钴磷合金电镀与添加剂

镀锌及其合金的添加剂【摘要】本文综述了镀锌及其合金的发展现状，重点介绍了最新镀锌技术(配方、添加剂)，最后提出了结论性意见。

1 引言就其生产量而言，镀锌是电镀工业最大的镀种。

在氰化物镀锌、锌酸盐镀锌和氯化物镀锌这三大类流行镀液中，获得广泛应用的镀液应是锌酸盐镀液。

目前，许多电镀工作者还偏爱镀锌及其合金添加剂的研究。

无论是品种、机理、配方、工艺及相关仪器、设备，都有新的发展。

特别是添加剂的研究，一直引起人们的重视。

这里介绍的一些典型添加剂，多数是近几年的成果。

作者希望有更多漂亮的添加剂问世，以便使具有百年历史的镀锌及其合金工艺有一个大的飞跃。

2 典型添加剂2.1 乙醇酸(Glycollicacid)又名羟基乙酸、甘醇酸，无色透明结晶，易潮解，溶于水、醇和乙醚等。

它在氯化物镀锌液中，常用作络合剂。

一份日本专利认为，所有羟基羟酸及其盐类，均可起络合剂作用，可选一种或数种使用。

配方1［1］：氯化锌7～70g/L氯化钠50～100g/L硼酸10～80g/L乙醇酸20～200g/L苯甲醛0.01～1.0g/L说明：(1)操作条件：pH5～８；温度30～70℃；不溶性阳极。

(2)可在高电流密度下进行电镀，不存在废水处理问题。

电流可间歇供给。

(3)光亮剂也可用聚乙烯醇(分子量≤800)或明胶，或两者联合使用，但镀液总浓度应为0.05～5.0g/L。

2.2 DE-99添加剂广州天朗涂料化工有限公司研制的DE—99锌酸盐镀锌添加剂，是在常用的DE—81添加剂引入光亮活性基团即芳香醛缩化合物，在催化剂、掩蔽剂参与下化合而成。

据介绍，这种新型添加剂光亮效果好，电流密度范围广泛，对温度敏感性小，镀层结合力强，操作简便。

配方2(基本组成)［2］：氢氧化钠100g/L氧化锌10g/LDE—99 4mL/L说明：(1)操作条件：电流密度0.1～18A/dm２；温度25～30℃，时间5～10min(2)DE—99添加剂还起表面活性剂作用，极大地增加锌电沉积过程中阴极化电位［3］，从而达到锌沉积均匀之目的。

锌钴合金电镀工艺1.概述合金电镀的原理在传绕的理论中是要求两种共沉积的金属的电极电位要接近，如果一个电位较正，另一个电位较负，就要采用络合剂将正电位的金属的离子络合，使之放电电位向负的方向移动，与另一金属的电位相近，达到共沉积的目的。

现在也仍然对合金新工艺的开发有指导意义。

但是现在越来越多的合金中的另一种成分的量非常小，就是这种少量的金属分散在另一金属中，却改变了金属的性能。

以传统冶金学的观点，这些掺入的金属是占据在主体金属的某些晶格位上，从而改变了金属的物理性能。

但实际上，用火法冶金很难把微量金属分散到另一金属中去，而采用电镀的方法则比较容易做到。

随着现代工业和科学技术的飞速发展，同时具备耐蚀性和装饰性已成为材料表面性能的发展趋势。

传统的镀锌层由于不能满足苛刻的环境要求已逐渐向锌基合金镀层发展。

锌钴合金镀层硬度是镀锌层的2 .5倍；对二氧化硫具有良好的耐蚀能力，中性盐雾试验可达1000h，是同等厚度镀锌层的三倍以上，在汽车、地铁配件如管道系统、燃料系统、制动系统等方面有广泛的应用，还可用于各种标准件及紧固件等。

目前已用于实际生产的锌基合金主要有：Zn—Co、Zn—Ni、Zn—Fe、Zn—Ti、Zn—P、Zn—Cr、Zn—Mn和Sn—Zn其中研究和应用的比较多的是Zn—C0、Z n—Ni和Zn—Fe由于铁族金属( Fe、Co、Ni ) 的原子结构相似，因而与锌形成合金时的共沉积特性也很相似。

从电极电位来看，铁族金属比锌的电位要正得多，但在共沉积时却是锌优先沉积，这种现象称为异常共沉积。

Zn—Co合金电镀最早在欧洲开发使用，现在美国亦已用于生产，但在日本，至今尚未进入工业化。

利用锌基合金电镀技术，锌镀层的耐蚀性得到极大的提高，但在装饰性方面仍然存在问题。

近年来，迅速发展的复合镀层以其特殊性在工程中获得了广泛应用。

通过复合镀锌来提高耐蚀性已引起了人们的注意。

复合镀锌层良好的涂饰性能为人们提供了一种集耐蚀性和装饰性于一身的新方法。

化学镀科技名词定义中文名称：化学镀英文名称：electroless plating其他名称：自催化镀定义：在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子液催化还原形成金属镀层的过程。

应用学科：机械工程（一级学科）；表面工程（二级学科）；电镀与化学镀（三级学科）百科名片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。

目录化学镀/无电沉积（electroless plating）化学镀原理对非金属的化学镀需要敏化活化处理1化学镀Ni-P一、化学镀Ni-P主要技术指标1二、化学镀Ni-P主要技术特点1三、化学镀Ni-P主要应用部件化学镀镍溶液的组成及其作用技术特性适镀基材化学镀镍磷合金层的性能化学镀技术应用化学镀在非金属材料表面的应用1.尼龙表面镀银、镀铜、镀镍2.塑料工件表面装饰镀3丙纶纤维上化学镀铜4化学浸镀铜化学镀在中国化学镀/无电沉积（electroless plating）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。

本研究所经过十余年的化学镀技术研究开发工作，已具备化学镀镍(中磷、低磷、高磷)工艺，可根据客户提供的部件的使用工况，制定出具体的化学镀工艺方案，并承接对外加工服务。

目前，结合汽车铝质活塞表面处理工艺，开发出一种全新的化学镀Ni-P-B工艺，成功通过本田公司150小时台架试验，化学镀镀层的表面硬度及耐磨性比一般的化学镀有大幅度提高，表面硬度Hv>800。

在含有被镀金属离子的电解质溶液（electrolyte,bath）中，以工件作为阴极（cathode），通常以被镀金属作为阳极(anode)，通以直流电，使作为阳极的金属溶解进入镀液，镀液中的金属离子在阴极上沉积形成有具有一定装饰性（decorative）或功能性（functional）的金属或合金的工艺叫做电镀（electroplating，electrodeposition,plating）。

镀液中仅仅含有被镀金属的盐不能得到具有装饰性或功能性的镀层，必须在其中加入添加剂。

电镀添加剂（electroplating additives）是加入到电镀溶液中对镀液和镀层性质有特殊作用的一类化学品的总称。

它属于精细化学品（fine chemicals），在一些大型化工公司中，把它列入特殊化学品（specialty chemicals）。

1、电镀添加剂的分类和作用应用广泛的电镀工艺有镀锌，镀铜，镀镍，镀铬，镀银，镀锡，镀铜锌合金，（仿金电镀），铜锡合金，锌镍合金，镍铁合金等。

镀液有酸性，弱酸，碱性之分。

不同类型的电镀工艺只能加入不同种类的添加剂，因此电镀添加剂的种类十分复杂，给电镀添加剂的分类带出困难。

以下是本人根据电镀添加剂的对镀液和镀层和作用的不同所作的分类，不一定准确和全面。

（同时，本分类仅包括电镀液中的添加剂，不包括电镀的前处理，后处理，也不包括化学镀，阳极氧化等其他表面处理工艺。

）1.1 络合剂（complexing agent or chelating agant）电化学理论根据金属离子的交换电流密度I。

的大小（I。

表示电极存在的氧化反应和还原反应达到平衡时，即净反应速度为零时的氧化或还原反应速度或电流）将金属分为三类：第一类：I。

很大，10-10-3 A/dm2，过电位很小，为Pb2+、Cd2+、Sn2+、In3+等。

第二类：I。

中等，为10-3-10-8 A/dm2，过电位中等。

为：Cu2+、Zn2+、An3+、Bi3+等。