有没有了解化学镀的？
化学镀是一种新型的金属表面处理技术，该技术以其工艺简单、节能环保等特点而受到越来越多的重视。化学镀应用范围广泛，镀金层均匀，装饰性强。在防护性能方面，可提高产品的耐腐蚀性能和使用寿命；在功能性方面，可提高被加工件的耐磨性、导电性、润滑性等特殊功能，从而成为世界各国表面处理技术的一大发展方向。化学镀化学镀[1]（）又称化学镀或自催化镀（Auto-），是在不通外加电流的情况下，利用适当的还原剂将镀液中的金属离子还原为金属并沉积在零件表面的镀层方法。化学镀技术是在金属的催化作用下，通过可控的氧化还原反应进行金属沉积的过程。与电镀相比，化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、不需要直流电源设备、沉积在非导体上以及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、环境污染小、成本低廉，已在很多领域逐渐取代电镀，成为一种环境友好的表面处理工艺。目前化学镀技术已广泛应用于电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航空航天等行业。2 原理化学浸镀(简称化学镀)技术的原理是：化学镀是一种不需要通电，基于氧化还原反应原理，利用含有金属离子的溶液中的强还原剂将金属离子还原为金属并沉积在各类材料表面，形成致密镀层的方法。
化学镀常用溶液：化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷溶液、镀镍磷硼溶液等。目前，对以次磷酸盐为还原剂的化学镀镍自催化沉积反应提出的理论有“原子氢态理论”、“氢化物理论”和“电化学理论”，其中“原子氢态理论”得到较为广泛的认可。3 敏化敏化就是在非金属表面形成一层具有还原作用的还原液膜，这种具有还原作用的处理液就是敏化剂。良好的敏化效果要求具有还原作用的离子在一定条件下能长时间保持其还原能力，并能控制其还原反应的速度。关键是敏化不是还原出连续的镀层，而只是一个活化点。目前最合适的还原剂只有氯化亚锡。目前非金属化学镀镍最常用的工艺是Pd活化工艺。 当吸附有Sn的非金属表面与Pd活化液接触时，Pd会被Sn还原并沉积在非金属表面，形成活化中心，使化学镀得以顺利进行。4Ni-P1.化学镀Ni-P的技术指标镀层厚度10-50μm，硬度Hv 550-1100(相当于HRC 55-72)，结合强度大于15kg/mm2，耐蚀性大大优于不锈钢。2.化学镀Ni-P的技术特点1.硬度高、耐磨性好：化学镀层经热处理后硬度可达Hv 1100以上，涂装后工、模一般寿命提高3倍以上。2.耐蚀性强：化学镀层在酸、碱、盐、氨、海水等介质中均有很好的耐蚀性，其耐蚀性优于不锈钢。
3、表面平整亮丽：工件电镀后不影响表面光洁度，不需再加工抛光。 4、可镀形状复杂：工件形状不受限制，不会变形，深盲孔、复杂型腔均可电镀。 5、可镀材料广泛：可电镀在模具钢、不锈钢、铜、铝、塑料、尼龙、玻璃、橡胶、木材等材料上。 三、化学镀Ni-P应用部位 1、各类模具：注塑模、橡胶模、玻璃模、胶木模、压铸模等。 2、石油化工耐腐蚀部位：反应器、阀门、管道、泵体、转子叶片等。 3、机械零件：汽车零件、纺织机械及各种需要耐磨、耐腐蚀的机械零件。如齿轮、齿轮轴、织针导杆、大针盘、注射器等。 [2]5镀镍主盐：化学镀镍液中主盐为镍盐，一般为氯化镍或硫酸镍，有时也用氨基磺酸镍、醋酸镍等无机盐。早期酸性镀镍液多用氯化镍，但氯化镍会增加镀层应力，现在多用硫酸镍。目前有专利介绍用次磷酸镍作为镍、次磷酸盐的来源，一个优点是避免了硫酸根离子的存在，同时加入镍盐时，可以最大限度减少碱金属离子的积累。但问题是次磷酸镍的溶解度有限，饱和时仅为35g/L，次磷酸镍的制备也是一个问题，价格也比较高。如果次磷酸镍的制备方法成熟，能解决溶解度问题，这种镍盐将有很好的前景。
还原剂：化学镀镍的反应过程是一个自催化的氧化还原过程，镀液中可使用的还原剂有次磷酸钠、硼氢化钠、烷基胺硼烷和肼等，在这些还原剂中，次磷酸钠因其价格低廉、镀液易控制、镀层耐蚀性好等特点，使用最多。络合剂：化学镀镍液中的络合剂除了可以控制可供反应的自由镍离子浓度外，还可以抑制亚磷酸镍的沉淀，提高镀液的稳定性，延长镀液的使用寿命。有些络合剂还可以起缓冲剂和促进剂的作用，提高镀液的沉积速度。化学镀镍用的络合剂一般含有羟基、羧基、氨基等，常用的络合剂有柠檬酸钠、酒石酸钠等。在镀液配方中，络合剂的用量不仅取决于镍离子的浓度，还与其自身的化学结构有关。 在镀液中，每个镍离子能与6个水分子形成弱结合，当它们被羟基、羧基、氨基取代后，就形成稳定的镍配体。如果络合剂含有一个以上的功能团，则可以通过氧、氮配位键生成镍的闭环配合物。在含有0.1mol镍离子的镀液中，要络合全部镍离子，需用双配体含量约0.3mol的络合剂。镀液中无络合剂时，经过几次使用循环，由于亚磷酸盐的聚集，导致亚磷酸盐浓度升高，产生亚磷酸镍沉淀。镀液受热后变成糊状，加入络合剂后，可大大提高亚磷酸镍的沉淀点，即提高了镀液对亚磷酸镍的容忍度，延长了镀液的使用寿命。
不同的络合剂对镀层的沉积速度、表面形貌、磷含量、耐蚀性等都有影响，因此络合剂的选用不仅要使镀液的沉积速度快，而且要使镀液稳定，使用寿命长，镀层质量好。缓冲剂：由于化学镀镍反应过程中有副产物氢离子的生成，会使镀液的pH值下降。实验证明，每消耗1mol的Ni2+，同时有3mol的H+生成，即在1L镀液中，若消耗0.02mol的硫酸镍，则将有0.06mol的H+生成。因此，为了稳定电镀速度，保证镀层质量，镀液必须具有缓冲能力。缓冲剂能有效地稳定镀液的pH值，维持镀液的pH值在正常范围内。 一般可用强碱弱酸盐作为pH缓冲剂，如醋酸钠、硼砂、焦磷酸钾等。稳定剂：化学镀镍溶液是热力学不稳定体系，还原反应常发生在镀件表面以外。当镀液中产生一些具有催化作用的活性粒子，即催化核心时，镀液易发生剧烈的自催化反应，即自分解反应，生成大量的镍磷黑粉，导致镀液寿命终止，造成经济损失。在镀液中加入一定量的具有强吸附性能的无机或有机化合物，它们能优先吸附在粒子表面，抑制催化反应，稳定镀液，使镍离子的还原只发生在镀件表面。但必须注意，稳定剂是一种化学镀镍毒物，即负催化剂，稳定剂不能过量使用。 过量使用轻则降低电镀速度，重则导致电镀停止，因此必须谨慎使用。
一切稳定剂都有一定的催化毒性，过量使用会阻碍沉积反应的进行，同时还会影响镀层的韧性和颜色，使镀层变脆，降低其耐蚀性。实验证明，稀土也可用作稳定剂，复合稀土的稳定性比单一稀土要好。促进剂：在化学镀液中加入一些促进催化剂，可提高化学镀镍的沉积速度。促进剂使用的机理，可以认为是还原剂的次磷酸根中的氧原子被外来的酸根取代，形成配位化合物，导致分子中H、P原子间的键变弱，使氢更容易移动，吸附在催化表面上。也可以说，促进剂能活化次磷酸根离子。 常用的促进剂有丙二酸、琥珀酸、氨基乙酸、丙酸、氟化钠等。其他添加剂：化学镀镍液中，有时镀件表面不断产生氢气泡，会造成底层出现条纹或麻点。加入一些表面活性剂，有利于工件表面气体的逸出，降低镀层孔隙率。常用的表面活性剂有十二烷基硫酸盐、十二烷基磺酸盐、正辛基硫酸钠等。稀土元素能提高镀液的深镀能力、分散能力和电流效率。研究表明，在化学镀中，稀土元素还能明显改善镀液的镀层性能。少量的稀土元素能加速化学沉积速度，提高镀液的稳定性，提高镀层的耐磨、耐腐蚀性能。化学镀镍磷合金镀层硬度可高达HRC69，耐磨、耐腐蚀性能高，镀层结合力好，厚度均匀。
镀速快，可达20μm/小时。[3]6技术特点1、耐腐蚀性强：经该工艺处理后的金属表面为非晶态镀层，具有优良的耐腐蚀性能，经硫酸、盐酸、烧碱及盐水试验，其腐蚀速度比不锈钢低。2、耐磨性好：由于催化处理后的表面为非晶态，即基本处于平整状态，并具有自润滑性能，因此摩擦系数小，不粘附性好，耐磨性高，在润滑条件下可代替硬铬。3、光泽度高：催化后镀件表面光泽度为LZ或▽8-10，可与不锈钢产品相媲美，呈现出亮白色的不锈钢本色。工件涂装后，不影响表面光洁度，不需要再进行加工抛光。 4、表面硬度高：经该技术处理后，金属表面硬度可提高一倍以上，在钢、铜表面可达Hv570。热处理后涂层硬度可达，涂装后工模具一般寿命提高3倍以上。5、结合强度高：经该技术处理后的合金层与金属基体结合强度更强，一般在350℃以下不会起皮、脱落、起泡，与铝结合强度可达102℃。6、仿形性好：在尖角或棱角凸起处无过分明显的增厚，仿形性好。镀后不需打磨，沉积层厚度、成分均匀。7、工艺技术适应性强：在盲孔、深孔、管道、拐角、缝隙内表面均可获得均匀的镀层。 因此，无论您的产品结构有多复杂，该技术都可以轻松处理，不会出现任何泄漏。
8.电阻小，可焊性佳。9.耐高温：催化合金层熔点为850-890度。7.适合镀层底材铸铁、钢、铜及铜合金、铝及铝合金、模具钢、不锈钢。 8合金性能（经国家钢铁产品质量监督检验中心检测）按-1997标准检测，时间为96小时，NaCl浓度50g/l，pH值：6.5-7.2，温度：35，按-86规定评定防护等级，可达9级。 磷含量（质量百分比）：6%-12% 电阻率：60-75μΩ.cm 密度：7.9g/cm3 熔点：860-880℃ 硬度： 镀层状态：Hv500-550（45-48RCH） 热处理后： 结合力：，远高于电镀 内应力：钢上内应力低于7Mpa9 技术应用 利用化学镀镍技术可以对铝或钢铁材料等非贵金属基体进行保护，并可以避免使用难加工的不锈钢，提高其表面性能。 相对较软、不耐磨的基体可以用化学镀镍的方法使其表面获得坚硬耐磨的表面。在很多情况下用化学镀镍代替镀硬铬有许多优点。特别是对于内镀层和形状复杂、镀后硬铬层需进行机械加工的零件。有些基体采用化学镀镍是为了使其易于钎焊或改善其表面性能。1.化学镀镍由于化学镀镍层具有优良的均匀性、硬度、耐磨性和耐腐蚀性等综合物理化学性能，该项技术在国外已得到广泛应用。
各行业化学镀镍所占比例如下：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%；石油化工工业：10%；塑料工业：5%；电力传输：3%；印刷工业：3%；阀门制造工业：17%；其他：11%。例如，在某发电厂发电机组冷凝器黄铜管内表面化学镀镍，可大大提高耐腐蚀性能，延长冷凝器管的使用寿命；在铝合金上镀镍，可提高铝合金的硬度和防护性能，改善铝合金的表面性能，扩大铝合金的应用范围。2、化学镀镍合金（1）镍磷二元合金镀层：硬度HV550~600，导电性好，焊接性好，耐腐蚀，用于IC上盖、引线框架、模具、按键等； （2）高磷镍合金镀层，无磁性，广泛用于电子仪器、半导体电子设备抗电磁干扰屏蔽层等。 （3）镍硼磷三元合金，镀层硬度HV680，用于压电陶瓷电极、传动装置、阀门等。 （4）镍硼磷硬度HV800，电子模具、接触材料等。 （5）45#钢齿轮表面刷镀镍磷、镍钴合金金属，可明显改善45#钢齿轮的接触面。 3、化学镀银主要用于电子元器件、印刷电路板的焊点，提高产品的耐腐蚀性能和导电性能，还广泛用于各种装饰品，如组装杯、高档旅行保温杯、紧固件等。 铍青铜在通讯行业应用广泛，为了进一步提高铍青铜的弹性导电性能，可在铍青铜上镀银。
10 其他应用非导体可用化学镀镍法镀上一种或多种金属，这在装饰和功能方面（如电磁干扰屏蔽）都很重要。在很多情况下，许多工程塑料已被认为是金属的替代品。其中一些具有良好的耐高温性能。所有这些塑料都比金属轻，更耐腐蚀，包括聚碳酸酯、聚芳醚酮、聚醚酰亚胺树脂等。在需要导电或电屏蔽的场合，塑料需要金属化，这可以用化学镀镍来实现。1、尼龙表面化学镀，如在尼龙表面化学镀镍、银、铜等，以代替金属或装饰；采用化学镀新工艺在专用尼龙基布上镀纯银，使尼龙布具有良好的防电磁辐射性能。2、塑料工件表面的装饰镀层，如纽扣、车辆上的紧固件、防护板等。化学镀使用简单方便，能满足市场的需求。 3、聚丙烯纤维化学镀铜可用于化工、医药、纺织等工业的工业过滤和防护。聚丙烯无纺布镀铜复合材料增加了聚丙烯材料的导电性，可消除静电的危害，可用于制造防静电防护服包装材料、装饰材料等，应用前景广阔。4、化学镀铜用高强度塑料镀铜代替金属铜，可达到与铜相同的表面性能和效果，比铸造、锻造工艺难度小，减少设备投资，节省大量铜材。高强度塑料镀金属可提高塑料的抗老化性能，消除塑料的静电吸尘作用。11我国20世纪80年代，欧美等工业发达国家在化学镀技术的研究、开发和应用方面取得了长足的进步。 平均每年有15-20%的表面处理技术转换为化学镀技术，使金属表面得到了更多的发展，促进了化学镀技术进入成熟时期。
为了满足复杂的工艺要求和解决更为先进的技术难题，化学镀技术不断发展，推出了各种合金镀层的化学复合技术，即三元化学镀或多元化学镀技术，并取得了一些成果。例如在Ni-P(镍-磷)镀层中，与SiC或PTFE的复合镀层比单一的Ni-P镀层具有更优良的耐磨性和自润滑性能；在Ni-P(镍-磷)镀层中引入金属钨，进一步提高了Ni-WP(镍-钨-磷)镀层的硬度，在耐磨性方面取得了良好的效果；在Ni-P(镍-磷)镀层中引入铜，使Ni-Cu-P镀层具有更优良的耐蚀性。 另外还有Ni-Fe-p(镍铁磷)、Ni-Co-p(镍钴磷)、Ni-Mo-p(镍钼磷)等镀层，广泛应用于计算机硬盘、磁声记录系统和传感器薄膜电子器件等。化学镀技术由于工艺本身的特点和其优异的性能，有着广泛的用途。我国在20世纪80年代才开始探索化学镀，1992年国家发布了国家标准(GB/-92)，称为自催化镍磷镀层。我国已在汽车工业、石油化工、机械电子、纺织、印刷、食品机械、航空航天、军工等各个行业中广泛应用化学镀技术。由于电子计算机、通讯等高科技产品的应用和迅速发展，给化学镀提供了广阔的市场。 2000年以后，一方面国家注重环保，另一方面我国工业发展对金属表面处理的要求提高了，加速了化学镀技术的发展，国家高新技术目录中也增加了化学镀。
化学镀在我国起步虽然较晚，但近几年发展很快，其部分性能指标已与欧美化学镀相媲美，加之价格低廉，适合我国企业的工艺流程，其发展前景备受瞩目。目前，我国化学镀的研究主要在北方，推广应用也主要在广东，广东有三分之一以上的企业采用化学镀，其中不乏规模较大的企业，技术和价格颇具竞争力。12 研究进展近年来，发达国家材料表面镀层采用化学镀技术，平均每年以12%-15%的速度递增。起初化学镀仅限于镀镍、铜、金等，占表面镀层的一半以上。后来，随着化学镀技术的优越性逐渐被人们认识，对钯、铂、银、钴等的化学镀技术也得到了研究和发展，并逐步实现产业化。 现在多元合金及复合材料的化学镀无论从种类范围还是镀层规模来看，都在大力发展。我国起步虽晚，但也处于快速发展阶段。化学镀中，金属在基体表面的沉积及镀覆过程与电镀不同，其过程不需要外界电源供应，而是依靠镀液中的氧化还原反应，将被镀的金属离子还原为单一物质并沉积在基体表面。镀层的性能与化学镀液的组成及配方、化学镀的工艺条件以及镀层的化学成分和微观结构都有密切的关系。化学镀层致密、厚度均匀、耐蚀性和耐磨性好、可焊性好、硬度高、摩擦系数小。
根据不同的需要，可分别镀非磁性和磁性镀层。鉴于其诸多优点，在发达国家，化学镀技术已渗透到工农业生产和高科技各个领域，得到广泛的应用。随着我国经济建设的快速发展，化学镀也在各个领域逐渐发展起来；如塑料的化学镀、电子工业中的陶瓷化学镀镍电容器、石油仪器制造业中的化学镀镍内衬、耐酸泵、耐腐阀门中的耐酸零件等。化学镀技术的形成和理论的完善只有近二三十年的历史，它的问世可追溯到1946年美国电化学学会（AES）第34届年会。Grace报道，为了防止镀镍时惰性阳极的氧化，他们在镀槽中加入还原剂次磷酸钠。 他们发现阴极上沉积的镍量比按法拉第(M.)电解定律计算出的要多。在一年后的一次年会上，他们首次比较全面地报道了用还原剂还原镍离子进行化学镀镍时，温度、镀液化学成分、pH值等各种参数与所得镀层成分之间的关系。此后，该领域的新思路、新工艺不断涌现，也产生了不少专利。为了与电镀相区别，这种工艺被命名为化学镀或无电解镀，或自催化镀(自动镀)。化学镀逐渐与电镀平起平坐，两种工艺技术相辅相成。[4]