择要：阐述Ni2+Cu2+NaH2PO2体系进行化学镀黑镍的工艺前提以及各类要素，对镀层功能的影响作了较具体的钻研。实验后果标明该工艺具备能耗低，工艺简略，发黑成果较好，老本低等优点。

分类号TQ153.12

化学镀NiCuP合金镀层有极端优异的耐蚀功能，抗磨功能，抗磁和其它优异的化学功能，其使用畛域一直扩展，尤为是正在石化、电子、汽车等产业中具备很年夜的后劲。正在光学仪表、太阳能安装、较量争论机等畛域中，许多工件的外表往往需求进行黑化解决，构成黑化膜，以达到具备颜色区分、暗色彩荫蔽、装璜性色调和消光、散热、太阳能排汇等光学以及热性能的目的。这为化学镀层提出了新课题，也为化学镀镍进入新的市场取得更宽泛的使用发明了前提。

DavidChunks提出了热氧化以及电堆积两种办法，前者炉温管制较严，失去的色调平均性欠好，后者则是另外一金属层的发黑。[1～3]

将镀件浸入硝酸或夹杂酸中，使镀件外表构成孔状网络，因微孔能排汇光线从而使外表出现玄色。Johnson正在这方面作了年夜量钻研工作，并获得了一系列专利。但该法失去的镀层构造蓬松多孔，耐蚀性差[4]。

另有高锰酸钾氧化发黑办法，但它的管制前提很精细，不然易使镀层蓬松多孔.[5,6]

将镀件浸入亚硒酸中发黑，则硒有毒易造成环境净化.

今朝应用的硫化物发黑年夜可能是与电镀相配套，与化学镀相比，它的工艺复杂、能耗年夜、老本高.为此，本文进行了硫化物化学镀黑镍的配方、工艺的钻研.

1试验局部

1.1工艺及配方

1.1.1实验资料及规格本实验采纳A3碳钢资料，试片规格50妹妹×30妹妹.

1.1.2工艺流程水洗→碱洗除了油→水洗→酸洗除了锈→水洗→化学镀镍→水洗→后解决.

1.1.3工艺标准碱洗除了油配方及工艺前提以下：

1。2化学镀黑镍镀层功能评估

化学镀黑镍镀层功能的优劣用下列目标评估.

色度(V)：按镀层呈灰铜色、铜色中带灰、灰褐色、黑褐色、深玄色等计分.

平均度(W)：正在显微镜下(100倍)，察看晶粒间隙、小孔数量，外表黑点数等计分.

连系力(X)：用脱脂棉来回擦至呈现金属基体的次数，并正在显微镜下(100倍)察看镀层有没有裂纹、起泡、剥落等景象计分.

润滑度(Y)：自摸优劣，和正在显微镜下(100倍)，察看平坦状况计分.

综合目标(Z)：用式Z=0。35V+0。3W+0。2X+0。15Y较量争论.

1。3试验后果与剖析

正在探究性试验以及要素试验的根底上，进一步进行了正交试验.选用正交表为L9(34)，共进行了两个正交试验.个正交试验，选硫酸镍(A)、硫酸铜(B)、次磷酸钠(C)、硫氰化钾(D)等增加量作4个影响要素，其后果剖析见图1;第二个正交试验，选柠檬酸三钠(A)、次磷酸钠(B)、醋酸铵(C)、硫酸铜(D)等增加量作四个影响要素，其后果剖析见图2.由图可见，正在所钻研的范畴内，普通均有较好的黑镍镀层，但次磷酸钠的含质变化，仍对镀层品质有较年夜的影响。

2各类次要要素对镀层功能的影响

硫酸镍是向镀层提供镍的物资.正在30～60g/L的浓度范畴内，跟着硫酸镍浓度降低，镀层功能恶化，但浓度再进步，对镀层功能的扭转没有年夜.另外一方面，硫酸镍浓度低于30g/L时，镀层的黑度、平均性等均欠好.

正在镀液中增加硫酸铜可改善镀层的连系力以及扩散性.试验发现，当硫酸铜浓度很低时，试片很难镀上金属层，退出肯定量硫酸铜后，岂但可以使试片镀上玄色层，并且镀层的连系力以及平均度都有所进步.这是因为铜盐起首复原成铜，并正在试片外表先构成铜膜，而后才是其它金属硫化合物的堆积.

硫氰化钾是使膜发黑的次要物资，正在镀液中的作用是很年夜的.它正在镀液中的氧化复原反响提供了能与Ni2+相连系的硫离子而天生玄色的NiS，再堆积正在试片上，使试片镀上玄色层.

次磷酸钠是化学镀黑镍中必不成少的复原剂.它使Ni2+、Cu2+复原天生Ni以及Cu.普通说来，次磷酸钠对堆积速率的影响正在浓度低时影响没有年夜，浓度高时影响较年夜.但次磷酸钠浓度过低或过高都是没有利的.次磷酸钠浓度过低，无益于Ni以及Cu的复原，且不克不及提供膜所必需的元素P，浓度过高膜的综合功能也欠好.

3机理讨论

3。1化学镀镍的原理及发黑机理

化学镀镍是基体金属及镍正在催化剂的作用下，经过可管制的氧化复原反响孕育发生的堆积进程.以次磷酸盐为复原剂的堆积进程为：

Ni2++(H2PO2)-+H2O3H++(HPO3)2-+Ni

(1)(H2PO2)-+HH2O+OH-+P

(2)(H2PO2)-+H2OH+(HPO3)2-+H2↑

(3)反响中局部(H2PO2)-被氢原子复原成P，元素磷混淆正在镀层中。以是，化学镀镍的进程中镀液的pH值一直地添加，磷的浓度缩小。

本配方采纳的发黑根本机理可看做是硫化合物中硫离子正在氧化复原反响中与Ni天生玄色化合物NiS，再与Ni、P、Cu等独特堆积而使镀层外表出现玄色.天生的玄色堆积物的几何便决议了镀层的黑度.初步以为反响式为：Ni2++KCNS→NiS↓+KCN，此进程若正在酸性前提下(pH<6=，根本上无NiS天生。