化学镀镍磷实验报告

引言概述：
化学镀镍磷合金工艺是一种常用的金属表面处理方法，具有较高的耐腐蚀性和耐磨性。

本文旨在综述相关的研究文献，深入探讨化学镀镍磷合金工艺的研究进展、工艺参数优化、合金特性及其应用领域。

正文内容：
1.工艺研究进展
1.1传统化学镀镍磷合金工艺
1.2改进型化学镀镍磷合金工艺
2.工艺参数优化
2.1镀液成分优化
2.2温度和镀液pH值优化
2.3电流密度和镀液搅拌速度优化
2.4镀液中添加剂优化
3.合金特性研究
3.1镀层结构和成分分析
3.2镀层显微硬度和耐磨性研究
3.3镀层的结晶性质和晶体生长机制
4.应用领域
4.1电子电镀应用
4.2汽车工业应用
4.3航空航天应用
4.4冶金工业应用
4.5其他领域应用
5.工艺优缺点及未来发展趋势
5.1工艺优点
5.2工艺缺点
5.3未来发展趋势
总结：
综合上述研究文献，化学镀镍磷合金工艺在金属表面处理中具有广泛的应用前景。

不论是传统工艺还是改进工艺，都可以通过优化工艺参数来提高镀层的性能。

相关的合金特性研究有助于深入了解镀层的显微硬度、耐磨性等性能指标。

不同领域都可以找到该工艺的应用，例如电子电镀、汽车工业和航空航天等。

该工艺也存在一些缺点，如镀层中可能含有杂质等。

未来的发展趋势应该在提高工艺的经济性、环境友好性和镀层性能方面进行进一步的研究与改进。

聚醚醚酮化学镀镍磷合金镀层及其性能研究随着轻量化的发展，具有高比强度的特种工程塑料聚醚醚酮(PEEK)在国防、航空航天、电子等高科技领域具有广阔的应用。

但是，由于PEEK及其复合材料的导电性极差，对电磁波基本没有屏蔽作用，这严重的限制了它作为电磁屏蔽材料的应用。

常用的电磁屏蔽材料是具有良好导电性的金属材料，但是由于金属的比重大，不利于轻量化发展。

化学镀镍磷是一种常用的聚合物表面金属化技术，它使材料既保持聚合物低比重的特性又拥有金属的良好导电性，是改善聚合物电磁屏蔽性能最有效的方法之一。

本论文为了提高碳纤维增强PEEK的电磁屏蔽性能，使用化学镀方法在碳纤维增强PEEK基体上沉积上一层镍磷合金镀层，通过研究镀液成分配比(主盐、还原剂)及工艺参数(镀液温度、镀液PH、施镀时间)对镀层沉积速率的影响确定了PEEK化学镀镍磷的最佳配比和工艺参数，并对镀层的组织结构、成分、表面形貌进行了分析。

为了提高镍磷镀层表面质量，以一种含铜离子化合物为光亮剂，研究分析了光亮剂浓度对镀层组织结构、成分、表面形貌、耐蚀性和电磁屏蔽性能的影响；为了延长镍磷镀层的使用寿命，对镍磷合金镀层进行钝化处理，系统研究了钝化处理对镍磷合金镀层耐蚀性和抗氧化性的影响，通过对比氧化前后钝化与未钝化镍磷镀层的电磁屏蔽性能，分析研究了钝化处理对镍磷合金镀层在自然环境和氧化性环境下电磁屏蔽性能的影响。

1. PEEK化学镀镍磷合金最佳成分配比和工艺参数为：主盐浓度25g/L、还原剂浓度30g/L、PH=6.1、温度80°C、施镀时间1.5h。

通过XRD、SEM和EDS 分析表明，镍磷镀层与基体有良好的结合，具有良好表面质量，此时镀层是P 含量为15.41wt.%的混晶组织。

2. 光亮剂浓度为0.2g/L时，PEEK化学镀镍磷镀层沉积速率最小、镀层的致密度最高、颗粒大小最均匀。

EDS和XRD分析表明，镀层中Ni含量随光亮剂浓度的增加逐渐减小，光亮剂浓度小于0.3g/L时，镀层为无铜镍磷非晶；光亮剂浓度大于0.2g/L时，镀层为镍磷非晶与镍铜微晶组成的混晶结构。

化学镀镍-磷合金镀层中磷的测定刘定富;崔东;魏世洋【摘要】准确、简便地测定镍-磷合金镀层的磷对化学镀镍工艺具有重要作用.采用浓硝酸退镀镍-磷合金镀层→高锰酸钾氧化→亚硝酸钠还原→加水定容的方法制备实验溶液,然后分别用磷钼钒黄分光光度法、磷钼酸铵容量法分析试液中的磷,再换算出镀层中磷的质量分数,并与标准方法测定结果对比.结果表明:光度法测定的相对误差为7.93％,相对标准偏差为4.38％；容量法测定的相对误差为-1.83％,相对标准偏差为0.82％.容量法具有准确、简便的优点,可在生产实际和实验研究中推广应用.%The test solution was prepared by Ni-P coating stripping with concentrated nitric acid, oxidizing with potassium permanganate, reducing with sodium nitrite and watering to constant volume. Phosphorus concentration in the solution was determined by phosphorus molybdenum vanadium yellow spectro-photometry and ammonium phosphomolybdate volumetric method, and then converted to phosphorus content in the Ni-P coating and compared with that by standard method. Results showed that the relative error of spectrophotometry determination was 7. 93% , the relative standard deviation of that was 4. 38% while the relative error of volumetric method was - 1. 83% , the relative standard deviation of that was 0. 82% . The volumetric method could be used in experimental research as well as in the field of production practices because of its simplicity and accuracy.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2012(034)001【总页数】3页(P39-41)【关键词】化学镀镍-磷合金;磷;磷钼钒黄光度法;磷钼酸铵容量法【作者】刘定富;崔东;魏世洋【作者单位】贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003【正文语种】中文【中图分类】TQ153.2化学镀镍具有镀层均匀、耐蚀性强、耐磨性高及可钎焊性好等优异性能，被广泛应用于电子、汽车、航空、航天、机械及纺织等工业领域中。

实验化学镀镍磷合金一、实验目的：1、掌握化学镀Ni-P合金的基本原理。

2、掌握化学镀Ni-P合金的工艺过程、步骤。

3、了解化学镀、电镀、刷镀的区别。

二、化学镀原理概述1、化学镀是利用合适的还原剂使溶液中的金属离子有选择地在经催化的表面上还原析出金属镀层的一种化学处理方法。

常见的有：化学镀镍、镀铜、金、银等等。

其化学反应如下：催化M2++2e(还原剂提供)——→M0表面其中溶液中的金属离子是依靠得到所需的电子而还原成相应的金属。

如化学镀镍溶液中采用次亚磷酸盐作还原剂，它的氧化还原过程如下：（H2PO2）-+2e——→(H2PO3)- +2H+ +2e (氧化)Ni2++2e——→Ni0两式相加，总的氧化还原反应为：Ni2++（H2PO2）-+H2O——→Ni0+(H2PO3)- +2H+三、化学镀工艺及步骤1、酸性化学镀镍磷合金镀液的成分及作用：⑴主盐硫酸镍NiSO4是化学镀Ni-P合金溶液中的主盐，它主要提供Ni2+，研究表明，随NiSO4浓度增加，镀层沉积速度增加，但NiSO4浓度不能太大超过30g/L时，镀层沉积速度不但不增加，甚至反而下降。

⑵还原剂次亚磷酸钠镀液中次亚磷酸钠浓度增加，镀层沉积速度提高，但沉积速度并不是无限度增加，当次亚磷酸钠浓度大于40g/L时，引起镀液分解。

溶解好的次亚磷酸钠溶液一般在化学镀前加入到镀液中。

⑶络合剂在酸性化学镀液中为了防止产生白色亚磷酸镍沉淀，常常加入络合剂，它可增加镀液的稳定性，控制沉积速度和改善镀层外观。

常用络合剂有：氨基乙酸、乳酸、丁二酸、苹果酸、硼酸、柠檬酸等等。

络合剂与镍离子结合成络离子，使镍离子不易与亚磷酸根离子生成亚磷酸镍沉淀。

络合剂还可提高镀液的工作PH值。

如不加络合剂要使镀液能有足够的亚磷酸镍的沉积点, 必须使其PH值降到3以下,可是在这种PH值下操作,不可能沉积出镀层.⑷、稳定剂提高酸性化学镀镍液的稳定性，可以加入极微量的抑制剂，如硫代硫酸钠、醋酸铅，由于抑制剂均属催化毒剂，使用时要极为小心。

钢铁全光亮化学镀镍-钨-磷合金工艺研究肖鑫;刘万民;易翔【摘要】To improve the corrosion resistance and appearance quality ofNi–P alloy deposit, sodium tungstate was added to the electroless Ni–P binary alloy plating bath to prepare an Ni–W–P ternary alloy deposit on iron and steels. The effects of the main components in bath and process specifications on the appearance quality and corrosion resistance of deposit were studied. The optimal conditions were determined as follows: NiSO4·7H2O 25-35 g/L, Na2WO4·2H2O 55-65 g/L, Na2HPO2·H2O 30-40g/L, composite complexing agent 80-100 g/L, composite brightener 5-10 mg/L, pH 8.5-9.0, and temperature 85-90 °C. The relevant properties of deposit were tested. The results indicated that the Ni–W–P alloy deposit prepared is fine-grained, very bright, decorative with good adhesion strength and better corrosion resistance as compared with the electrolessNi–P alloy deposit.%为了提高Ni–P合金镀层的耐蚀性和表观质量，在化学镀Ni–P二元合金镀液的基础上加入钨酸钠，在钢铁上制备了Ni–W–P三元合金镀层。

化学镀镍磷合金（Ni-p）Ni-p的优点有哪些？1、耐腐蚀性强：该工艺处理后的金属表面为非晶态镀层，抗腐蚀性特别优良，经硫酸、盐酸、烧碱、盐水同比试验，其腐蚀速率低于1cr18Ni9Ti不锈钢。

2、耐磨性好：由于催化处理后的表面为非晶态，即处于基本平面状态，有自润滑性。

因此，摩擦系数小，非粘着性好，耐磨性能高，在润滑情况下，可替代硬铬使用。

3、光泽度高：催化后的镀件表面光泽度为LZ或▽8-10可与不锈钢制品媲美，呈白亮不锈钢颜色。

工件镀膜后，表面光洁度不受影响，无需再加工和抛光。

4、表面硬度高：经本技术处理后，金属表面硬度可提高一倍以上，在钢铁及铜表面可达Hv 570。

镀层经热处理后硬度达Hv 1000，工模具镀膜后一般寿命提高3倍以上。

5、结合强度大：本技术处理后的合金层与金属基件结合强度增大，一般在350-400Mpa条件下不起皮、不脱落、无气泡，与铝的结合强度可达102-241Mpa。

6、仿型性好：在尖角或边缘突出部分，没有过份明显的增厚，即有很好的仿型性，镀后不需磨削加工，沉积层的厚度和成份均匀。

7、工艺技术高适应性强：在盲孔、深孔、管件、拐角、缝隙的内表面可得到均匀镀层，所以无论您的产品结构有多么复杂，本技术处理起来均能得心应手，绝无漏镀之处。

8、低电阻，可焊性好。

9、耐高温：该催化合金层熔点为850-890度。

一、化学镀Ni-P技术指标镀层厚度10-50μm，硬度Hv 550-1100（相当于HRC 55～72），结合强度大于15kg/mm²，耐腐蚀性能大大优于不锈钢。

二、化学镀Ni-P技术特点1．硬度高，耐磨性好：2．耐腐蚀强：化学镀镀层在酸、碱、盐、氨和海水等介质中都具有很好的耐蚀性，其耐蚀性好于不锈钢。

3．表面光洁、光亮：工件经化学镀镀膜后，表面光洁度不受影响，无需再加工和抛光。

4．可镀形状复杂：工件形状不受限制，不变形，可化学镀较深的盲孔和形状复杂的内腔。

5．被镀材料广泛：可在模具钢、不锈钢、铜、铝、塑料、尼龙、玻璃、橡胶、木材等材料上化学镀。

铝陶瓷零件化学镀镍工艺实验情况1．铝陶瓷零件的化学组分铝陶瓷零件是在多孔陶瓷的基体上渗入熔融状态的纯铝制成的。

2．铝陶瓷零件的加工工艺渗铝→磨平面→线切割3．铝陶瓷零件的镀前表面状态磨床磨过的表面较为平整光滑，但部分地方有斑块状的麻砂；线切割的表面粗糙；整体表面油污少；颜色灰黑。

4．工艺设计按铝件前处理工艺设计工艺方案：除油→热水→水洗→碱蚀→热水→水洗→水洗→酸蚀（1:1的硝酸）→水洗→水洗→浸锌→水洗→水洗→脱锌→水洗→水洗→浸锌→水洗→蒸馏水洗→化学镀镍→水洗→水洗→蒸馏水洗5．实验情况采用低温弱碱性除油液除油，除油效果好，零件表面无变化。

采用氢氧化钠50g/L，60-70℃，1min，零件表面均匀。

采用1:1的硝酸，磨光面呈灰色、麻砂状；线切割面无变化。

经二浸锌后镀化学镍，反应剧烈，10min后才可在零件的部分表面上见镍层，20min后镍层才完整，但无光泽。

6．工艺更改分析上述现象，确认是因过腐蚀而造成零件表面脱铝。

为验证分析，调整工艺为：除油→热水→水洗→酸蚀（10%的盐酸，1min）→水洗→水洗→化学镀镍→水洗→水洗→蒸馏水洗实验结果显示，经除油、酸蚀后，零件表面无变化。

在化学镀镍时，磨光面在2 min左右可见镍层，10min后磨光面镍层完整，有光泽，但线切割面无镍层。

13min后线切割面可见镍层，30min后线切割面镍层仍不完整。

经烘烤，结合力优良。

7．工艺再更改了解、分析零件的机加工工艺，怀疑线切割面乏铝。

调整工艺为：除油→水洗→水洗→碱蚀→热水→水洗→水洗→浸镍→水洗→水洗→化学镀镍→水洗→水洗→蒸馏水洗经此工艺实验，在化学镀镍时，磨光面在2 min左右可见镍层，10min后磨光面镍层完整，有光泽。

线切割面在5min后可见镍层，10~15min后线切割面镍层完整，20min后有光泽。

8．初步结论除油→水洗→水洗→碱蚀→热水→水洗→水洗→浸镍→水洗→水洗→化学镀镍→水洗→水洗→蒸馏水洗。

化学镀镍磷合金技术化学镀镍的历史与电镀相比比较短暂,国外真正在工业中广泛应用仅仅是七十年代末八十年代初的事.从美国的A.Brenner和héG.Riddell两位科学家的发现至今已有五十年的历史..化学镀镍,又称无电解镀镍.它是以溶液形式进行化学反应,使金属沉积于零件表面上,镀层为非晶态镍磷合金,甚有超级防腐,金属玻璃之称.在大多数介质中,其耐腐蚀性能远优于不锈钢,因而在发达国家各工业部门都得到了极其广泛的应用.在我国大规模应用该技术仅仅处于刚起步阶段.中国电镀协会学术委员会副主任胡信国教授,从航天工业上的应用开始,致力于该技术实际应用的研究,使我国化学镀镍应用技术得到了突破性进展,他的高稳定快速化学镀镍新工艺HERCEN-92,HKBEN-93已正式通过国家级鉴定,结论为:”国内领先,并且达到了国际先进水平,为我国化学镀镍的实际应用作出了突出贡献”.他先后到新加坡,印尼等国家与多家生产厂合作,使该技术应用成熟,得到了国外客商的赞誉,其中计算机配件已被美国IBM公司采用.化学镀镍镀层的性能,特点及用途:一.优异的耐腐蚀性能.即耐酸又耐碱,盐(除硝酸,浓硫酸).在许多介质中,耐蚀性优于不锈钢十几乃至几十倍.镀层的这一特性使其使用意义十分巨大,如在食品,医药包装机械等行业中,采用普通钢铁材料制作的零件,再辅以化学镀工艺,镀后完全可以取代不锈钢,铜制品,这不仅可大幅度地降低材料费用,且可提高产品质量和性能.二,耐磨性好.镀层硬度高,一般镀态硬度可达到HV500-1100度(HRC65-70),若特殊机体不允许高温处理也可在较低温度下经较长地时间热处理同样可获得所需硬度.且摩擦系数小,因而耐磨性好.常用于活塞杆,缸套,泵轴,模具,工具等耐磨损地零件表面.三.镀层厚度均匀性好.由于化学镀是在溶液中进行化学反应,不用电,勿需复杂地阳极挂具.因此,只要零件表面能通过溶液,均能获得均匀的镀层.一般厚度差不超过3-5μm,尤其对于沟槽,罗纹,盲孔,内孔及形状复杂的内腔及外表面效果更突出,这是电镀工艺所无法比拟的.四.镀层结合力高.可达300-400MPa,是电镀铬的3-4倍.不易出现脱皮现象.五.镀层尺寸精度和表面精度高.对修复性的尺寸镀,尺寸准确,无论零件端头或其它部位同样精确,镀后勿需再进行机械加工.六.钎焊性好.可广泛用于电子工业.七.无毒,无害.适用于食品,医药工业.美国食品检测部门同意化学镀镍技术用于灌装机械,烘烤食品盘,模具,混料筒等直接接触食品的零件上.八.适用温度范围广,工作温度可在-80-800℃之间.九.适用面广.对钢铁,铜铝及其合金材料均可镀,特别对铝合金材料,电镀困难,而采用化学镀则效果非常好.由于这些独一无二的特点,使化学镀在许多工业中都很有应用价值.如:电子和计算机工业,航空航天工业,纺织工业,汽车工业,化学工业,医药及食品工业,印刷工业,石油和天然气工业,采矿工业,军事工业等,化学镀镍,工艺简单,质量稳定,操作方便,加工过程无铬雾等毒害,废水稍加处理即可回收或排放.无环境污染,为绿色工业技术,因而被越来越多的工业部门所采用.。