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化学镀镍知识概述 1、化学镀镍液的成分及镀液成分设计的常识？ ？ 优秀的镀液配方对于产生最高质量的化学镀镍层至关重要吗？ ？ 主盐？ 化学镀镍溶液中的主要盐是镍盐，如硫酸镍、氯化镍、醋酸镍等，它们提供化学镀反应过程中所需的镍离子。 早期使用氯化镍作为主要盐，但由于氯离子的存在不仅降低镀层的耐腐蚀性，而且会产生拉应力，所以现在已经很少使用。 与硫酸镍相比，以醋酸镍为主盐有利于镀层性能。 但由于价格昂贵，没有人使用。 事实上，最理想的镍离子来源应该是次磷酸镍。 使用它不会在镀液中积聚大量的硫酸盐，也不会在使用过程中添加次磷酸钠而带入大量的钠离子。 也因其用途，由于价格因素，无法工业化应用。 目前应用最广泛的是硫酸镍。 由于制造工艺略有不同，有两种带结晶水的硫酸镍。 由于硫酸镍是主要盐类且用量较大，因此电镀时必须不断添加。 其中所含的杂质元素会在电镀液中积聚，导致电镀速度下降，使用寿命缩短。 它还会影响涂层的性能，特别是耐腐蚀性能。 因此，供应商在采购硫酸镍时，应争取提供可靠的成分检测单，以确保每批产品质量稳定。 特别要注意杂质的控制，特别是对镀液有害的重金属元素。 ？ ？ 还原剂？ 最常用的还原剂是次磷酸钠，因为其价格低廉，镀液易于控制，合金镀层性能良好。

次磷酸钠易溶于水。 水溶液的pH值为6NaOH。 加热得到的产物？ ？ 络合剂？ 化学镀镍液除了主盐和还原剂外，最重要的成分是络合剂？ ？ 络合剂的首要作用是防止镀液沉淀、析出，增加镀液的稳定性，延长其使用寿命。 当pH值升高时，六水镍离子中的水分子将被OH自由基取代，从而加剧水解作用，必须完全抑制。 在水解反应中，所有镍离子必须被螯合以获得最大的稳定性以抑制水解。 6H2O沉淀？ 络合剂的第二个功能是提高沉积速率。 有很多数据表明添加络合剂后沉积速率有所增加。 可以应用。 化学镀镍中使用的络合剂有很多，但化学镀镍液中使用的络合剂要求其具有较大的溶解度和一定的反应活性，而且价格因素也不容忽视。 目前常用的络合剂主要是脂肪族羧酸及其取代衍生物，如琥珀酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、甘氨酸等，或它们的盐。 在碱性浴中，使用焦磷酸盐、柠檬酸盐和铵盐。 不饱和脂肪酸很少使用，因为不饱和烃饱和时会吸收氢原子，减少还原剂的利用率。 常见的一元羧酸如甲酸和乙酸很少使用。 乙酸通常用作缓冲剂，丙酸用作促进剂。 ？ ？ 稳定剂？ 化学镀镍溶液是一个热力学不稳定的体系。 由于各种原因，如局部过热、pH值升高或某些杂质的影响，镀液中不可避免地会出现一些活性颗粒——催化核心。 镀液发生剧烈的均质自催化反应，产生大量的Ni-P黑色粉末，导致镀液在短时间内分解并逸出大量气泡，造成不可挽回的经济损失。 我们把过去使用的稳定剂大致分为四类： 1、第六主族元素S、Se、Te的化合物； 2.某些含氧化合物； 3.重金属离子 4.水溶性有机物？ ？ 上述采用次磷酸盐作为还原剂。 示例，但基本原理也适用于硼化胺浴。 在 90°C 时，一些稳定剂容易分解、沉淀并失效。 共沉积Ni-B镀层，有时含量高达6%？ ？ 加速器？ 为了提高化学镀的沉积速度，化学镀镍溶液中还添加了一些化学物质。 它们具有提高电镀速度的作用，称为促进剂。

促进剂的作用机理一般认为是还原剂次磷酸根中的氧原子可以被外部酸根取代，形成配位化合物，或者是由于促进剂阴离子的催化作用所致。从而形成杂多酸。 在位阻作用下，HP键能减弱，有利于次磷酸离子的脱氢，或增加次磷酸的活性？ 缓冲？ 由于化学镀镍过程中氢离子的产生，溶液的pH值随着电镀过程中的变化而逐渐降低。 为了稳定电镀速度，保证电镀质量，化学镀镍系统必须具有pH缓冲能力，这意味着电镀过程中pH值不会发生太大变化，能够维持在一定的pH值。 pH值正常值在数值范围内变化的影响，使其在较小的范围内波动。 这种物质称为缓冲剂，用 pH 值和酸浓度变化的图表表示。 酸浓度在一定范围内波动，而pH值则不变。 一个基本不变的系统是否具有良好的缓冲性能？ 化学镀镍溶液中常用的一元或二元有机酸及其盐不仅具有络合镍离子的能力，而且还具有缓冲性能。 酸性镀液中常用的HAC-NaAC体系具有良好的缓冲性能，但醋酸盐的络合能力很小。 一般不用作络合剂。 其他组件？ 与电镀镍一样，在化学镀镍液中添加少量表面活性剂，可以帮助气体逸出，减少镀层的孔隙率。 另外，由于所使用的表面活性剂还起到起泡剂的作用，当电镀过程中释放出大量气体时，镀液表面会形成一层白色泡沫，不仅可以保温，还可以减少电镀液的蒸发损失，并减少酸味，也使许多漂浮的污垢被困在泡沫中而易于清除，从而保持电镀件和电镀液的清洁。

？ ？ 表面活性剂是一种在极少量添加时能够显着降低溶剂的表面张力和界面张力，从而改变体系状态的物质。 在固液界面处，由于固体表面原子或分子的价键力不饱和，因此与内部原子或分子相比，能量相对较高。 特别是金属表面是高能表面之一。 当它与液体接触时，其表面能总是降低。 换句话说，金属的固气界面很容易被固液界面所取代（润湿的定义是吸附在固体表面的气体被液体取代）。 ？ ？ 化学镀镍是一种功能性镀层，一般不用于装饰，所以不需要光亮？ ？ 一些金属离子稳定剂也可用作光亮剂，例如铬离子、铊离子和铜离子。 据信这是与Ni-P共沉积的原因。 2.化学镀镍的定义和分类？ ？ 化学镀镍又称化学镀镍或自催化镀镍，是通过适当的还原剂使溶液中产生金属离子。 金属表面的金属沉积过程依赖于自催化还原。 ？ ？ 化学镀液的分类方法有多种。 根据不同的原理有不同的分类方法。 按PH值分为酸性镀液和碱性镀液。 酸性电镀液的PH值一般在4～6之间，碱性电镀液的PH值一般大于8，碱性电镀液主要用于非金属材料（如塑料、陶瓷等）的金属化。 ）由于其工作温度低； 根据还原剂的种类，有次磷酸盐、氨基硼烷、硼氢化物等。 以及以肼为还原剂的化学镀镍液； 按温度分类有高温镀液（80～95℃）、低温镀液（60～70℃）和常温镀液； 根据镀层的磷含量可分为高磷镀液、中磷镀液和低磷镀液。 高磷镀液含有9％～12％(质量)的磷。 涂层无磁性、非晶态，在酸性介质中具有较高的耐腐蚀性。 6%~9%（质量），这种镀液沉积速度快，稳定性好，寿命长。 涂层耐腐蚀、耐磨。 在工业上应用最为广泛，如汽车、电子、纺织机械、石化机械、食品工业、办公设备、精密机械工业等； 低磷镀液含磷（质量）0.5%～5%。 由此类溶液获得的涂层具有高硬度和耐磨性，特别是在碱性介质中的耐腐蚀性。 明显优于中磷和高磷电镀——磷合金电镀液，包括镍铬磷、镍铜磷、镍钴磷等电镀液。 3、化学镀镍的一般工艺流程？ ？ 化学镀镍前，金属制品的表面预处理包括：研磨抛光、除油、除锈、活化等工序。 化学镀镍常用的金属预处理方法与电镀工艺类似。

我们不会讨论研磨、抛光等物理方法。 下面主要介绍一些化学处理方法。 ？ ？ 除油？ 除油方法可分为有机溶剂除油和化学除油。 ？ 有机溶剂除油的特点是除油速度快，不腐蚀金属。 然而，脱脂并不彻底，需要化学或电化学方法。 补充除油的方法。 常用的有机溶剂包括：汽油、煤油、苯、酮、某些氯化烷烃和烯烃。 有机溶剂脱脂的另一个优点是脱脂后的溶剂可以回收再利用。 有机溶剂一般是易燃的，所以使用时要小心。 ？ ？ 化学除油是利用碱溶液的皂化作用和表面活性物质对不皂化油脂的乳化作用，去除工件表面的各种油污。 化学除油的温度通常在60-80度之间。 工件脱脂的效果一般以目视检查为主。 即工件表面能被水完全润湿，这是油污已被彻底清除的标志吗？ ？ 电化学除油分为阴极除油和阳极除油。 对于除油来说，在相同电流下，阴极除油产生的氢气是阳极除油产生的氧气的两倍。 气泡小而密，乳化能力大，除油效果较好。 但易造成工件氢脆和杂质在阴极析出。 阳极除油虽然没有这些缺点，但可能会造成工件表面的氧化和溶解。 目前普遍采用交换正负极的化学除油方法。 电化学除油液的配方与化学除油类似。 ？ ？ 除锈 ? 除锈方法包括机械法、化学法和电化学法？ ？ 机械除锈是对工件表面进行喷砂、研磨、滚压或抛光等机械处理，以获得光滑的表面。 同时去除表面锈层。

？ ？ 化学除锈是利用酸或碱溶液对金属制品进行强烈蚀刻，通过蚀刻过程中产生的氢气泡的化学作用和机械剥离作用，去除制品表面的锈层。 ？ ？ 电化学除锈是在酸或碱溶液中对金属制品进行阴极或阳极处理，以除去锈层？ ？ 化学镀镍前处理所采用的除锈工艺与电镀除锈工艺基本相同？ ？ 激活？ 活化是指使零件获得完全活化的表面。 这种酸蚀针对不同材质的零件采用不同的酸溶液。 一般钢件的活化可用10%硫酸或1:1盐酸进行。 活化标准一般为工件表面出现细小均匀的气泡。 4、化学镀镍的质量控制和溶液维护？ 化学镀镍层的定期质量检验分为验收检验和质量检验两类。 除按用户技术要求检测项目频率外，还应定期进行涂层质量监测，如每月一次或每周一次。 验收测试项目通常包括涂层外观、厚度、公差、结合强度、孔隙率等。质量测试包括层耐腐蚀性、耐磨性、合金成分、内应力、显微硬度等。不可能只进行一项测试来代表涂层质量控制。 例如，仅测量显微硬度作为涂层质量的标志是不正确的。 由于化学成分相似的化学镀镍层的硬度非常相似，这仅在一定程度上反映了镀体的固有特性； 然而，相同硬度的镀层与基体的结合强度可能完全不同，镀层的结合强度取决于工件的镀前处理。 与很多因素有关。

同样，合金成分相似的涂层的耐腐蚀性也可能有很大差异，因为涂层的耐腐蚀性与其组织结构、孔隙率和许多性能有关。 因此，涂层质量的监测应是多种检测的合理结合。 ？ ？ 化学镀镍液中存在金属盐和还原剂，处于亚稳态。 因此，镀液的日常维护对于镀层的使用寿命和镀层的质量控制尤为重要。 1.经常测量 2.经常测试镀液的pH值，使其保持在操作范围内 3.确保硫酸镍含量在操作范围内。 如果不足，应及时补充，并尽量缩短补充间隔，减少单次添加量。 ，或者使用自动跟踪分析来添加，效果更好。 4． 添加的硫酸镍、次磷酸钠、乙酸钠必须溶解并单位过滤后再添加。 最好提前配制10-20倍浓缩液进行补充。 5、镀液应经常过滤，去除镀液中的有害颗粒成分。 6、严禁电镀液长时间空载或严重超载放置在高温下。 大槽应保证镀件分布均匀。 7、镀液不使用时，应努力防止灰尘等有害物质落入其中。 8、经常清除镀液，用稀硝酸浸泡即可除去。 镀槽上的沉积物 9、严禁添加或带入其他有机物、重金属离子等有害杂质。 10、车间配备记录本，及时记录镀液的补充情况、pH值的调整、种类、数量、面积等镀件情况。 操作内容并保存 5.化学镀镍故障排除？ ？ 参见《化学镀镍技术问答》主题6。 化学镀镍的相关标准？ GB/-92 自催化镍磷电镀技术要求和试验方法？ ( 1987)，ISO/TC107 自催化镍磷电镀——规格和测试方法？ ASTM B656—79 工程用金属自催化镀镍美国标准实施方法 MILC 美国军用规范？ ？ 化学镀镍的技术要求？ AMS 2404A - 化学镀镍航空航天材料规范？ AMS 2404 - 航空航天材料化学镀镍规范，低磷？ NACE T-6A-54 美国腐蚀工程师协会记录化学镀镍？ DEF Std 03-5/1 英国材料化学镀镍？ NFA-91-105法国化学镀镍性能及测试方法？ DIN 50966 (1987) 德国化学镀镍用于功能性目的？ RAL-RG660第2部分（1984）德国硬铬和化学镀镍质量保证？ ONORM C2550 (1987) 奥地利化学镀镍磷电镀 - 技术要求和测试 7. 化学镀的物理和化学性能？ 密度： ？ 20℃时镍的密度为8.91g/cm31%-4%。 8.5克/立方厘米； 磷含量7%-9%时为8.1g/cm3； 当磷含量为10%-12%时，为7.9 g/cm3？ ？ 热性能： ？ 热膨胀系数用来表示金属尺寸随温度的变化规律，一般指线膨胀系数μm/m/℃。 Ni-P（8%-9%）的热膨胀系数在0-100℃范围内为13μm/m/℃12.3-13.6μm/m/℃。

热导率可以根据电导率计算出来。 化学镀镍的导热系数比电镀镍低，范围为4.396~5.652W/(m·K)? ？ 电气特性： ? 由于镀层是很薄的金属层，很难测量比电阻 Ni-P（6%-7%）比电阻为52-68μΩ·cm，碱浴镀层仅为28-34μΩ·cm ，纯镍镀层的比电阻较小，仅为6.05μΩ·cmpH值，尤其是磷含量与磁性能密切相关：？ ？ 化学镀Ni-P合金的磁性是由磷含量和热处理制度决定的，即其结构性能——结晶或非晶P≥8%（wt）的非晶镀层是非磁性的，含5%的镀层含-6% P 的铁磁性非常弱。 只有P≤3%（wt）的镀层才具有铁磁性，但磁性仍比电镀镍小。 铸造能力和厚度：化学镀使用还原剂发生化学反应。 这样在工件表面获得镀层，不存在电镀时因工件几何形状复杂而造成的电源线分布不均、铸造能力不足和镀深能力不足的问题。 无论是深孔、盲孔、深槽还是形状复杂的工件，都可以获得均匀厚度的涂层。 下图显示了化学镀镍的深镀能力。 涂层的厚度理论上似乎是无穷大，但如果太厚，应力就会很大，表面会变得粗糙，而且很容易剥落。 有报道称厚度可达400微米。 结合力和内应力：一般来说，化学镀镍的结合力较好，如对低碳钢为210-，对不锈钢为160-，对铝为100-。

镍磷合金通常比镍硼合金具有更好的粘合性。 钎焊性能：铁基金属上的化学镀镍层不能熔焊，因为磷会导致高温操作后母材变脆，但钎焊是可行的。 在电子工业中，化学镀镍用于改善轻金属部件（例如铝基金属）的焊接性能。 镍磷合金层的钎焊性随着磷含量的增加而降低。 镀液中的一些添加剂也会显着影响焊接性能。 例如添加1.5g/L糖精有利于钎焊。 ?? ？ 化学镀镍层具有良好的钎焊性能。 例如在铝合金产品上镀7~8um镍磷镀层，可以提高钎焊性能，使铝散热片与硅晶体管良好连接。 8.化学镀镍的行业应用？ 由于化学镀镍层具有优良的均匀性、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等综合物理化学性能，因此该技术得到了广泛的应用。 几乎很难找到一个不使用化学镀镍技术的行业。 据介绍，化学镀镍应用于各行业的比例大致如下：航空航天工业：9%、汽车工业：5%、电子计算机工业：15%、食品工业：5%、机械工业：15%、核工业：2%、石油工业：10%、塑料工业：5%、输电工业：3%、印刷工业：3%、泵制造业：5%、阀门制造业：17%、其他：6% 20世纪80年代发展，年均净增长率高达10%至15%； 预计化学镀镍的应用将继续发展，年均净增长率将降低至6%左右，已进入成熟发展阶段。 9.化学镀镍的特点及发展简史？ 与电镀相比，化学镀镍的历史相对较短。 国外真正在工业上应用是20世纪70年代末、80年代初。 1844年，A.Wurtz发现可以用金属镍生产金属镍。 它是通过次磷酸盐在盐的水溶液中还原而沉积的。 1944年，美国国家标准局的A.和G.的发现阐明了形成涂层的催化性能，并发现了沉积非粉末状镍的方法，使化学成为可能。 镀镍技术是否有工业化应用的可能性？ 化学镀镍工艺的应用比实验室研究成果晚了近十年。 1955 年，他们创建了第一条中试生产线，并实现了商业上有用的化学镀镍。 溶液，这种化学镀镍溶液的商业名称是“”？ 目前，化学镀镍在国外，特别是美国、日本、德国已成为一项非常成熟的高新技术，并已广泛应用于各个工业部门。

？ ？ 我国化学镀镍工业化生产起步较晚，但近年来发展很快。 不仅发表了大量论文，还召开了全国化学镀会议。 据第五届化学镀年会发表的文章统计，生产厂家有300多家，但这个数字在当时应该是极其保守的300亿元，而且正在以10%到15%的速度发展。每年。 10.化学镀镍的应用？ ？ 参见《化学镀镍》《应用》专题11.化学镀镍液的成分分析？ 为了保证化学镀镍的质量，镀液的化学成分和工艺技术参数必须始终保持在最佳范围（状态），这就需要操作人员经常分析和调整镀液的化学成分。 1. Ni2+浓度？ 测定镀液中镍离子浓度的常规方法是采用EDTA络合物滴定，以紫乙酸盐为指示剂（1）浓氨水（密度：0.91g/ml）（2）紫乙酰胺指示剂（紫乙酸盐：氯化钠） =1:100) (3) EDTA溶液0.05mol，按常规校准分析方法： ? 用移液器吸取冷却后的化学镀镍液10ml置于250ml锥形瓶中，加入100ml蒸馏水、15ml浓氨水和约0.2g指示剂，用校准过的EDTA溶液滴定。 当溶液颜色由浅棕色变为紫色时，即为终点。 镍含量的计算： C Ni2+ = 5.87 M·V ( g/L) M——EDTA标准溶液的摩尔浓度； V——消耗EDTA标准溶液的毫升数 2、还原剂浓度？ 次磷酸钠·H2O浓度的测定？ 其原理是在酸性条件下用过量的碘氧化次磷酸钠，然后用硫代硫酸钠溶液反滴定剩余的碘，以淀粉为指示剂。

试剂 (1) 盐酸 1:1 (2) 碘标准溶液 0.1 mol，按常规标定 (3) 淀粉指示剂 1% (4) 硫代硫酸钠 0.1 mol，按常规标定 分析方法： ? 用移液器量取冷却后的电镀液5ml放入250mL带盖锥形瓶中； 将25mL盐酸碘标准溶液加入锥形瓶中，盖上盖子，避光放置0.5小时（温度不得低于25℃）； 打开瓶盖，加入1mL淀粉指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点。 计算：C·H2O = 10.6(2M1V1-M2V2) (g/L) M1——标准碘溶液的摩尔浓度； V1————标准碘溶液的毫升数； M2——硫代硫酸钠标准溶液的摩尔浓度； V2——消耗硫代硫酸钠标准溶液的毫升数 3.·5H2O的浓度？ 在化学镀镍浴中的还原剂反应产物中，次磷酸钠的反应产物亚磷酸钠DMAB影响最大。 测定原理是在碱性条件下用过量的碘氧化亚磷酸，但次磷酸不参与反应； 然而，剩余的碘用硫代硫酸钠反滴定； 使用淀粉作为指示剂。 试剂 (1) 5%碳酸氢钠溶液 (2) 98%醋酸 (3) 其余试剂与上一分析方法相同：用移液器量取冷却后的镀液 5ml 置于 250mL 锥形瓶中（可见含量决定电镀液的体积），加蒸馏水，用移液器量取40mL标准碘溶液于锥形瓶中，盖紧，置于暗处1hPH