电镀镍添加剂的研究
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电镀珍珠镍添加剂,电镀珍珠镍液及其电镀方法一、电镀珍珠镍添加剂是个啥?电镀珍珠镍添加剂在电镀过程里可有着大作用呢。
就像是做菜时候放的特殊调料一样,没有它,电镀出来的珍珠镍就没那味儿。
它能改变镍层的结构和外观,让镍层不再是那种普普通通的样子,而是能呈现出像珍珠一样独特的色泽和质感。
你想啊,要是没有添加剂,就像做蛋糕少了泡打粉,蛋糕就发不起来,变得扁扁平平的。
电镀珍珠镍添加剂就像是这个泡打粉,能让珍珠镍的电镀效果变得超级棒。
二、电镀珍珠镍液又是怎么一回事?电镀珍珠镍液就像是一个大舞台,镍离子和其他的一些成分在这个舞台上尽情表演,最后在被镀的物体表面形成那层漂亮的珍珠镍。
这个电镀珍珠镍液里可不仅仅只有镍离子哦,它还有各种助剂和其他的一些成分。
这些成分相互配合,就像一个乐队里的不同乐器一样,各自发挥着自己的作用。
比如说,有的成分负责让镍离子更好地在溶液里分散,有的成分负责调节溶液的酸碱度,这样才能让整个电镀过程顺利进行。
如果把电镀珍珠镍液比作一个小社会,那镍离子就是主角,其他成分就是配角,但是缺了哪个都不行呢。
三、电镀方法的那些小秘密。
1. 准备工作很重要。
在进行电镀之前,首先得把被镀的物体表面处理得干干净净的。
这就好比要在墙上画画,得先把墙面擦干净一样。
要是表面不干净,有油污或者杂质,电镀上去的珍珠镍层就会不牢固,就像在脏墙上画画,颜料很容易就掉下来了。
而且,电镀设备也要检查好,确保各种参数都正常,这就像出门前检查汽车一样,得保证车能正常开,不然半路上抛锚就麻烦了。
2. 电镀过程中的讲究。
电镀的时候,要控制好电镀的时间、电流密度这些参数。
电流密度就像是水流的速度一样,如果电流密度太大,就像水流太急,可能会把镍层冲得不均匀,就像在湍急的水流里种庄稼,庄稼肯定种不好。
而电镀时间太短呢,镍层就可能太薄,达不到想要的效果;时间太长,又可能会出现一些其他的问题,比如镍层太厚容易剥落之类的。
而且,在电镀过程中,还得时不时地搅拌一下电镀液,这就像搅拌面糊一样,让里面的成分分布得更均匀,这样电镀出来的珍珠镍层质量才更好。
电镀镍光亮剂详情功效及研究电镀镍光亮剂特别适用于聚乙烯和聚丙烯薄膜,本品具有润滑性,可增进蜡笔和石油产品、油墨与沥青、金属和纺织品的性能。
作脱模剂,可用于注模法中的热塑性树脂。
在工业和家用方面可用作消泡剂和防水组分。
作缓蚀剂,在金属表面形成吸附膜,用来保护金属表面。
它还可改进石蜡和树脂的相容性,如作为地板蜡和鞋油用的掺合剂。
本品用于粘合胶粘带,可保持爽滑和防粘连。
可用于涂料、搪瓷、清漆和天然漆,可增加涂料的耐化学性能。
还用来生产改善摩擦性能的油和润滑脂,如拖拉机润滑油、工业润滑脂等。
经本光泽剂加工后的五金件,可有效的去除毛刺,并可使倒角处更加光滑,提高精度和增强工件光泽度等效果。
加强流程中磨削力及减少工件氧化。
同时使各种普通配件外表更加美观光滑,使用寿命及产品附加值明显提高。
它用作纺织乳化剂、柔软剂和耐用防水剂的中间体,家用洗涤剂的泡沫稳定剂。
高整平与快消耗是共生的,因为整平作用本身就得靠光亮剂在阴极的还原来产生,因此这是难以克服的问题。
电电镀镍光亮剂镀层金属或其他不溶性材料做阳极,待镀的金属制品做阴极,镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。
为排除其它阳离子的干扰,且使镀层均匀、牢固,需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不变。
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性。
光亮剂的消耗量大于第三代产品,加之售价普遍较高,因此在镀镍总成本中添加剂的相对成本比例增加。
但因出光快、高整平、光亮范围宽,因而可以缩短镀镍时间。
这样,一是减少了昂贵镍的消耗,二是提高了生产效率,总的成本仍然下降,受到普遍欢迎。
但应当说,最适用于外观要求高而抗蚀要求不高的装饰产品,特别是采用厚铜薄镍工艺的产品。
第1篇一、实验目的1. 了解电镀镍的基本原理和工艺过程。
2. 掌握电镀镍溶液的配制方法。
3. 熟悉电镀镍工艺参数的调节方法。
二、实验原理电镀镍是一种利用电解原理在金属表面形成一层均匀、致密的镍镀层的工艺。
在电解过程中,镍离子在阴极上得到电子还原沉积,形成镍镀层。
电镀镍溶液主要由硫酸镍、氯化镍、硼酸等成分组成,通过调节溶液的pH值、温度、电流密度等工艺参数,可以获得不同性能的镍镀层。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:硫酸镍、氯化镍、硼酸、开缸剂200Mu、光亮剂200、湿润剂W、双氧水、氢氧化钠、粉末活性碳、纯水等。
2. 实验仪器:电镀槽、电源、温度计、pH计、电流计、搅拌器、过滤机、瓦楞板阴极等。
四、实验步骤1. 准备工作(1)洗净备用槽,加入2/3体积纯水。
(2)加入所需量的硫酸镍和氯化钠,加热搅拌至完全溶解。
(3)用热水单独将硼酸溶解好后加入备用槽,充分搅匀。
(4)加入2ml/L双氧水,继续搅拌加热至70℃。
(5)在搅拌条件下,用氢氧化钠(10%溶液)调pH值至4.5-5.0。
(6)加入2g/L粉末活性碳,搅拌2小时,静止8小时或过夜。
(7)将溶液过滤至镀槽中,加纯水至接近最终体积。
2. 溶液配制(1)将溶液加温至55℃,用瓦楞板作阴极以0.2~0.5A/dm2电流密度电解至瓦楞阴极凹处无暗灰色为止。
(2)加入所需量的添加剂,搅匀。
加纯水至最终体积,调pH值至工艺范围,试镀。
3. 调节工艺参数(1)调节电流密度:根据镀层厚度要求,选择合适的电流密度。
(2)调节温度:根据镀层性能要求,选择合适的温度。
(3)调节pH值:根据镀液稳定性,选择合适的pH值。
4. 实验结果分析(1)观察镀层外观:镀层应均匀、致密、无气泡、无裂纹。
(2)检测镀层厚度:使用厚度计测量镀层厚度,应符合要求。
(3)检测镀层性能:通过硬度、耐腐蚀性等性能测试,评估镀层质量。
五、实验结果与讨论1. 实验结果(1)成功配制出符合要求的电镀镍溶液。
电镀镍深度促进剂电镀镍深度促进剂是一种用于电镀过程中提高镀层厚度的化学物质。
它在电镀过程中起到催化剂的作用,能够加速金属离子在电解质中的还原反应,从而增加镀层的厚度。
本文将从深度促进剂的作用机理、应用领域和未来发展方向等方面进行探讨。
一、深度促进剂的作用机理深度促进剂主要有两个作用机理:一是通过改变电镀过程中的电位和电流密度分布,促使金属离子在阳极处更容易还原成金属原子,从而增加镀层的厚度;二是通过改变电解液中的化学环境,使得金属离子在电解液中更加稳定,减少其与其他离子的竞争,从而增加金属离子被还原的机会。
具体而言,深度促进剂可以通过调节电解液的pH值、添加复杂化合物和表面活性剂等方式来改变电解液的化学环境。
这些化学物质可以与金属离子形成稳定的络合物,从而减少金属离子与其他离子的竞争,使其更容易被还原成金属原子。
此外,深度促进剂还可以通过调节电解液的浓度和温度等参数来改变电解液的电导率和扩散速率,从而改变金属离子在电解质中的扩散速度,提高镀层的均匀性和厚度。
二、深度促进剂的应用领域深度促进剂在电镀工艺中被广泛应用,主要用于提高金属镀层的厚度和均匀性。
它可以在各种金属电镀过程中使用,如镍电镀、铬电镀、锌电镀等。
其中,镍电镀是应用最为广泛的一种电镀工艺。
镍电镀是一种常用的防腐蚀和美化处理工艺,广泛应用于汽车、航空航天、电子、家电等行业。
通过使用深度促进剂,可以增加镀层的厚度,提高镀层的抗腐蚀性能和机械强度,延长零部件的使用寿命。
此外,深度促进剂还可以提高金属镀层的光亮度和光洁度,使其具有更好的外观效果。
除了镍电镀,深度促进剂还可以应用于其他金属电镀工艺中。
例如,在铜电镀过程中,深度促进剂可以增加铜镀层的抗氧化性能和电导率,提高其在电子器件中的应用价值。
在锌电镀过程中,深度促进剂可以增加锌镀层的耐蚀性和耐磨性,使其更适合用于汽车零部件和建筑材料等领域。
三、深度促进剂的未来发展方向随着科学技术的不断进步,深度促进剂的研究和应用也在不断发展。
第三章 结果与讨论3.1 添加剂的筛选结果和电镀珍珠镍工艺条件的确定3.1.1霍尔槽实验结果一般电镀镍的工作温度都控制在40~60℃的范围之内,而珍珠镍电镀的温度文献报道一般控制在50~60℃,因此,本实验将电镀温度控制在55℃左右。
另外,本实验选择以瓦特镍镀液为基础镀镍溶液,其中硫酸镍(NiSO4•7H2O)的含量在280~400g/L范围内,氯化镍(NiCl2•6H2O)的含量为40g/L,硼酸(H3BO3)的含量为40g/L。
所得实验结果如下:(1)珍珠镍电镀添加剂大致可分为三类。
第一类以镀镍初级光亮剂为主要成分,如糖精钠、2,7-苯二磺酸钠、对甲苯磺酰胺、萘三磺酸钠等,这类光亮剂可单独使用,也可混合使用。
其主要作用是增大镍沉积的电化学极化,使镍沉积的晶粒变得细小,同时还可以减少镀层的内应力。
以糖精为例,其用量大概在0.2~2g/L的范围之内,如果用量过低,镀层发乌且镀层珠光效果不显著;如果用量过高,会影响镀液的稳定性。
第二类主要由季铵盐型阳离子表面活性剂构成;还有中心为氮原子的杂环化合物,这些杂环化合物有吡啶、喹啉、咪唑啉和其它相类似的物质,如电镀光亮镍的光亮剂的中间体吡啶嗡盐(PPS,PPS-OH)等。
这些物质可以单独使用,也可以将几种混合后加入镀液之中,其用量最好在20~100mg/L的范围之内,用量过少,珠光效果不显著,且镀液出现珠光的时间变短;用量过大,镀层的脆性增大,且结合力不好。
第三类添加剂主要是由非离子表面活性剂构成,如辛基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇单油酸酯等。
在电镀过程中,这些非离子表面活性剂在镀液中达到了浊点,形成了无数分散在镀液之中的小液滴,并吸附在镀件表面,其主要作用就是阻止镍离子在该处进行电沉积,使镀层表面在宏观上出现无数个小坑,其尺寸与小液滴相当,从而产生珠光效果。
添加剂的用量一般在20~100mg/L的范围之内,如果用量过少,镀层的珠光效果不显著;但如果用量过大,镀层的拉应力和脆性显著增大,且镀层发乌,镀层珠光效果的质量明显下降。
1、绪论 (3)1.1引言 (3)1.2电镀概述 (4)1.2.1镀镍层性质及用途 (4)1.2.2镀镍过程中的电极反应 (4)1.2.3镀液的成分及作用 (5)1.2.4工艺条件的影响 (6)1.2.5镀镍光亮剂 (8)1.3本课题研究的目的、内容和目标 (8)1.3.1研究目的 (8)1.3.2主要内容 (9)1.3.3主要目标 (9)2、实验方案 (10)2.1添加剂初选方案 (10)2.2复合添加剂正交筛选方案 (10)2.3优化方案设计 (10)3、试验材料及方法 (11)3.1试验材料及设备 (11)3.1.1试验材料 (11)3.1.2试验设备 (11)3.2 试验方法 (11)4、试验结果及分析 (12)4.1正交筛选试验结果及分析 (12)5、镀镍添加剂的作用机理及结论 (13)5.1添加剂的作用机理 (13)5.2结论 (14)参考文献 (14)1绪论1 .1 引言电镀作为表面改性的一种表面加工技术,它具有很大的灵活性,可以根据不同的要求在材料表面施加不同的镀层满足不同性能的要求,使金属材料的应用范围扩大,因此电镀已经广泛地应用于各种工业生产及科学研究的领域。
在机械制造工业部门中,电镀是金属零件防腐蚀延长使用寿命的主要手段。
在化学、石油工业和沿海、湿热地区因腐蚀造成的损失很大,而镀层在这种环境中有较强的耐蚀性,又由于电镀工艺简单、成本低,因此电镀在石油化工等行业中的防腐作用更为明显。
除此之外,这使得电镀的应用更加广泛。
电镀的另一个优点是,在一般情况下镀层仅是金属薄层,只有几微米至几十微米范围,可以大量节省贵金属材料。
与其它表面处理方法相比,电镀工艺设备简单、操作条件容易控制,有较大的经济意义,因此己逐渐发展成为获取表面材料的制造方法二电镀是一种重要的沉积形式,通过电镀可以沉积元素周期表中一半以上的金属。
电镀工艺包括活化、阴极清洗和上镀。
近几十年来,由于电镀这一实用的科学工程技术广泛地被应用于各行各业,使电镀已经从一种技术发展成了一种精密科学。
电镀镍光亮剂配方比例引言:电镀镍光亮剂是一种常用的表面处理剂,可用于提升金属制品的外观和耐腐蚀性能。
本文将介绍电镀镍光亮剂的配方比例,以帮助读者更好地了解和应用该产品。
一、电镀镍光亮剂的基本成分电镀镍光亮剂的配方主要由以下几个成分组成:1. 有机酸:有机酸是电镀镍光亮剂的主要成分之一,它可以提供酸性环境,促进电镀过程的进行。
2. 有机添加剂:有机添加剂可以调节电镀过程中的电流密度和镍离子浓度,以达到更好的电镀效果。
3. 表面活性剂:表面活性剂能够降低电镀液的表面张力,使镀层更加均匀和光滑。
4. 缓冲剂:缓冲剂可以稳定电镀液的pH值,防止镀层的质量受到影响。
二、电镀镍光亮剂的配方比例电镀镍光亮剂的配方比例根据具体的产品要求和工艺条件而有所不同。
下面是一种常用的电镀镍光亮剂配方比例:1. 有机酸:占总配方的10%~20%。
有机酸可以选择有机酸类,如柠檬酸、苹果酸等。
2. 有机添加剂:占总配方的5%~10%。
有机添加剂可以选择有机络合剂,如乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)、乙二胺四乙酸(EDTA)等。
3. 表面活性剂:占总配方的1%~5%。
表面活性剂可以选择十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)等。
4. 缓冲剂:占总配方的0.5%~1%。
缓冲剂可以选择硼酸、硼酸钠等。
三、电镀镍光亮剂的应用与注意事项1. 使用前应将各种成分充分搅拌均匀,保证配方的稳定性和一致性。
2. 在电镀过程中,应控制好电流密度和镍离子浓度,避免过高或过低导致镀层质量不佳。
3. 注意控制电镀液的温度和pH值,以保证电镀过程的稳定性和镀层的质量。
4. 需要定期检测电镀液中各种成分的浓度,及时补充和调整,以保持电镀液的正常工作状态。
5. 在操作过程中应注意安全,避免接触到电镀液和高温物体,以免造成伤害。
结论:电镀镍光亮剂的配方比例是保证电镀过程顺利进行和获得优质镀层的重要因素。
本文介绍了电镀镍光亮剂的基本成分和常用配方比例,并提供了一些使用和注意事项。
电镀液中添加剂的选择与电镀工艺的优化研究绪论电镀液是电化学镀液中的重要组成部分,它对电镀工艺和镀层质量起着至关重要的作用。
电镀液中的添加剂作为一种功能性化学品,可以改善电镀工艺参数、提升镀层质量和增加电镀液的寿命。
本文旨在研究电镀液中添加剂的选择与电镀工艺的优化,以期提供一些参考和指导。
一、电镀液中添加剂的选择电镀液中的添加剂种类繁多,主要包括增溶剂、缓蚀剂、亲和剂、运移剂、聚合剂等。
在选择电镀液中的添加剂时,应综合考虑以下几个方面:1. 电镀物质的性质:不同的电镀物质对电镀液中添加剂的要求不同。
例如,镀铜需要添加聚合剂以提高镀层的结晶性和平整度,而镀镍则需要缓蚀剂以降低镀层的氢吸收能力。
2. 加工要求:电镀液中的添加剂还应根据加工要求进行选择。
例如,对于金属件表面需要良好的亲和性时,可以添加亲和剂提高电镀层的附着力和一致性。
3. 环境要求:在选择电镀液中的添加剂时,还应考虑环境要求,尽量选择环境友好型添加剂。
例如,选择无机添加剂或者可降解的有机添加剂,以减少对环境的污染。
二、电镀工艺的优化除了选择合适的电镀液中的添加剂外,电镀工艺的优化也是提高电镀质量的关键。
1. 电镀参数的优化:电镀参数包括电流密度、温度、pH值等,这些参数的设定对电镀液中添加剂的活性影响较大。
合理地调整这些参数,可以提高电镀液中添加剂的效果,进而优化电镀工艺。
2. 电极材料的选择与处理:电极材料对电镀质量和电镀液中添加剂的性能起到重要作用。
正确选择电极材料,并进行适当的处理和预处理,可以改善电极界面的活性,提升电镀质量。
3. 电镀液的搅拌和过滤:电镀液中的添加剂在电镀过程中容易发生分解和沉积,影响其效果。
适当地搅拌和过滤电镀液,可以防止添加剂的分解和沉积,保持电镀液的稳定性。
4. 清洗和剥离工艺的改进:在电镀过程中,清洗和剥离工艺也对电镀质量起着重要作用。
优化清洗和剥离工艺,可以减少残留的电镀液和添加剂,从而提高镀层的纯净度和质量。
单宁酸在电镀镍中的作用电镀镍是一种将镍金属沉积在基材表面的技术,既可以提高材料的耐腐蚀性能,又可以增加材料的硬度和光泽度。
在电镀镍过程中,单宁酸是一个重要的添加剂,它具有促进镍沉积、调节电解液pH 值、抑制杂质沉积等多种作用。
单宁酸可以促进镍的沉积。
在电镀镍过程中,电解液中的镍离子会通过电流的作用被还原成金属镍沉积在基材表面。
而单宁酸可以作为一种有机添加剂,与镍离子形成络合物,并提供了镍离子的还原反应所需的电子,从而促进了镍的沉积速度。
此外,单宁酸还可以改善镍沉积的均匀性,使得镍层在基材表面形成一个平整、致密的膜层。
单宁酸可以调节电解液的pH值。
在电镀过程中,电解液的pH值是一个重要的参数,它直接影响镍的沉积速度和沉积质量。
单宁酸作为一种有机酸,可以在一定程度上调节电解液的pH值,使其保持在适宜的范围内。
一般来说,单宁酸可以使电解液呈酸性,有利于镍的沉积。
但是,过高的酸性会导致镍沉积速度过快,造成镍层表面的不均匀性和孔洞等缺陷。
因此,单宁酸的添加量和pH值的控制需要进行精确调节,以保证电镀镍的质量。
单宁酸还可以抑制杂质的沉积。
在电镀过程中,电解液中可能存在一些杂质离子,如铁离子、铜离子等。
这些杂质离子会与镍离子竞争反应,使得镍的沉积受到影响,并且会导致镍层表面的缺陷。
单宁酸作为一种络合剂,可以与这些杂质离子形成络合物,从而抑制它们的沉积,提高镍的沉积效率和镍层的质量。
总结起来,单宁酸在电镀镍中起着促进镍沉积、调节电解液pH值和抑制杂质沉积的作用。
它可以促进镍的沉积速度和均匀性,调节电解液的酸碱度,抑制杂质的沉积,从而提高电镀镍的质量。
因此,在电镀镍过程中,合理使用单宁酸是非常重要的。
1.3 镀镍工艺流程及溶液配方条形片去除应力→单面绝缘→除油、水洗→镀镍水洗、吹干→弯曲度测量→镀层厚度测量→计算应力值。
镀液的组成及工艺条件分别见表1。
表1 镀镍溶液组成及工艺条件六水硫酸镍(NiSO 42无水硫酸钠(Na 2SO 4)50~55 g/L 硼酸(H 3BO 3)40~50 g/L SB-71半光镍开缸剂0.5~2 mL/L SB-72半光镍添加剂0.5~2 mL/L NS-AP 润湿剂0.5~2 mL/L pH 4.2~4.5温度45~50 ℃电流密度0.2~0.3 A/dm 2阳极镍板1.4 镀层内应力测试采用条形阴极法,条形阴极为100 mm ×15 mm ×0.1 mm 的铜片,在电阻炉中450 ℃保温2 h 去除铜片的加工应力,单面密封胶密封,经除油、水洗后,上端固定,下端为自由端,在一定条件下电镀后,取出试片,水洗吹干,利用标尺槽准确测量试片的偏转量,再利用分析天平得出电镀前后的重量差,计算平均镀厚,最后通过内应力计算公式计算内应力大小[4]。
这种条形阴极法测得的内应力是一个半定量性质的。
表达公式如下[5]:S =E *(t 2+dt )*R /(3dL 2) (1)0 引言在电镀过程中,由于金属的结晶有一定变形或有异相渗入会产生一定的内应力,这种现象在镀镍过程中尤为明显[1]。
镀层的内应力可分为两类:一类是使镀层本身体积有膨胀趋势的应力,称为压应力;另一类是使镀层体积有收缩趋势的应力,称为拉应力。
镀层的内应力在一定范围内使镀层的耐蚀性降低,尤其在内应力突变的部位,容易产生应力集中的腐蚀,当内应力较大时,还会使镀层出现起泡、开裂和局部脱落等现象,影响镀层的结合强度[2-3]。
在生产中,经常由于镀液温度、pH 值和添加剂等控制不当,使镀层聚集了过高的内应力,进而影响镀层的外观、耐蚀性和结合力。
本文重点研究了瓦特镀镍溶液中不同添加剂对镍层内应力的影响,为后续镀液维护提供依据,确保生产顺利进行。
添加剂在半光亮镀镍溶液中的作用半光亮镀镍溶液是一种在电镀过程中使用的溶液,用于在金属表面形成一层均匀、光亮且具有良好耐腐蚀性的镍覆盖层。
为了实现这一目标,通常需要添加一些特定的化学添加剂来改善镀层的质量和性能。
1.缓冲剂作用:添加剂具有调节溶液pH值的缓冲能力,可以稳定溶液的酸碱度。
在半光亮镀镍过程中,酸度的稳定性对于镀层的质量至关重要。
适当的酸碱平衡可以提供稳定的反应条件,从而使得形成的镍镀层均匀、亮丽。
2.垫镍剂作用:添加剂可以通过形成一种特殊的钝化膜,来改善镍与基底金属之间的黏附力。
这种钝化膜可以提高镍镀层与基底金属的结合力,并增加镀层的均匀性。
3.成核剂作用:添加剂可以增加溶液中的铱离子浓度,促进镍的成核过程。
成核剂可以使得镀层的晶粒更加细小,提高镀层的硬度和耐磨性。
4.防止氢脆作用:在半光亮镀镍过程中,金属表面会产生氢气,如果不能足够有效地脱离镀液,会导致氢脆现象的发生。
添加剂可以通过吸附或化学反应的方式,有效地防止氢脆的发生。
这对于提高镀层的质量和延长金属表面的使用寿命非常重要。
5.镀速调节剂作用:添加剂可以改变半光亮镀镍溶液中镍的沉积速度。
通过调整添加剂的浓度和类型,可以实现不同厚度的镀层,从而满足不同使用要求。
6.抗氧化剂作用:添加特定的抗氧化剂可以防止溶液中氧气的催化反应,减少溶液中镀层面积的增长速率,提高镀层的质量和均匀性。
总之,添加剂在半光亮镀镍溶液中起到了非常重要的作用。
通过调节溶液的酸碱度、增加成核剂浓度、提高镀层的附着力和均匀性、防止氢脆和抗氧化等方面,可以显著改善镀层的质量和性能。
这些改进措施可以使得镀层更加均匀、亮丽、耐腐蚀,并提高金属表面的使用寿命。
文章编号:1001-3849(2004)04-0018-03 电镀镍添加剂的技术进步和新一代镀镍光亮剂 刘仁志(武汉风帆表面工程有限公司,湖北武汉 430015)摘要:回顾了电镀镍添加剂的技术进步过程,是市场需要推动了这种进步。
对新一代镀镍光亮剂的特点做了介绍,对产生这些特点的机理做了探讨。
是否有较大的极化不能做为评价光亮剂的指标,多种中间体的协同效应和影响结晶过程特别是低电流区的电子供给是新一代光亮剂的特征。
关 键 词:电镀镍;添加剂;光亮剂中图分类号:T Q153.12 文献标识码:ATechnology Progress of Additives for Nickel Plating anda New Generation Brightener for Nickel PlatingLIU Ren-zhi(Wuhan Fengfan Surface Eng ineer ing Co.Ltd.,Wuhen 430015,China) Abstract:T echno logy prog ress process o f additiv es fo r nickel plating w as rev iew ed.T his pr ogress w as pro moted by the market demand.Characteristics of the new g eneration brightener for nickel plating w ere introduced.M echanism pro ducing these char acteristics w as discussed.T hat w hethera brig htener can pro duce a larg er cathodic polarization sho uld no t be taken as a quality index inthe brig htener evaluation.Producing coordination effect with sever al interm ediates and influenc-ing electrocrystallization process especially the electron supply process in the lo w current density area are the characteristics of the new generation brightener.Keywords:nickel electro plating;additive;brightener1 前 言在镀镍光亮剂被普遍采用以前,光亮镀镍的获得是靠人工机械抛光。
电镀镍光亮剂配方浅谈广东科斯琳电镀添加剂二十世纪九十年代,德国巴斯夫公司电镀镍中间体进入中国市场,在取得高额利润的同时,也带动了国内中间体制造业的飞速发展。
据不完全统计,国内市场现有镀镍中间体三十多种,近二十个品牌。
通常光亮镍中间体分为第一类和第二类两种。
第一类光亮镀镍中间体主要起消除镀层内应力,增强延展性,提高低电位分布能力,抗杂等等作用。
品种有:对甲苯磺酸钠,对甲苯磺酰胺,苯磺酸酰亚胺,苯磺酸,苯丙炔磺酸钠,双苯磺酰亚胺,乙烯磺酸钠,烯丙基磺酸钠,丙炔基磺酸钠,脂肪不饱和磺酸盐,糖精钠等,多为含硫或含有磺酸机团的化合物。
由于分子结构的不同,在极化性能上也会有所不同,事实证明某些第一类光亮镍中间体在使用中会产生一些不良后果,如工件镀镍后出现套铬发花,烘干后低电位容易泛黄等。
第二类光亮镍中间体主要起增强阴极极化,提高光亮填平,长效等作用。
常用品种有:丙炔醇,丁炔二醇,丙氧基丙炔醇,乙氧基丙炔醇,丙氧基丁炔二醇,2-乙氧基丁炔二醇,2-丙氧基丁炔二醇,二乙基丙炔脘,吡啶嗡盐等。
事实证明,由于国内合成工艺及提纯工艺滞后,某些第二类光亮镍中间体,在赫尔槽实验中,极化性能很好,但在电镀生产过程中效果不太明显。
有些中间体电镀加工后镀层洁白光亮,但放置一些时间后整个镀层发黄。
广东科斯琳电镀添加剂,通过引进国外先进技术和检测手段,生产的电镀镍光亮剂系列质量稳定,品质优良,避免了上述问题的发生,赢得电镀厂家的一致好评,某些性能指标达到国际同类产品先进水平。
光亮镀镍添加剂的搭配根据电镀镍中间体的不同性能,光亮镀镍添加剂一般可分为主光剂,辅助剂两大类。
主光剂起主要作用,一般是以第二类中间体为主,第一类中间体为辅进行搭配。
在镀槽中起增加阴极极化,光亮,整平等作用。
因各生产厂家工艺条件不同,不可能迎合所有厂家的要求,但高品质的主光剂应具备以下几点: 1,消耗稳定,分解产物少;2,镀层光泽一致,厚薄均匀;3,低电位走位佳,分散性能好;4,应力水小,镀层无脆性,5,出光速度较快,填平能力好,镀层清晰,6,抗杂质能力强,提高容忍度。
添加剂在深孔零件镀镍溶液中的作用
(1)深孔促进剂深孔促进剂由一种或几种配位剂组成,能与镍离子配位形成络合离子,从而使沉积的镍镀层均匀,这是促进镍离子在低电位区能:壳是均匀放电的添加剂。
是镀能促使镍镀层在极低的电流密度下放电沉积析出。
深镀剂多是一些含硫化合物。
有的深镀荊中铜、铁等异种金属杂质的去除剂。
这是因为滚镀电池壳所采用的电流密度非常小,镀液中即使璃似多的异种金【电镀设备厂】属杂质,也足可以使电池壳内壁尤其是底部出现无镀层或镀层发黑现象。
加了除杂荊,镀浪出现无镀层或镊、三小。
深宅剂不宜加人过多,应少力脆,在后续卷边工序中镀层会脱落,同时)层电极电位变负,从而影响电池壳的司悍性静电飞:深孔镀镍光亮剂深孔滚镀镍光亮剂比起苴他镀镍光亮剂来,其难度要高许多。
这是因为:一是覆盖能力和分散能力需要特别好,因为电池壳是不通孔,孔的深度又如此深。
除了深孔促进剂和深镀剂不可或缺外,光亮剂本身的质量也是重要的。
二是镀层的柔软性要特别好,因为电池壳电镀时的电流密度非常小,但电镀时间长,通常需2h以上,这样电池壳的边缘部位的镀层往往较厚,而且些边缘部位在电镀后还要进行卷边,如果不是太好的话,在卷边时镀层就会脱壳。
所以种光亮剂的应力剂配比得特别合理,才能达劉往边时镀层不脱壳的要求。
三是要求内壁镀层白,外壁镀层光亮。
四是镍镀层不能泛黄,内壁在一年内不生锈。
万方数据2实验2.1镀镍工艺文中涉及的是电镀高硫镍/化学镀镍(高磷)。
所用基材为若干100mm×50mmXlmm的458钢,顶端打孔。
电镀/化学镀双层镍样品的制备工艺流程为:除油一水洗一酸洗一水洗一活化一水洗一电镀镍一水洗一活化一水洗一化学镀Ni—P一水洗一干燥一封闭。
为作比较,实验中还制备了单一化学镀Ni—P层。
电镀镍(高硫)配方为:硫酸镍90---110g/L,柠檬酸90~110g/I。
,硼酸30~40g/L,市售添加剂5~8g/L。
电镀时.控制pH值为5.O~6.0,温度为40~55℃。
化学镀Ni—P合金镀液采用市售成品,由1份主盐HA剂、1份还原剂HB、2份蒸馏水配制而成,镀层磷含量为7%~13%(文中的百分数均为质量分数)。
化学镀时。
控制pH值4.O~4.8,温度82~88℃。
2.2性能检测1)用DMl5000电子扫描显微镜放大1000倍观察样品的形貌。
2)用5%NaCI中性溶液、pH=3的5%NaCl酸性溶液(用醋酸调整)和37.5%浓盐酸对样品进行浸泡,记录开始出现锈点的时间,以分析镀层的耐蚀性。
3)参照GB/T13913—1992,采用热震实验和锉刀实验评价双层镍镀层的结合强度。
热震实验是将试片加热至(300±10)℃保温1h。
之后在室温下于自来水中淬火冷却。
锉刀实验中锉镀层时,锉刀与镀层呈45。
,锉去镀层。
露出基体金属/镀层的界面。
4)按GB/T13913—1992标准评价镀层硬度。
3实验结果与分析3.1形貌观察与分析图1a为直接化学镀Ni—P合金层的形貌,镀层厚30肛m;图1b为电镀/化学镀双层镍形貌,电镀镍层厚5肛m。
化学镀Ni—P合金层厚8pm。
图l镀层形貌Fig.1Surfacemorphologyofplatings从图1可见,化学镀Ni—P合金层的表面形貌为典型的“菜花状”,表面致密且无缺陷。
电镀/化学镀双层镍则更加平整、致密。
两种镀镍层都是由细小的球形颗粒密集而成,颗粒之间存在缝隙。
多层镍是指在同一基体上,镀取二层或三层镍的组合镀层,恰当的组合能提高镀层对基体的防护能力,并能在同样防护能力下减少镍镀层的厚度。
当前多层镍工艺可减少镍镀层的厚度,应用于汽车、摩托车行业,可节约成本,提高效率。
这些组合有:三半光亮镍/光亮镍/铬;半光亮镍/高硫镍/光亮镍/铬;半光亮镍/光亮镍/镍封/微孔铬;半光亮镍/光亮镍/高应力镍/微裂纹铬;半光亮镍/高硫镍/光亮镍/镍封/微孔铬。
(1)双层镍双层镍是由半光亮镍和光亮镍两层组成院,半光亮镍鹰厚度占总厚度60%~80g《。
对铁基体而言,半光亮镍层厚度取高限;对锌基体而言,半光亮镍层厚度取低限。
由于两层镍的含硫量不同,含硫的光亮镍电位较负。
光亮镍的牺牲性保护作用,使双层镍镀层对基体的保护能力高于同样厚度的单层镍。
双层镍的抗蚀能力取决于两镀层间的电证明,两i层镍的电位誉为loO六125mV时,具有较好的抗蚀能力。
双层镍之间的电位差主要取决:于半光亮镍的电位。
因为光亮镍的含硫量相当稳定,不会因为添加剂种类和添忝加量的变化而发生很大波动。
当然可以设想采用提供高硫量的添加剂提高镀层的含硫量,使硫质量分数大于o.08%,从而提高双层镍间的电位差。
这样做的后果是:非常活泼的光亮镍会受到加速腐蚀,并可能在镀层表面造成严重的蚀点,影响镀层外观。
同时光亮镍镀层含硫质量分数高于O.08%时,为保持光亮度,镀层会变得很脆,导致无实际应用价值。
因此,光亮镍含硫质量分数应不大于0.08%。
半光亮镍镀层的关键是添加剂不含硫,保证镀层中硫含量小于0.005%。
目前市售添加剂多为炔醇类、醛类、芳香族羟基羧酸等。
做好双层镍需要严格维护半光亮镍和光亮镍镀液,并经常检测两层的电位差。
其中最重要的是防止含硫添加剂污染半光亮镍镀液。
在操作过程中,零件从半光亮镍镍镀层可直接进入光亮镍镀槽,不必经过水洗。
(2)三层镍①半光亮镍/高硫镍/光亮镍高硫镍夹在半光亮镍与光亮镍之间,厚度O.5.5—l肛m,由于高硫镍含硫量高于光亮镍,当腐蚀纵向深入到半光亮镍、高硫镍和光镍时,由于高硫镍的电位最负,所以作为腐蚀原电池的阳极,使腐蚀向横向发展,延缓了腐蚀的进度。
电镀镍产品问题研究报告一、引言电镀镍产品作为广泛应用于制造业、电子行业等领域的关键材料,其质量与性能的稳定性对产品的整体质量和使用寿命具有重大影响。
近年来,我国电镀镍产品质量问题频发,不仅影响了企业的经济效益,也对生态环境造成了潜在威胁。
本研究旨在深入探讨电镀镍产品存在的问题,分析原因,并提出相应的解决措施,以提高电镀镍产品的质量和降低生产过程中的环境影响。
本研究的重要性主要体现在以下三个方面:首先,电镀镍产品问题的研究有助于提高产品质量,减少生产过程中的浪费,提升企业竞争力;其次,解决电镀镍产品问题有助于降低环境污染,推动电镀行业的绿色可持续发展;最后,通过对电镀镍产品问题的深入研究,可以为行业提供有针对性的技术指导,促进行业技术进步。
在研究问题的提出方面,本研究围绕电镀镍产品出现的常见问题,如镀层质量不稳定、镍层脱落、污染排放等,探讨其背后的原因。
在此基础上,本研究假设通过优化电镀工艺、改进生产设备、加强生产管理等措施,可以有效解决这些问题。
研究目的在于揭示电镀镍产品问题的根本原因,提出切实可行的解决方案,并为电镀行业提供技术支持。
研究范围主要聚焦在我国电镀行业,以典型企业为研究对象,分析其生产过程中存在的问题。
本报告将首先介绍研究背景和重要性,随后对电镀镍产品问题进行详细分析,探讨原因,并提出相应的解决措施。
最后,对研究结论进行总结,并对未来研究方向进行展望。
希望通过本报告的研究,为我国电镀行业的发展提供有益参考。
二、文献综述近年来,国内外学者针对电镀镍产品的研究取得了一系列成果。
在理论框架方面,研究主要集中在电镀工艺优化、镀层质量检测、污染控制及生产管理等方面。
研究发现,电镀镍产品的质量与电镀液的成分、工艺参数、生产设备等因素密切相关。
国外研究表明,通过改进电镀工艺,如调整镀液成分、优化电流密度、控制镀液温度等,可以有效提高镀层质量,降低镀层缺陷。
同时,电镀过程中的污染问题也受到广泛关注,研究者提出了多种方法降低污染物排放,如采用电镀废液回收技术、生物降解等。
电镀镍液配方电镀镍液配方是电镀领域中一种常用的电镀液,其主要成分是镍盐和一些辅助添加剂。
本文将详细介绍电镀镍液的配方及其相关信息。
一、电镀镍液的配方1. 镍盐:电镀镍液的主要成分之一是镍盐。
常用的镍盐有硫酸镍、镍酸、镍氯化物等。
不同的镍盐有不同的特性,可以根据需要选择合适的镍盐配方。
2. 酸性调节剂:为了维持电镀液的酸性,通常会添加一些酸性调节剂。
常见的调节剂有硫酸、盐酸等。
酸性调节剂的添加可以提供合适的电解质平衡,有利于电镀过程的进行。
3. 吸附剂:为了提高电镀液的铝镍分离效果,常会添加一些吸附剂。
吸附剂可以有效去除电镀液中的杂质,提高电镀液的纯度,降低电镀过程中可能出现的问题。
4. 补充剂:为了保持电镀液中不同成分的浓度,常会添加一些补充剂。
补充剂可以及时补充被消耗掉的成分,保持电镀液的稳定性。
5. 抑制剂:为了减少电镀液的副反应,常会添加一些抑制剂。
抑制剂可以有效降低电镀液中的杂质和杂质的氧化活性,从而减少电镀过程中产生的副产品。
二、电镀镍液的使用方法1. 材料准备:首先,需要准备好适量的镍盐和其他所需添加物。
按照配方比例,将镍盐溶解在适量的溶剂中,然后将其他添加物逐步加入溶液中并搅拌均匀。
2. 温度控制:电镀液的温度对电镀效果有重要影响。
通常情况下,电镀温度应控制在20-60摄氏度之间。
过低的温度会造成镀层结晶不均匀,过高的温度则容易引起氢脆问题。
3. 电流密度控制:电流密度是电镀过程中另一个关键参数。
通过控制电流密度,可以调节电镀速度和镀层质量。
一般来说,较低的电流密度可以得到更均匀、致密的镀层,但电镀速度较慢;较高的电流密度可以提高电镀速度,但容易导致不均匀的镀层。
4. 清洗和预处理:在进行电镀前,需要对工件进行适当的清洗和预处理。
清洗可以去除工件表面的油污和杂质,预处理可以提高工件表面的粗糙度,并帮助电镀液与工件表面的结合。
5. 电镀操作:将经过预处理的工件放入电镀槽中,连接正负极并调节适当的电流密度。
镀镍电镀溶液的化学分析方法1.镍盐的浓度测定:常用的测定镍盐浓度的方法有直接电位滴定和分光光度法。
直接电位滴定法是将溶液中的镍离子与标准浓度的电位滴定试剂反应,通过测定反应过程中的电位变化来确定镍离子的浓度。
分光光度法是通过测定溶液中镍盐与其中一种试剂生成的配合物的吸光度来计算镍离子浓度。
2.镀镍电镀溶液中其他金属离子的测定:常用的方法有离子色谱法、原子吸收光谱法和X射线荧光光谱法。
离子色谱法是通过样品中金属离子与特定的离子交换树脂或配体之间的吸附-解吸反应实现分离和测定。
原子吸收光谱法是通过测量样品中金属离子吸收特定波长的光线的强度来实现测定。
X射线荧光光谱法是通过样品中金属元素受到X射线激发后释放出的特定能量的荧光光进行分析。
3.pH值的测定:镀镍电镀溶液的pH值对镀层的质量和性能有很大影响。
常用的测定方法有玻璃电极法和酸碱指示剂法。
玻璃电极法是将玻璃电极插入溶液中,根据溶液的酸碱性质产生的电势变化来测定pH值。
酸碱指示剂法是利用酸碱指示剂的颜色变化来判断镀镍电镀溶液的酸碱性。
4.辅助添加剂的测定:镀镍电镀溶液中常添加有一些有机添加剂,如表面活性剂、缓冲剂、润湿剂等,以改善镀层的光亮度、润湿性和均匀度等性能。
这些添加剂的测定一般采用色谱法、质谱法和红外光谱法。
色谱法和质谱法是通过样品中有机添加剂的分子量和相对含量来鉴定和测定。
红外光谱法则是通过测定样品中有机添加剂的红外吸收峰来进行分析。
综上所述,镀镍电镀溶液的化学分析方法主要包括镍盐浓度的测定、其他金属离子浓度的测定、pH值的测定和辅助添加剂的测定等。
通过这些化学分析方法可以详细了解镀镍电镀溶液的成分和浓度,为优化电镀工艺提供参考。
1、绪论 (3)1.1引言 (3)1.2电镀概述 (4)1.2.1镀镍层性质及用途 (4)1.2.2镀镍过程中的电极反应 (4)1.2.3镀液的成分及作用 (5)1.2.4工艺条件的影响 (6)1.2.5镀镍光亮剂 (8)1.3本课题研究的目的、内容和目标 (8)1.3.1研究目的 (8)1.3.2主要内容 (9)1.3.3主要目标 (9)2、实验方案 (10)2.1添加剂初选方案 (10)2.2复合添加剂正交筛选方案 (10)2.3优化方案设计 (10)3、试验材料及方法 (11)3.1试验材料及设备 (11)3.1.1试验材料 (11)3.1.2试验设备 (11)3.2 试验方法 (11)4、试验结果及分析 (12)4.1正交筛选试验结果及分析 (12)5、镀镍添加剂的作用机理及结论 (13)5.1添加剂的作用机理 (13)5.2结论 (14)参考文献 (14)1绪论1 .1 引言电镀作为表面改性的一种表面加工技术,它具有很大的灵活性,可以根据不同的要求在材料表面施加不同的镀层满足不同性能的要求,使金属材料的应用范围扩大,因此电镀已经广泛地应用于各种工业生产及科学研究的领域。
在机械制造工业部门中,电镀是金属零件防腐蚀延长使用寿命的主要手段。
在化学、石油工业和沿海、湿热地区因腐蚀造成的损失很大,而镀层在这种环境中有较强的耐蚀性,又由于电镀工艺简单、成本低,因此电镀在石油化工等行业中的防腐作用更为明显。
除此之外,这使得电镀的应用更加广泛。
电镀的另一个优点是,在一般情况下镀层仅是金属薄层,只有几微米至几十微米范围,可以大量节省贵金属材料。
与其它表面处理方法相比,电镀工艺设备简单、操作条件容易控制,有较大的经济意义,因此己逐渐发展成为获取表面材料的制造方法二电镀是一种重要的沉积形式,通过电镀可以沉积元素周期表中一半以上的金属。
电镀工艺包括活化、阴极清洗和上镀。
近几十年来,由于电镀这一实用的科学工程技术广泛地被应用于各行各业,使电镀已经从一种技术发展成了一种精密科学。
电镀是一种电沉积过程,即电解液中的金属离子(或络合离子)在直流电的作用下,在阴极表面上还原成金属(或合金)的过程,基体上电镀的金属是由电镀溶液中电解的金属提供的。
这要求电镀必须具备两个条件:一是电镀液必须含有被镀金属的离子;二是要有直流电通过。
电镀装置主要有:直流电源;能传导电流并具有一定组成的溶液;与电镀液相接触的两个电极,镀件要挂在阴极,阳极一般是要覆盖的金属。
镍是一种耐蚀性很好的材料。
“常温下,镍能较好的防止大气和水的浸蚀。
其在碱、盐和有机酸中很稳定,而且具有较高的硬度及耐磨性,所以是一种较为理想的电镀材料。
电镀镍是电镀工业中最重要的技术之一,镀镍技术自发展以来已经有一百多年的历史,至今,已经形成了多种多样的镀镍技术。
镀镍层不仅应用于防护装饰,还广泛地用于功能性镀层,例如,耐腐蚀、耐磨、耐热镀层以及模具的制造等方面。
特别是近年来在连续铸造结晶器、电子元件表面的压印模具、形状复杂的宇航发动机部件、微型电子元件的制造等方面的应用,使电镀镍用途更加广泛。
但是,目前电镀镍仍然存在下列问题需要解决: C1)镀层结合强度差,甚至出现大面积脱落的现象;C2)镀液分散能力差,镀层薄厚不均匀,镀件低凹部分不容易上镀或镀层较薄;C3)镀层的光亮度差,出现镀层发暗、发灰等现象;C4)电流效率低、沉积速度慢,使得电镀耗电量大;C5)电镀液污染严重等。
由于电镀镍工艺已经相当成熟,因此,要从工艺方面进行改变以解决上述问题是不可能的,只能从添加剂方面入手,即向电镀溶液中加入适当的添加剂来改善电镀过程中存在的各种问题。
在现代电镀中,几乎所有电镀都采用有机添加剂[,3]。
本课题运用正交实验的方法对电镀镍添加剂进行优选,目的是能够提高镀层的光亮度,镀液的沉积速度、电流效率以及分散能力,同时又要降低镀液对环境的污染,从而为电镀镍的工业应用提供理论参考。
1.2 电镀概述1.2.1镀镍层性质及用途镍具有银白色(略呈黄色)金属光泽,具有铁磁性,密度为8.9,原子量为58.71,标准电极电位为-0.25伏。
镍具有很强的钝化能力,在空气中能迅速地形成一层极薄的钝化膜,使其保持经久不变的光泽、常温下,镍能很好地防止大气、水、碱液的浸蚀。
在碱、盐和有机酸中很稳定,在硫酸和盐酸中溶解很慢,易溶于稀硝酸。
由于镍的硬度较高(HV 240-500),所以镍层可以提高制品表面硬度,并使其具有较好的耐磨性。
镍是铁族元素,属于电化学极化较大的元素,当电解时能产生较大的极化作用,即使在很小的电流密度下,也会产生显著的极化作用。
因此,镀镍与镀锌、镀铜不同,它不需要特殊添加剂。
因为电沉积镍时有较大的极化作用,所以在强酸性介质中,根本不可能把它沉积出来,只能使用弱酸性电解液。
电镀镍工艺是最通用的表面处理工艺之一,也是一种非常重要的电镀工艺,它可以应用于装饰、工程和电铸等方面,在装饰、工程和电铸方面,电镀镍是应用最广泛的表面处理工艺之一,这主要得益于电镀镍工艺的持续进步。
在微电子机械系统应用中,电镀镍在识别可动结构方面也有着广阔的前景。
1.2.2镀镍过程中的电极反应1、阴极反应镍和其它铁族金属一样,交换电流密度很小。
这就决定了镍离子放电时会产生较大的电化学极化。
这对形成细晶的镍镀层具有决定性的作用。
这也是不必采用络合剂,只用单盐型镀液就能获得令人满意的镀层的主要原因。
镀镍的阴极过程实际上只是N i.2+ 和H+ 的竞相放电。
主要阴极反应为:在实际镀镍过程中,镍可以优先析出,而且有较高的阴极电流效率。
2.阳极反应镀镍采用可溶性的镍阳极,阳极反应为金属镍的化学溶解,即:由于镍具有强烈的钝化性能,当有电流通过时,镍的钝化倾向表现得更加强烈。
当电解液中无活化剂(cl—)或活化剂不足时,电流密度达到某一数变正。
而且电流不再升高值之前,能维持阳极的正常溶解,再继续增加电流密度,阳极电位将急剧变正,同时阳极表面生成一层褐色的膜。
此时阳极的正常溶解停止,发生氧的析出反应,此时阳极钝化了。
其反应式为:当阳极钝化后,电解液中的镍离子浓度降低,而氢离子浓度增加,导致阴极电流效率下降,并恶化了镀层质量。
目前防止镍阳极钝化的有效方法是加入一定量的氯化物几,因为它在一定的浓度范围内能有效地促进镍阳极的正常溶解,对电流效率和镀层质量亦不发生显著影响。
由于阳极产生的镍离子可以补充阴极失去的镍离子,所以电镀镍过程可以连续不断地进行。
1.2.3镀液的成分及其作用1、硫酸镍硫酸镍是镀镍溶液中的主盐,起着供给Ni2+的作用,工业用的硫酸镍有N iSO4·7H20和NiS04·6H20两种,前者镍含量20.9%,而后者的镍含量为22.31%。
镀镍电解液的主盐可以采用硫酸镍和氯化镍,其中硫酸镍应用较广泛,因为硫酸镍的溶解度大、纯度较高、价格低廉;使用氯化镍作主盐配制的电解液分散能力和导电性均优于硫酸镍,但氯离子含量过高,会使镀层内应力变大,并加剧了厂房及设备的腐蚀。
镍盐的含量可在较大范围内变化,一般控制在100-350克/升。
当镍盐含量低时,电解液的分散能力好,镀层结晶细致,易于抛光,但沉积速度慢,阴极电流效率低;当含量高时镀液中镍离子含量相对稳定,有利于提高阴极电流效率,允许使用的电流密度高,沉积速度快,适用于快速镀镍。
含量过高时阴极极化降低,分散能力变差,同时电解液的带出损失较大。
2.氯化镍或氯化钠这些化合物中的氯离子为阳极活化剂。
在镀镍电解液中,若不加氯离子或氯离子含量不足时,阳极容易钝化。
阳极钝化对电镀生产是极为不利的,加入或适当补充氯化镍或氯化钠后,氯离子能够吸附在阳极表面,降低阳极电位,去极化作用非常显著。
氯离子阻止了二价镍离子氧化成三价镍离子,从而阻止了钝化膜的形成。
除CI一之外,I一、Br一也可作为阳极活化剂。
由于氯化钠货源充足,价格便宜,所以使用的较多。
但是实际中发现加入氯化钠的镀液由于引入了较多的钠离子,使镀层发脆,内应力高,结合力差,光亮性也差。
在快速镀镍溶液中,为了减少钠离子的影响,通常采用氯化镍作为阳极活化剂。
3.硼酸硼酸在镀镍电解液中是一种缓冲剂。
每种电解液,在一定的条件下,pH值只有维持在一定的范围内,才能使电镀过程顺利进行。
硼酸就是起稳定pH值作用的成分。
在电镀过程中电解液中H+放电,会使电解液的酸度下降,此时,硼酸水解,以保证pH值维持在工艺范围内。
硼酸含量小于15克/升时,它的缓冲作用甚微,一般硼酸用量在30-40克/升之间浓度较高,缓冲作用加强,因为随着硼酸浓度的提高,有一部分硼酸会转化成四硼酸:四硼酸对防止镍离子在阴极膜中形成氢氧化物或碱式硫酸镍的作用,比硼酸更强,缓冲作用更好。
所以在镀镍溶液中的含量以稍高一些为宜。
但是硼酸在室温下只能溶解40g/L左右,加热虽能增加它的溶解,但在镀液温度降低时,溶解的硼酸又会结晶析出,影响镀层质量,镀镍的阴极电流效率也随硼酸含量增高而下降。
4.氟化钠其作用时进一步提高镀液的缓冲能力。
这可能是由于氟离子与硼酸根离子作用形成了氟硼酸根的缘故。
氟化物会与镀液中的钙、镁离子作用生成沉淀,导致镀层粗糙,同时还使镀液处理某些杂质比较困难,因此应用不多。
5.硫酸钠和硫酸镁硫酸钠和硫酸镁是导电盐,在硫酸盐低氯化物电解液中,由于硫酸镍的电导率较低,因而电解液的导电性能较差,也使电解液的分散能力变差,槽电压升高,允许使用的电流密度降低。
为此在电解液中加入硫酸钠和硫酸镁以改善电解液的电导。
在现代快速镀镍溶液中,由于导电盐具有降低阴极极限电流密度和阴极电流效率的缺点,一般不用硫酸盐作导电盐,而是通过提高电解液中氯化镍含量来增加电解液的电导。
6.十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠为润湿剂或称针孔防止剂。
镀镍层的针孔是比较多的,其形成原因是氢气泡在阴极表面滞留而发生屏蔽作用的结果。
氢气泡并不是形成针孔的直接原因,其直接原因是气泡滞留在阴极表面跑不掉。
加入润湿剂后,电解液对电极表面的润湿性能变好,氢气不易吸附在电极表面上,从而减少或消除了针孔的发生,十二烷基硫酸钠为常用的润湿剂,适宜用量为0.1克/升左右。
含量太低不能有效地消除针孔;含量过高,去除针孔的作用并不随之增加,却在电镀时产生较多泡沫覆盖在镀液表面,使氢气聚集而产生爆鸣现象。
7,双氧水双氧水也是一种防针孔剂。
它的作用机理是将氢氧化成氢离子而减少氢气泡的生成。
由于它是一种强氧化剂,可以破坏光亮镀镍溶液所含的光亮剂,所以不能在镀亮镍的镀液中使用。
1.2.4工艺条件的影响1. pH值镀镍溶液的pH值对镀层质量影响很大。
在镍的沉积过程中,由于氢同时析出,使阴极区附近的pH值升高,在pH值大于6时,阴极区中将会生成氢氧化镍和碱式硫酸镍沉淀,夹杂在镀层中,使镀层变脆,孔隙率增加,产生麻点。