| 化学镀正在外表解决技巧中据有首要的位置。化学镀是行使合适的复原剂使溶液中的金属离子有抉择地正在经催化剂活化的外表上复原析出成金属镀层的一种化学解决办法。可用下式示意： M2++2e(由复原剂提供)--->M 正在化学镀中，溶液内的金属离子是依托失去所需的电子而复原成相应的金属。例如，正在酸性化学镀镍溶液中采纳次磷酸盐作复原剂，它的氧化复原反响进程以下： Ni2++2e--->Ni(复原) (H2PO2)-+H2O--->(H2PO3)-+2e+2H+(氧化) 两式相加，失去全副复原氧化反响： Ni2++(H2PO2)-+H2O--->(H2PO3)-+Ni+2H+ 复原剂的无效水平能够用它的规范氧化电位来揣度。由上述可知，次磷酸盐是一种强复原剂，能孕育发生一个正值的规范氧化一复原电位。但不该过火地信任E°值，由于正在实际使用上，因为溶液中没有同离子的活度、超电位以及相似要素的影响，会使E°值有很年夜的差别。但氧化以及复原电位的较量争论仍有助于事后预算没有同复原剂的无效水平。若全副规范氧化复原电位过小或为负值，则金属复原将难以发作。 化学镀溶液的组成及其相应的工作前提必需是反响只限度正在具备催化作用的制件外表上进行，而溶液自身不该自发地发作复原氧化作用，以避免溶液天然合成，造成溶液很快生效。假如被镀的金属(如镍、钯)自身是反响的催化剂，则化学镀的进程就具备主动催化作用，使上述反响一直地进行，这时候，镀层厚度也逐步添加，取得肯定的厚度。除了镍外，钴、铑、钯等都具备主动催化作用。 关于没有具备主动催化外表的制件，如塑料、玻璃、陶瓷等非金属，通常需通过非凡的预解决，使其外表活化而具备催化作用，能力进行化学镀。 化学镀与电镀比拟，具备以下优点： ①没有需求外加直流电源设施。 ②镀层致密，孔隙少。 ③没有存正在电力线散布没有平均的影响，对多少形态复杂的镀件，也能取得厚度平均的镀层; ④可正在金属、非金属、半导体等各类没有同基材上镀覆。 化学镀与电镀相比，所用的溶液稳固性较差，且溶液的保护、调整以及再生都比拟费事，资料老本费较高。 化学镀工艺正在电子产业中有首要的位置。因为采纳的复原剂品种没有同，使化学镀所患上的镀层功能有明显的差别，因而，正在选定镀液配方时，要稳重思考镀液的经济性及所患上镀层的特点。 今朝，化学镀镍、铜、银、金、钴、钯、铂、锡和化学镀合金以及化学复合镀层，正在产业消费中已被采纳。 若何进行化学镀镍 化学镀镍是化学镀使用为宽泛的一种办法，所用复原剂有次磷酸盐、肼、硼氢化钠以及二甲基胺硼烷等。今朝消费上年夜多采纳次磷酸钠作复原剂，硼氢化钠以及二甲基胺硼烷因价钱较贵，只有大批应用。 1.镀层的用处 化学镀镍层的结晶粗疏，孔隙率低，硬度高，镀层平均，可焊性好，镀液深镀才能好，化学稳固性高，今朝已宽泛用于电子、航空、航天、机器、精细仪器、日用五金、电器以及化学产业中。 非金属资料上使用化学镀镍愈来愈多，尤为是塑料制品经化学镀镍后便可按惯例的电镀办法镀上所需的金属镀层，取得与金属同样的外观。塑料电镀产物已宽泛用于电子元件、家用电器、日用产业品等。 化学镀镍正在原子能产业，如消费核燃料零碎中的整机以及容器和火箭、导弹、喷气式发起机的零部件上已采纳。 化工设施中紧缩机等的零部件为防侵蚀、抗磨，而用化学镀镍层是颇有利的。 化学镀镍层还能改善铝、铜、没有锈钢资料的焊接功能，缩小迁移转变局部的磨耗，缩小没有锈钢与钛合金的应力侵蚀。 对镀层尺寸要求准确的精细整机以及多少形态复杂的整机的深孔、盲孔、腔体的内外表，用化学镀镍能失去与表面面一样厚度的镀层。 对要求高硬度、耐磨的整机，可用化学镀镍替代镀硬铬。 2.镀层的组成以及特点 <1>镀层的组成 用次磷酸盐作复原剂的化学镀镍溶液中镀患上的镀层含有4%～15%的磷，是一种镍磷合金。以硼氢化物或胺基硼烷作复原剂失去的镀层才是纯镍层，含镍量可达99.5%以上。刚堆积进去的化学镀镍层是无定型的，呈非晶型薄片状构造。 镀层中磷含量次要决议于溶液的pH值，跟着pH值升高，磷含量增年夜。惯例的酸性化学镀镍溶液中堆积出的镀层含磷量为7%～12%，而碱性溶液中堆积的镍层含磷量为4%～7%。别的，溶液的组成及各组分的含量以及它们的比率，和溶液的工作温度等都对含磷量有肯定的影响。 <2>镀层的特点 ①硬度 化学镀镍层比电镀镍层的硬度高患上多，并且更耐磨。电镀镍层的硬度仅为HV160～180，而化学镀镍层的硬度普通为HV300～500。 用热解决办法可年夜年夜进步化学镀镍层的硬度，正在400℃加热1小时后，硬度的高值约可达HV1000。若持续进步热解决温度，如进步到600℃时，则硬度反而升高为HV700。 热解决前的化学镀镍层长短晶型的无定型构造，热解决后则转变为晶型组织，镀层中有Ni3P相构成。Ni3P相的析出量跟着热解决温度的降低而添加，其年夜析出量则决议于镀层的含磷量。 为了进步镀层硬度，合适的热解决规则是：温度380～400℃，工夫为1小时。为避免镀层变色，佳有维护氛围或用真空热解决。正在没有具有维护氛围前提时，适当升高热解决温度(如280℃)以及延伸解决工夫，一样能够进步硬度值。 当镀层具备年夜硬度时，脆性亦增年夜，因此没有适合正在高载荷或打击的前提下应用。抉择失当的热解决前提，可以使镀层既有肯定的硬度又有延展性。 普通钢制工件的化学镀镍层正在200℃温度下解决2小时，可进步镀层连系力以及消弭应力。而铝制工件以正在150～180℃下放弃1小时较为合适。 ②磁功能 化学镀镍层的磁功能决议于含磷量以及热解决温度。含磷量超越8%的镀层是弱磁性的;含磷量正在11.4%以上，齐全不磁性;含磷量低于8%的镀层才具备磁性，但它的磁性比电镀镍层小，经热解决后磁功能有明显进步。 例如，正在碱性化学镀镍液中所患上的镀层，未经热解决时其磁功能为矫顽磁力H0=160A/m，经350℃热解决1小时后为H0=8800A/m。 ③电阻率 化学镀镍层的电阻率与含磷量无关，普通含磷量越高，则电阻率越年夜。正在碱性溶液中所取得的化学镀镍层，其电阻率约为28～34μΩ·cm.正在酸性溶液中所取得的化学镀镍层，其电阻率约为51～58μΩ·cm，比电镀镍层高数倍(纯镍的电阻率为9.5μΩ·cm)。化学镀镍层的电阻率经热解决后会显著降落。例如，含磷量为7%的化学镀镍层，经600℃热解决后，电阻率从72μΩ·cm降至20μΩ·cm。含硼量1.3%～4.7%的镍硼化学镀层，其电阻率为13～15μΩ·cm.用二甲胺基硼烷复原的镍镀层，含硼量为0.6%时，电阻率为5.3μΩ·cm，比纯镍的电阻率低。 ④热收缩系数以及密度 化学镀镍层的热收缩系数普通为13×10-6℃-1。 化学镀镍层的密度普通为7.9g/cm3阁下，化学镀镍层的密度随含磷量进步而升高。 化学镀镍层的综合功能见表4-24： 表4-24化学镀镍层的综合功能化学镀镍层的综合功能镍磷合金层(含磷量8%-10%) 硬度(HV)热解决前500 400℃热解决后1000 密度(g/cm3)7.9 熔点(℃)890 电阻率(μΩ·cm)60～75 热收缩系数(℃-1)13×10-6 热导率[W/(m·k)]5.02 延长率(%)3～6 反射系数(%)50(近似值) 3.工艺前提及镀液配制以次磷酸钠为复原剂的化学镀镍是今朝外使用为宽泛的工艺，分为酸性镀液以及碱性镀液两年夜类。酸性化学镀镍溶液的组成以及工艺前提，见表4-25： 表4-25酸性化学镀镍溶液的组成以及工艺前提 镀液成份(g/l)及工艺前提 1 2 3 4 5 硫酸镍 25-30 30 20 25 25 次磷酸钠20-25 15-25 24 20 24 醋酸钠 5 15 柠檬酸钠 5 15 丁二酸 5 16 乳酸80%(ml/l) 25 25 氨基乙酸 5-15 苹果酸 24 硼酸 10 氟化钠 1 (Pb2+)(以醋酸铅方式退出) 0.001 0.003 pH值 4-5 3.5-5.4 4.4-4.8 4.4-4.8 5.8-6 温度(℃) 80-90 85-95 90-94 90-92 90-93 堆积速率(μm/h)10 12-15 10-13 15-22 48 装载量(dm2/L) 1 1 1 1 1 镀层中含磷量(%)8-10 7-11 8-9 8-9 8-11 1号配方溶液的配制办法以下： 正在容器顶用60～70℃热蒸馏水溶解柠檬酸钠以及醋酸，正在另外一个容器顶用热蒸馏水溶解硫酸镍，溶解后正在一直搅拌下注入前述溶液中，所患上的夹杂液过滤入槽。进行化学镀时，先把事后溶解好并通过滤的次磷酸钠溶液退出槽内，搅拌平均后退出蒸馏水至所需体积，初用10%的稀硫酸或氢氧化钠溶液调整pH值至规则范畴下限值。 二、三、四、5号配方的溶液可参照上述办法配制。 但配方三、4中的乳酸溶液要事后用碳酸氢钠溶液中以及至pH值为4.6阁下，而后才可与其余组分夹杂。 碱性化学镀镍溶液的组成以及工艺前提见下表4-26。 表4-26碱性化学镀镍溶液的组成以及工艺前提 镀液成份(g/l)及工艺前提 1 2 3 4 5 硫酸镍 10-20 33 30 25 30 次磷酸钠 5-15 15 25 25 30 柠檬酸钠 30-60 50 焦磷酸钠 60-70 50 60 乳酸80%(ml/l)1-5 三乙醇胺 100 pH值 7.5-8.5 8 10-10.5 10-11 10 温度(℃) 40-45 90 70-75 65-75 30-35 堆积速率(μm/h) 20-30 15 10 镀层中含磷量(%) 7-8 约5 约4 配方一、5实用于塑料制品金属化底层，普通镀10分钟阁下便可。配方5退出三乙醇胺，除了有络协作用外，还能调整pH值，使镀液能正在高温下仍有较高的堆积速率。正在补加镍盐时，必需先用三乙醇胺与之络合后再退出镀槽，不然会孕育发生积淀。配制时，硫酸镍与次磷酸钠或焦磷酸钠的比例应大抵管制正在1：2，这样能够保障镍呈络合态。 配方2实用于铝及铝合金上化学镀镍。 配方4可正在较宽的浓度范畴内工作，其pH值佳年夜于10，不然焦磷酸镍络合物将发作合成。补加硫酸镍时，也应先溶解于氨水中后再退出镀槽。 4.化学镀镍溶液的组成以及工艺前提的影响 <1>镍盐浓度对堆积速率的影响 ①正在酸性化学镀镍液中镍离子浓度添加，能够进步镍的堆积速率。特地是当镍盐浓度正在10g/L如下时，添加镍盐浓度，镍的堆积速率放慢。例如，当镀液中含次磷酸钠20g/L、醋酸钠20g/L、温度为82～84℃、pH=5.5时，镍盐浓度从5g/L至60g/L变动时，对堆积速率的影响见表4-27： 表4-27镍盐对堆积速率的影响 硫酸镍(g/l) 5 10 20 30 40 50 60 层积速率(μm/h) 12 19 24 21 20 20 20 当镍盐浓度达到30g/L时，持续进步浓度，则镀层的堆积速率再也不添加，乃至降落。镍盐浓渡过高时，会招致镀液的稳固性降落，并易呈现毛糙镀层。 ②正在碱性化学镀镍液中，镍盐的浓度正在20g/L如下时，进步镍盐浓度使化学堆积速率有显著的进步;但当镍盐的浓度高于25g/L以上时，虽持续进步镍盐含量，其堆积速率趋于稳固。 进步次磷酸钠浓度，可进步堆积速率，见图4-15。但次磷酸钠浓度添加，其实不能有限地进步镍的堆积速率，没有同镀液中次磷酸钠浓度 |
