镀是利用电解法,在金属表面通过电解沉积金属镍,成为目标金属表面的一层保护膜。
化学镀是利用化学法,在金属表面通过化学反应沉积金属镍。
首先,镀镍工艺技术的前期准备工作十分重要。
首先要对待镀物进行表面处理,如除锈、除油等,以保证镀层与基材粘附力强。
然后进行必要的装置调试工作。
其次,电镀和化学镀的具体工艺流程也有所不同。
电镀的工艺流程一般包括:装夹镀件,电解液的准备,电源的调整,镀电流的设置等。
工艺控制较为精细,需要根据具体情况调整电源参数和工艺参数,以保证镀层的质量和厚度。
化学镀的工艺流程一般包括:清洗、活化、预处理、沉积等。
在化学镀过程中,需要严格控制浓度、温度和时间等参数,以保证沉积速率和镀层的均匀性。
最后,对于镀层的检验和处理也是十分重要的。
镀层的检验一般包括厚度、硬度和光泽度等指标的测试。
常用的检测方法有直流电位法、发光扫描法和热电偶法等。
根据检测结果,可以对镀层进行调整和处理,以保证其质量和性能。
总的来说,镀镍工艺技术的每一个环节都需要严格控制和操作。
任何一个环节出现问题,都可能导致镀层质量下降,甚至无法达到要求。
因此,在进行镀镍工艺技术时,需要先对工艺流程和工艺参数进行严密的调研和试验,以便实现最佳的效果。
同时,也需要时刻关注市场上的新材料和新技术的发展,不断进行创新和改进,以提高工艺技术的成熟度和竞争力。
电镀镍工艺1、作用与特性PCB(是英文Printed Circuie Board印制线路板的简称)上用镀镍来作为贵金属和贱金属的衬底镀层,对某些单面印制板,也常用作面层。
对于重负荷磨损的一些表面,如开关触点、触片或插头金,用镍来作为金的衬底镀层,可大大提高耐磨性。
当用来作为阻挡层时,镍能有效地防止铜和其它金属之间的扩散。
哑镍/金组合镀层常常用来作为抗蚀刻的金属镀层,而且能适应热压焊与钎焊的要求,唯读只有镍能够作为含氨类蚀刻剂的抗蚀镀层,而不需热压焊又要求镀层光亮的PCB,通常采用光镍/金镀层。
镍镀层厚度一般不低于2.5微米,通常采用4-5微米。
PCB低应力镍的淀积层,通常是用改性型的瓦特镍镀液和具有降低应力作用的添加剂的一些氨基磺酸镍镀液来镀制。
我们常说的PCB镀镍有光镍和哑镍(也称低应力镍或半光亮镍),通常要求镀层均匀细致,孔隙率低,应力低,延展性好的特点。
2、氨基磺酸镍(氨镍)氨基磺酸镍广泛用来作为金属化孔电镀和印制插头接触片上的衬底镀层。
所获得的淀积层的内应力低、硬度高,且具有极为优越的延展性。
将一种去应力剂加入镀液中,所得到的镀层将稍有一点应力。
有多种不同配方的氨基磺酸盐镀液,典型的氨基磺酸镍镀液配方如下表。
由于镀层的应力低,所以获得广泛的应用,但氨基磺酸镍稳定性差,其成本相对高。
3、改性的瓦特镍(硫镍)改性瓦特镍配方,采用硫酸镍,连同加入溴化镍或氯化镍。
由于内应力的原因,所以大都选用溴化镍。
它可以生产出一个半光亮的、稍有一点内应力、延展性好的镀层;并且这种镀层为随后的电镀很容易活化,成本相对底。
4、镀液各组分的作用:主盐──氨基磺酸镍与硫酸镍为镍液中的主盐,镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。
镀镍液的浓度随供应厂商不同而稍有不同,镍盐允许含量的变化较大。
镍盐含量高,可以使用较高的阴极电流密度,沉积速度快,常用作高速镀厚镍。
但是浓度过高将降低阴极极化,分散能力差,而且镀液的带出损失大。
镀镍工艺流程镀镍是一种常用的金属表面处理方法,可以提高金属的防腐蚀性能、耐磨性和外观质量。
下面就是一种常见的镀镍工艺流程。
首先,准备工作。
将待镀件进行清洗和去油处理,以去除表面的污垢和油脂。
常用的清洗剂包括碱性清洗剂和酸性清洗剂。
清洗剂中含有表面活性剂和腐蚀剂,可以有效地去除污物和油脂。
接下来,进行酸洗。
酸洗是为了除去待镀件表面的氧化物、锈蚀物和其他金属表面不良物质。
一般使用稀硫酸或稀盐酸来进行酸洗处理。
在酸洗过程中,待镀件要经过酸洗槽,不断地循环酸洗溶液,以保证全面的酸洗效果。
然后进行电化学镀镍。
电化学镀镍是将镍阳极溶液中的镍离子通过电解沉积到待镀件的表面,形成一层均匀、致密的镍层。
在电解槽中,将待镀件作为阴极,镍片作为阳极,通过外加电流的作用,将镍离子还原成金属镍,从而完成镀镍过程。
镀镍过程中还需要添加一些镀镍剂和缓冲剂,以调节镀液的酸碱度和镀液中存在的金属离子的浓度。
镀镍时间根据待镀件的要求而定,一般在几分钟到几小时不等。
镀镍的厚度也可以根据需要来调节,一般为几十微米到几百微米。
在电化学镀镍的过程中,要注意控制电流密度和工艺参数,以确保镀层的均匀度和质量。
最后,进行收尾工作。
将镀好的镍件从电解槽中取出,进行冲洗和除焊处理,以去除表面的残留电解液和焊渣。
然后进行干燥处理,以防止镀层表面出现水迹和污点。
最后,进行包装和质量检验,确保镀层的质量符合要求。
综上所述,镀镍工艺流程主要包括准备工作、清洗和去油、酸洗、电化学镀镍和收尾工作。
这个工艺流程可以在金属待镀件的表面形成一层均匀、致密的镍层,提高金属的耐磨性和防腐蚀性能,同时也能改善金属的外观质量。
镀镍工艺在工业生产中有广泛应用,可以应用于各种金属制品的加工制造过程中。
化学镀镍(EPN)工艺技术ENP俗称化学镀镍或自催化镀镍或镍磷镀及无电镀镍,是一种用化学的方法,在金属表面沉积出十分均匀、光亮、坚硬的镍磷(硼)合金镀层的表面处理工艺技术。
它具有高均匀性、高结合强度、高耐磨性、高耐腐蚀及绿色环保等品质特征。
化学镀镍(ENP)工艺技术ENP(Electroless Nickel plating)工艺是一种用非电镀(化学)的方法,在零部件表面沉镀出十分均匀、光亮、坚硬的镍磷硼合金镀层的先进表面处理工艺。
它兼有高匀性、高结合强度、高耐磨性、高耐腐蚀性和无漏镀缺陷及仿真性极好六大优点,其综合性能优于电镀铬。
在很多环境介质中甚至比不锈钢更耐腐蚀,用来代替不锈钢可以降低工件成本。
在工艺方面,化学镀镍是靠化学方法形成镀层,不受零件形状和尺寸的限制,任何复杂形状的零件各部位镀层厚度均匀一致,施镀过程中厚度精度为±2μm,能够满足各种复杂精密部件的尺寸要求,而且镍合金镀层质密光滑,镀后无需任何加工,还可以反复修镀。
该技术是目前发达国家重点推广的表面处理新技术。
一、ENP的基本原理ENP的基本原理是以次亚磷酸盐为还原剂,将镍盐还原成镍,同时使金属层中含有一定的磷,沉淀的镍膜具有催化性,可使反应继续进行下去。
关于ENP的具体反应机理,目前尚无统一认识,现为大多数人所接受的原子氢态理论是:1、镀液在加热时,通过次亚磷酸根在水溶液中脱氢,而形成亚磷酸根,同时放出生态原子氢,即:H2PO2-+H2O→H2PO32-+H++2[H]2、初生态的原子氢吸附催化金属表面而使之活化,使镀液中的镍离子还原,在催化金属表面上沉积金属镍:Ni2++2[H]→Nio+2H+3、随着次亚磷酸根的分解,还原成磷:H2PO2-+[H]→H2O+OH-+Po镍原子和磷原子共同沉积而形成Ni-P合金,因此,ENP的基本原理也就是通过镀液中离子还原,同时伴随着次亚磷酸盐的分解而产生磷原子进入镀层,形成过饱和的Ni-P固溶体。
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。
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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。
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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)其过程可分为以下四步:首先,加热化学沉积镍-磷合金镀液,此时镀液并未马上反应,而是金属首先进行催化,H2PO2-在水溶液中发生脱氧生成了H2PO3-,同时释放出原子态活性氢。
预镀镍的工艺预镀镍是一种电镀工艺,是在金属表面先镀上一层薄薄的镍层,然后再进行其他电镀工艺的一种表面处理方法。
预镀镍主要用于增强金属材料的耐磨性、耐腐蚀性和装饰性,并且可以提高金属材料的导电性和导热性。
下面我将详细介绍预镀镍的工艺流程和注意事项。
首先,预镀镍的工艺流程分为以下几个步骤:1. 表面准备:在进行预镀镍前,需要对待镀物的表面进行准备工作。
常见的表面准备方式包括清洗、酸洗和磨光。
清洗可以去除待镀物表面的污垢和油脂,酸洗可以去除金属表面的氧化层,磨光可以消除待镀物表面的凹凸不平。
2. 预镀前处理:在进行预镀镍前,需要进行一些预处理工作,包括活化处理和保护处理。
活化处理是在金属表面镀上一层活化剂,以提高镀液与待镀物的接触性。
保护处理是在活化处理后,向金属表面镀上一层保护剂,以防止氧化和腐蚀。
3. 镀液配制:通过添加一定比例的镍盐、酸、试剂和添加剂,配制成镀液。
镀液中的镍盐可以提供电子,酸可以维持酸性环境,试剂和添加剂可以调节镀液的性质和镀层的质量。
4. 电镀:将待镀物作为阴极,镍板作为阳极,通过外加电源将电流引入镀液中,从而使镀液中的镍离子在待镀物表面还原出金属镍。
电镀过程中,镍在待镀物表面逐渐沉积形成一层厚度均匀的镍层。
5. 后处理:电镀结束后,需要对镀层进行一些后处理工作。
常见的后处理方式包括清洗、中和和表面处理。
清洗可以去除镀层上的电镀液残留物,中和可以中和镀液中的酸碱余量,表面处理可以使镀层表面更加光滑和亮泽。
至于预镀镍的注意事项,包括以下几点:1. 镀液的配制要精确:镀液的配制比例和添加剂的添加量要按照标准配制,避免造成镀层的质量问题。
2. 待镀物的表面处理要彻底:待镀物的表面处理要彻底,保证金属表面无油污、氧化和凹凸不平,以确保镀层的质量。
3. 控制电流和时间:电镀过程中,需要严格控制电流和镀时间,避免过电流或过度镀层造成镀层厚度不均匀或镀层脆性增加。
4. 后处理要细致:后处理工作要细致,包括清洗、中和和表面处理,以确保镀层的质量。
第1篇一、电镀镍工艺原理电镀镍工艺是在电解质溶液中,通过电化学反应在金属表面形成一层镍层的工艺方法。
其基本原理如下:1.阳极反应:在电解质溶液中,镍阳极发生氧化反应,镍离子进入溶液。
Ni(s) → Ni2+(aq) + 2e-2.阴极反应:在电解质溶液中,金属工件作为阴极,镍离子在阴极表面还原,沉积形成镍层。
Ni2+(aq) + 2e- → Ni(s)3.电化学反应:在电解质溶液中,阳极反应和阴极反应同时进行,实现镍层的沉积。
二、电镀镍工艺流程电镀镍工艺流程主要包括以下步骤:1.工件准备:对工件进行表面处理,如清洗、去油、除锈等,以确保工件表面洁净、无污染。
2.电镀前处理:在电解质溶液中,对工件进行预处理,如活化、钝化等,以提高工件表面活性,增强镍层的结合力。
3.电镀:将工件放入电解质溶液中,通电进行电镀,形成镍层。
4.电镀后处理:电镀完成后,对工件进行后处理,如清洗、烘干等,以去除工件表面的残留物,提高工件表面质量。
5.检验:对电镀后的工件进行检验,确保镍层的质量符合要求。
三、电镀镍工艺参数电镀镍工艺参数主要包括以下内容:1.电解质:常用的电解质有硫酸镍、氯化镍、硼酸镍等,应根据具体要求选择合适的电解质。
2.电流密度:电流密度对镍层的沉积速率和质量有重要影响,一般控制在0.5~2A/dm²。
3.温度:温度对电解质溶液的稳定性和镍层的沉积速率有影响,一般控制在35~50℃。
4.时间:电镀时间根据工件尺寸、电流密度和镍层厚度要求确定,一般控制在10~30分钟。
5.pH值:pH值对电解质溶液的稳定性和镍层的沉积速率有影响,一般控制在4.5~6.5。
6.添加剂:为了提高镍层的结合力、耐腐蚀性等性能,可添加适量的添加剂,如光亮剂、抑制剂等。
四、质量控制1.工件表面处理:确保工件表面洁净、无污染,以增强镍层的结合力。
2.电解质溶液:定期检测电解质溶液的成分、pH值、温度等,确保电解质溶液的稳定性。
镀镍工艺流程工艺流程一、碳钢和低合金钢的前处理工艺流程机械除油除锈→水洗→化学除油→水洗→酸洗→水洗→活化→→水洗→去离子水洗主要步骤的工艺要求1.机械除油除锈一般的工件表面都有油污和锈蚀,大量油污可用干布擦净,锈蚀的部位用水砂纸打磨。
有的工件表面有锈皮、焊渣、旧漆层等,则需进行机械抛光、振光或喷砂处理。
2.化学除油除油液配方:氢氧化钠 20g/l 碳酸钠 30g/l 磷酸钠30g/l OP-10 1ml/l工艺条件温度: 60-80℃时间 3-5分钟如果一次除油不彻底,应用水冲洗后再浸入除油液中,如此反复操作,直至油除净为止。
油除净的标准是基体表面达到完全润湿状态,能形成均匀水膜,无挂珠。
3.涂保护漆如果要求零件局部镀覆,则需对不要求镀的部位涂保护漆。
涂保护漆时应小心仔细,需保护的部位的涂层应连续均匀,不保护的部位绝对不允许沾有保护漆。
保护漆通常采用聚胺脂清漆,涂漆后应放置24小时方可进行化学镀。
4.酸洗酸洗液配方:1∶1 盐酸(体积比)工艺条件温度:室温时间: 15-30秒酸洗后要求工件表面无锈。
5.活化活化液配方 10% 硫酸 (体积比) ρ H2SO4 =1.84 g/cm 3工艺条件温度:室温时间: 10-20 秒一般要求当工件表面有大量细小均匀气泡溢出时停止活化。
二、不锈钢、高合金钢的前处理工艺由于不锈钢和高镍、铬含量合金钢的表面上有一层钝化膜,若按常规钢铁件表面预处理的方式进行前处理,化学镀层的结合强度很差,很难保证结合力。
所以在一般除油后要附加在浓酸中进行阳极处理,以改善镀层的结合强度。
为可靠起见,还可以进行预镀镍,进行活化。
常见工艺如下:化学除油→热水清洗→冷水清洗→电解清洗→二次除油→热水清洗→冷水清洗→电解清洗→预镀镍活化→冷水清洗→去离子水洗工艺配方及工艺说明化学除油:与普通钢铁件除油配方相同,60-80℃;热水清洗:60-80℃,约2分钟;冷水清洗:两次逆流漂洗或喷淋清洗,室温,约2分钟;电解清洗:碱性脱脂液配方可与上面的化学除油液配方相同,阳极电流密度为30-55安培/平方分米,15-30秒;预镀镍:闪镀液配方为:6水氯化镍240克/升,盐酸(30-33%)320ml/L,阳极为镍板,工件阴极,电流密度,3.5-7.5安培/平方分米,2-4分钟;化学镀镍工艺——镀前处理需知化学镀镍的对象是具体的工件,进厂待镀的工件状况,包括工件材质、制造或维护方法,工件尺寸和最终使用情况是不同的;因此前处理方法应有所不同。
镀镍工艺
一、镀镍概述
在零件上镀镍可以使零件具有优良的耐蚀性、耐磨性、可焊性以及高硬度等优点,满足零件的使用要求,提高零件的使用寿命。
镀镍通常可以采用化学镀镍,也可以采用电镀或刷镀。
化学镀与电镀相比具有显著的优点:.具有广泛的覆盖能力,对于复杂零件的各个部位可以得到较均匀的镀层。
.具有比电镀优良得多的深镀能力,可以大大地减少镀件盲孔、深孔内的无镀层现象。
刷镀是最近几年发展起来的一种新工艺,它的最大优点是不用镀槽,而且沉积速度较快。
由于它设备筒单,操作方便,可以选择多种镀层,而且具有较高的结合强度等优点,所以在航空、船舶、铁路、电子及机械和各种车辆的维修中广泛应用,是目前国家推广的一种新工艺。
但是,刷镀在很多场台下,如修理大批量、大面积镀层的一些零件,生产率显然不是很高,而且同化学镀相比较,刷镀的镀层深镀也明显不如化学镀。
而且化学镀镍层具有比电镀和刷镀优良得多的耐蚀性、耐磨性、可焊性以及镀层厚度均匀、硬度高等优点。
化学镀镍通常是在高温(~)下操作,虽然镍的沉积速度较快,但工艺控制困难,能耗高,镀液易挥发、稳定性差,次亚磷酸盐的利用率低。
同时高温操作对软化点低和高温下易变形的材料(如塑料等)施镀,会引起基体的变形
和改性,这就限制了它的进一学镀镍研究的重要方向之一,也是一个备受重视的课题。
二、化学镀镍的特点
低温化学镀镍与高温化学镀镲的基础镀液大致相同,但由于温度的降低,根据方程,镍的沉积速度将大为降低,因此,低温化学镀镍须在碱性条件下进行,这是低温化学镀镍的一个特点,同时,加速剂显得更为重要,因为在碱性条件下,极易与形成溶度积较小的()沉淀,因而,对络合剂的选择相对高温化学镀镍而言更为严格。
三、镀镍的方法
、改变络合剂
络合剂的选择对于化学镀镍低温操作有很大的影响。
能否实现低温化学镀镰主要取决于镀液中镍离子还原的活化能的降低,传统的方法主要通过选择合适的络台剂来实现。
目前,在低温化学镀镍中使用的络合剂大致有焦磷酸盐、柠檬酸盐和乳酸盐等。
在低温化学镀镍技术中,络合剂的选择取决于其与镍离子形成的综合物的稳定性,其稳定性决定了低温镍的镀速与镀层的质量。
一般来说,与镍离子络台稳定性较大的络合剂,如柠檬酸钠,会造成镀速的下降,但同时减小镀层晶粒尺寸,有利于镀层耐蚀性的提高。
与镍离子络合稳定性较小的络合剂,如焦磷酸钠,会造成镀速的提高,但同时使镀层晶粒尺寸增大,导致镀层耐蚀性的降低。
因而在选择络合剂时,须考虑络合剂与镍离子是否形成螯
合物,以及螯合环的大小、配位电子的电负性、空间位阻等对络合物稳定性有影响的因素。
从目前文献报道来看,以下的化学镀镍工艺,镍的沉积速度一般在左右,这与实施工业化生产还有一定距离,因此,寻求更合适的络合剂或多种络合剂组合使用将是化学镀镍低温化研究的重点。
、使用加速剂
为了提高低温化学镀镍的镀速,加速剂的使用显得相当重要常用的加速剂主要有两类,即有机添加剂和无机添加剂。
有机添加剂包括琥珀酸、脂肪酸及巯基乙酸等。
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配合物。
无机添加剂最常见的是,其作用机理是:由于离子半径小、电负性太,通过它在催化金属表面的吸附,并与同时吸附在金属表面上的相互作用,加速了中键的断裂,从而加速了镍的沉积和氢的析出。
由于易对设备造成腐蚀,其它的一价阳离子如、、和等以及这些离子组成的复合加速剂的研究也取得了较大进展。
阳离子的加速机理被认为是影响了化学镀镍的阳极过程,能明显地增大阳极电流,即增大的氧化电流,即这些添加剂为阳极去极化剂,可以促进的氧化,从而促进了镍的沉积。
四、其它镀镍工艺新方法
、脉冲化学镀镍
将脉冲技术引人到化学镀镍中构成脉冲化学镀镍,这是年代中期发展起来的一种新的化学镀镍技术。
其最初的出发点是用以提高镀速,有人证明,在施镀时,脉冲化学镀镍的镀速是普通化学镀镍的~倍,镀层性能和质量均
得以提高,溶液的值稳定。
刘燕萍等利用脉冲化学镀进行低温化研究,认为由于电脉冲的催化作用,使得酸性化学镀镍的施镀温度降至时,仍有的沉积速度,镀层含量达(质量分数),组织结构依然为非晶态,镀层性能与施镀的普通化学镀镍层相当。
目前,脉冲低温化学镀的报道还很少,但无疑这也是实现低温化学镀镍的一条崭新的途径。
、光化学法
利用光化学原理在酸性镀液中实施低温化学镀镍是近年来低温化学镀镍的一个新的发展方向。
在室温下,利用激光束的照射使镀液局部升温达到化学镀镍的引发温度,可实现光照区化学镀镍,镀速可提高几个数量级,而且镀层性能明显改善,同时也解决了以往低温化学镀镍须在碱性条件下进行镀液易产生沉淀而导致镀液分解的弊端。
但也存在由于温差而引起的非光照区基体金属溶解和浸蚀等缺点在此基础上.杨玉国等在酸性化学镀镍的基础液中加人光敏剂,通过普通光照在室温下实现了化学镀镍,并提出了其作用机理:
()光敏剂分子和镍铬合离子受光照被激发,形成激发态
()将能量传递给基态光敏剂分子
()分子能量高,不稳定,将电子传递给
()接受的电子返回基态
、超声波化学镀镍
早在年,发现在使用的超声波作用于碱性化学镀镍时镀速得以显著的提高。
年提出应用于化学镀镍的超声波频率应在~范围内。
随后,许多科研工作者对此进行了研究,发现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。
超声波应用于低温化学镀镍的作用机理主要有以下两种观点:一种观点认为超声波导致镀液与基体的界面处形成空化作用影响了化学反应。
由于超声波的作用形成了活化态氢原子,有利于提高反应的还原性能和镍的沉积速度,从而实现在不影响沉积速度的前提下降低工作温度。
另一种观点“ 认为,超声波对镀液的空化作用,可使气泡进一步生成和扩大,然后,突然破灭,在这急速的气泡崩溃期间,产生瞬间高温,增强了分子碰撞,增加了活化分子数目,加速了镍的沉积速度。