化学镀的发展简史

化学镀的发展
1944年，A．Brenner和G．Riddell进行了化学镀镍的实验，开发了可以工作的镀液。

20世纪80年代以后，化学镀镍有了很大的突破，解决了长期存在的一些问题，如镀液寿命、稳定性等，基本实现了镀液的自动控制，使连续化的大型生产有了可能。

近20年来，化学镀发展迅速，同时化学镀的应用领域不断拓宽。

2004年第七届全国化会议（深圳）上，在论及化学镀镍产业所面临的挑战时，曾对End-of-Life Vehicle Di-rectlve（欧盟ELV指令）作过简介，此后的化学镀的研究开始转向环境保护和清【电镀设备厂】洁生产，即开发无铅无镉的化学镀工艺，已有商品化镀液出现。

1947年，Narcus首先报道了化学镀铜。

初始阶段化学镀铜液的稳定性很差，溶易自动分解，且施镀范围不能控制，所有与溶液接触的地方都有沉积物。

而真正意义上的商品化学镀铜出现于20世纪50年代，随着印制线路板(PCB)通孔金属化的发展，化学镀铜得到了最早的应用。

第一个类似现代的化学镀铜溶液由Cahill公开发表于1957，镀液为碱性酒石酸铜镀液，甲醛为还原剂。

现在，经过50多年的开发研究，形成了相对完善的化学镀的溶液化学知识以及工艺技术基础，并建立了初步的基础理论体系。

由于甲醛具有致癌作用，化；学镀铜的研究者开始寻找替代甲醛的还原剂。

目前化学镀铜的发展方向是：①采用非甲醛还原剂；②超声波辐射化学镀；③激光增强化镀；④无钯催化化学镀铜。

化学镀技术摘要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；关键词：化学镀，表面工程，金属；化学镀技术及发展概况近年来, 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。

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 化学除油镀件材料在存放、运输过程中难免沾有油污，为保证预处理效果，必须首先进行除油处理，去除其表面污物，增加基体表面的亲水性，以确保基体表面能均匀的进行金属表面活化。

化学镀铝和铝合金有易产生晶间腐蚀,表面硬度低,不耐磨损等弱点。

在其表面进行化学镀处理，可以改善一些性能：改善耐腐蚀性，提高耐磨性，良好的耐磨性，高硬度，提高装饰性。

而纳米TiO2的加入，可以显著提高镀层的耐磨性，硬度，自润滑性，耐腐蚀性等性能。

化学镀概述化学镀:也称无电解镀，是在无外加电流的化学沉积过程。

借助合适的还原剂，使镀液中金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的一种镀覆方法。

也叫做”自催化镀”,”无电解电镀”。

化学镀可以分为“置换法”,“接触度”,“还原法”。

一．化学镀相对电镀优点①化学镀可以用于各种基体，包括金属，非金属以及半导体。

②化学镀镀层均匀，无论工件如何复杂，只要采用合适的施镀方法，都可以在工件上得到均一镀层。

③对于可以自催化的化学镀而言，理论上可以得到任意厚度的镀层。

④化学镀所得到的镀层有很好的化学，机械，磁性性能。

⑤化学镀相对电镀而言最大的优点是镀层厚度均匀，针孔率低。

二．发展概况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。

7.20世纪六十年代，小规模化学镀镍工艺进入美国市场。

8.20世纪七十年代末至八十年代初，化学镀镍研究重点转向高磷镀层。

其他化学镀在化学镀领域中，除应用最广的化学镀镍、化学镀铜和化学镀银以外，其他类型的化学镀也逐渐发展。

第一节其他金属化学镀一、化学镀钴1962年R．D．Fisher报告了电镀钴的磁特性作为高密度磁记录器镀层，引起广泛的重视，随之研究化学镀钴作为强磁性薄膜。

钴的标准电极电势为-0．28V，比镍的-0．25V负，在用次磷酸盐做还原剂的酸性溶液中C0的沉积速度很慢，甚至得不到钴的镀层。

只有在碱性溶液中才能有合适的沉积速度。

化学镀钴的机理与化学镀镍相类似。

用次磷酸钠作还原剂的化学镀钻的氧化还原反应如下：式中：x表示配位体。

(一)化学镀钴的工艺规范t表7—4—1是常用化学镀钴的工艺规范。

表7—4—1 常用化学镀钴的工艺规范(g·L-1)化学镀钴通常采用柠檬酸盐、酒石酸盐和铵盐为配位体。

配位体除能防止产生碱性盐沉淀外，会对镀液的沉积速度和镀层性能产生影响。

ph值调整剂采甩氨水，不采用氢氧化钠，因为后者会使镀液的沉积速度变慢。

(二)化学镀钴溶液的配制用纯水溶解计算量的配位体，然后在搅拌下加入溶解好的钴盐，若出现混浊，继续搅拌至全部溶解，然后加入溶解好的次磷酸盐，加纯水接近总体积，然后用氨水调节pH值至规范，加纯水至总体积，过滤后即可使用。

(三)化学镀钴层的特性和用途化学镀钴层是以P在01—C0中的过饱和固溶体为主，x射线衍射图谱在2Θ≈53。

，570及610处分别出现hcp结构的Co(100)、(102)、(101)晶面衍射峰。

镀态硬度HV500～HV600(叫(P)为4％～6％时)，经5000C1h热处理可析出大量的C02P相，硬度上升为HV900～HVl000。

钴的居里温度(失去磁性的温度)是1150℃，而铁的是769℃，镍的是358℃。

钴是磁化一次能保持磁性的少数金属之一。

化学镀钴层的矫顽力依磷含量不同而异，即随次磷酸盐增加和pH值下降而增大。

因化学镀钴可获得各种十分不同的磁性能，所以广泛用于记忆存储器元件。

简介化学镀简介化学镀一、化学镀（chemical plating）化学镀是一种新型的金属表面处理技术，该技术以其工艺简便、节能、环保日益受到人们的关注。

化学镀使用范围很广，镀金层均匀、装饰性好。

在防护性能方面，能提高产品的耐蚀性和使用寿命；在功能性方面，能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能，因而成为全世界表面处理技术的一个发展。

化学镀技术是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。

与电镀相比，化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、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。

另外，由于化学镀技术废液排放少，对环境污染小以及成本较低，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。

目前，化学镀技术已在电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。

二、化学镀原理化学浸镀（简称化学镀）技术的原理是：化学镀是一种不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。

化学镀常用溶液：化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。

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“原子氢态理论”、“氢化物理论”和“电化学理论”等。

在这几种理论中，得到广泛承认的是“原子氢态理论”。

三、对非金属的化学镀需要敏化活化处理敏化就是使非金属表面形成一层具有还原作用的还原液体膜。

这种具有还原作用的处理液就是敏化剂。

好的敏化效果要求具有还原作用的离子在一定条件下能较长时间保持其还原能力，并且能控制其还原反应的速度，要点是敏化所要还原出来的不是连续的镀层，而只是活化点。

目前最适合的还原剂只有氯化亚锡。

目前，对于非金属化学镀镍用得最多的是Pd活化工艺。

当吸附有Sn的非金属表面接触到Pd活化液时，Pd会被Sn还原而沉积到非金属表面形成活化中心，从而顺利进行化学镀。

《化学镀基础知识综合性概述》一、引言化学镀作为一种重要的表面处理技术，在现代工业生产中发挥着至关重要的作用。

它不仅可以提高材料的耐腐蚀性、耐磨性和硬度等性能，还可以赋予材料特殊的电磁、光学和催化等功能。

本文将对化学镀的基础知识进行全面的阐述与分析，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势等方面，旨在为读者提供一个清晰、系统且深入的理解框架。

二、基本概念1. 定义化学镀，又称为无电解镀或自催化镀，是一种在无外加电流的情况下，利用处于同一溶液中的金属盐和还原剂在具有催化活性的基体表面上进行的自催化氧化还原反应，从而在基体表面沉积出金属镀层的方法。

2. 特点（1）无需外接电源，操作简便，适用于各种形状复杂的工件。

（2）镀层均匀，孔隙率低，与基体结合力强。

（3）可以在非导体材料如塑料、陶瓷等表面进行镀覆。

（4）可根据需要选择不同的金属镀层，如镍、铜、金、银等。

3. 应用领域化学镀广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电器、机械加工、化工等领域。

例如，在航空航天领域，化学镀镍可以提高零部件的耐腐蚀性和耐磨性，延长其使用寿命；在电子电器领域，化学镀铜可以提高印制电路板的导电性和焊接性能。

三、核心理论1. 自催化反应机理化学镀的自催化反应机理主要包括以下几个步骤：（1）还原剂在催化表面上被氧化，释放出电子。

（2）金属离子在催化表面上获得电子，被还原成金属原子。

（3）金属原子在催化表面上聚集，形成金属镀层。

2. 动力学模型化学镀的动力学模型主要用于描述反应速率与各种因素之间的关系。

其中，影响反应速率的因素主要包括温度、溶液浓度、pH 值、搅拌速度等。

通过建立动力学模型，可以优化化学镀工艺参数，提高镀层质量和生产效率。

3. 镀层结构与性能关系化学镀镀层的结构和性能取决于多种因素，如镀液组成、工艺参数、基体材料等。

一般来说，镀层的结构可以分为晶态和非晶态两种。

晶态镀层具有较高的硬度和耐磨性，非晶态镀层则具有较好的耐腐蚀性和电磁性能。