《化学化学镀》PPT课件
- 格式:ppt
- 大小:1.96 MB
- 文档页数:71


1.化学镀的发展
化学镀的发展史主要就是化学镀镍的发展史。虽然早在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,
使化学镀镍技术工业应用有了可能性。所以,化学镀镍技术的历史
还很短暂,真正大规模工业还是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镀性
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
(GATC)。他们在系统研究该技术后于1955年建立的第一条生产线,
发展出的化学镀镍溶液商品名称为"Kanigen"(是Catalytic Nickel
Gene Ration学缩写)。70年代又发展出仍以次磷酸钠还原剂的
Durnicoat工艺、用硼氢化钠做还原剂Ni-B层的Nibodur工艺,以
后又出现了用肼做还原剂的化学镀镍方法。
化学镀镍技术的核心是镀液的组成及性能,所以化学镀镍发展史
中最值得注意的是镀液本身的进步。在60年代之前由于镀液化学知
识贫乏,只有中磷镀液配方,镀液不稳定,往往只能稳定数小时,
因此为了避免镀液分解只有间接加热,在溶液配制、镀液管理及施
镀操作方面必须十分小心,为此制定了许多操作规程给以限制。此
外,还存在沉积速度慢、镀液寿命短等缺点。为了降低成本,延长
镀液使用周期,只好使镀液“再生”,再生的实质就是除去镀液中
还原剂的反应产物,次磷酸根氧化产生的亚磷酸根。当时使用的方
法有弃去部分旧镀液添加新镀液、加FeCl3或Fe2(SO4)3以沉淀亚磷
酸根(形成Na2[Fe(OH)(HPO3)2])·20H2O黄色沉淀)、离子交换法
等,这些方法既麻烦又不适用。70年代以后多种络合剂、稳定剂等
化学镀研究现状及发展趋势
摘要:化学镀作为一种优良的表面处理技术,能够施镀于导体和非导体材料,镀层均匀,操作简便,因此一直受到工业上和学术界的关注。本文综述了化学镀的研究现状和主要化学镀层的应用领域,包括化学镀镍、化学镀铜、化学镀钴、化学镀银、化学镀锡、化学镀金以及化学镀钯等技术,并提出了化学镀技术的发展趋势。
关键词:化学镀、现状、研究方向
0 引 言
化学镀作为一种新型表面处理技术,具有不需要外加电源,操作方便、工艺简单、镀层均匀、孔隙率低和外观良好,而且能在塑料、陶瓷等多种非金属基体上沉积,并且具有优良的包覆性,高的附着力、优良的抗腐蚀和耐磨性能以及的功能性能等而使其在世界范围内得到了迅速的发展和广泛的应用[1]。
1 研究现状
化学镀由于其独有的特点,所以从诞生之日起,就引起了各国研究者的广泛关注。迄今为止,化学镀的研究焦点由当初的化学镀镍已经辐射到了多种金属与合金的镀覆工艺及原理的研究,如化学镀Cu、Co、Pa、Au、Fe-W-B等[2、3]。
化学镀液采用的还原剂也已由单一的甲醛发展到次磷酸钠、硼氢化物、乙酚酸、氨基硼烷及联氨等。由于化学镀液在高温下的不稳定性制约了化学镀的发展和推广,降低化学镀镍的施镀温度和提高镀液的稳定性已成为当前化学镀领域的重点研究方向,例如中低温化学镀镍工艺及新型镀液稳定剂的开发等,都是当前化学镀领域的研究热点课题。
随着科技的发展,各种新材料层出不穷,化学镀为了适应这种发展的需要,所涉及的基体材料已由钢铁扩展到了不锈钢、铝及铝合金、塑料、玻璃和陶瓷等。而且应用的基体形状已由比较规则的块体、板材发展到了各种不规则的微粒[4],从而进一步地拓宽了化学镀的研究领域。对化学镀层的前期研究主要着眼与耐磨及耐腐蚀性,而现在已有部分研究是针对其电学和磁学性能的[1、5、6]。随着化学镀在工业上的应用范围和生产规模的不断扩大及人们环保意识的日益增强,化学镀液所导致的环境污染已经越来越收到人们的重视,所以化学镀液的净化和再利用也已成为一个比较新的研究方向,并且已经取得了一些研究成果[7]。
表面处理技术——化学镀
作者:王桂凡 学号:201207060009
(贵州民族大学 信息工程学院 材料系)
[摘要] 化学镀在表面处理技术中占很重要的一部分,了解化学的的基本概念以及化学镀技术至关重要。其中化学镀镍技术具有工艺比较简单,镀层性能优良,是一种新兴发展的表面处理技术,由于化学镀镍层硬度高,耐磨性能好,减摩系数低。镀态结构为非晶态,耐腐蚀性极佳,广泛应用在各种工业中。化学镀层作为功能性镀层,未来将向适用于实际方向发展。因此,研究化学镀是很有必要的。
[关键词] 化学镀;性质;化学镀镍;致谢;应用发展;
1 引言
化学镀由于镀层本身具有独特的优良性能,且工艺与其他表面处理技术相比,化学镀不需要外加电源,操作方便、工艺简单、镀层均匀、孔隙率低和外观良好,而且能在塑料、陶瓷等多种非金属基体上沉积,并具有优良的包覆性( 因不用外加电源,凡镀液能浸到的部位,任何复杂零件包括微小孔、盲孔都可以获得均匀的镀层) ,高的附着力、优良的抗腐蚀和耐磨性能以及优异的功能性能等而使其在世界范围内得到了迅速的发展和广泛的应用。【1】
2 化学镀的简介及性质
2、1化学镀的发展
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。
化学镀工艺流程
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。
近年来, 化学镀技术得到了越来越广泛的应用,在各种非金属纤维、微球、微粉等粉体材料上施镀成为研究的热点之一;用化学镀方法可以在非金属纤维、微球、微粉镀件表面获得完整的非常薄而均匀的金属或合金层,而且镀层厚度可根据需要确定。这种金属化了的非金属纤维、微球、微粉镀件具有良好的导电性,作为填料混入塑料时能获得较好的防静电性能及电磁屏蔽性能,有可能部分取代金属粉用于电磁波吸收或电磁屏蔽材料。美国国际斯坦福研究所采用在高聚物基体上化学镀铜来研制红外吸收材料。毛倩瑾等采用化学镀的方法对空心微珠进行表面金属化改性研究,发现改性后的空心微珠具有较好的吸波性能,可用于微波吸收材料、轻质磁性材料等领域。
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