电镀镍镀液中各成分及操作条件对镀层性能影响
关于近期环球电镀网关于镀镍工艺所遇到的问题的咨询，希望下面文章的分析与讲解能够帮助大家解决疑惑。
①主盐硫酸镍（NiS04·7H20）是镀镍溶液的主盐，浓度范围一般为100～350g/L。也可采用硫酸镍铵[NiS04·（NH4）2S04·6H20]作主盐，产生镍离子，但硫酸镍铵镍含量低（15%），溶解度小，不能得到高浓度溶液。因此该溶液不能用于大电流密度电镀，所以很少采用。但当电镀液中含有铵离子时，所得镍层较硬，因此有时也采用复盐硫酸镍铵电解液，以产生硬度更高的镍层。
②活化剂由于镍阳极容易钝化，因此必须在镀镍液中加入阳极活化剂，以保证镍阳极的正常溶解。最常用的阳极活化剂是氯化物，如氯化镍、氯化钾、氯化钠和氯化铵等。这些氯化物中，Cl-通过镍阳极上的特性吸附，除去氧、羟基离子等能钝化镍阳极表面的杂质，从而保证镍阳极的正常溶解。同时活化剂能提高镀液的导电性和阴极的分散能力。考虑到价格和供应情况，通常采用氯化钠作为阳极活化剂，用量一般为7-15g/L。如果氯化钠含量过高，阳极溶解迅速，甚至直接使镍金属颗粒从阳极上脱离，沉积在槽底，或者吸附在阴极上，造成镀层堆镍。 同时由于镀液中钠离子浓度增加，镀层变脆，光泽度下降；氯化钠含量过低，阳极钝化，导致镀层质量差。氯化镍无需加入其它金属离子，就能同时提供镍离子和氯离子，因此可以代替NaCl和部分主盐NiS04·7H20，起阳极活化剂的作用，是一种理想的活化剂。在含有镍铵复盐的电解槽中，可用氯化铵作活化剂。
③导电盐：单从导电性来看，硫酸钾、硫酸铵较好，硫酸镁稍差。但硫酸钾与硫酸铵一样，能与硫酸镍形成复盐（NiS04·K2SO4·6H2O），这种复盐溶解度小，易结晶，因此生产中多采用硫酸钠、硫酸镁作导电盐。
加入硫酸钠（·10H20）和硫酸镁（MgS04·7H20）可提高镀液的导电性和分散性，降低施镀温度。硫酸镁还可使镀镍层洁白、柔软（不能消除其它因素引起的镍层暗沉问题）。·10H20的用量一般为80-100g/L，MgS04·7H20的用量一般为20-40g/L。
④缓冲剂：由于镍电镀液中阴极与阳极的电流效率是不相等的，为了防止生产中镀液酸度的急剧变化，常加入硼酸作缓冲剂，控制pH=5-6。硼酸浓度一般控制在40-50g/L，在光亮镀镍中稍高一些。但硼酸含量过高，在镀液温度较低时（硼酸在室温下的溶解度只有40g/L），就会有晶体析出。硼酸在起缓冲作用的同时，还能提高镀镍层与基体金属的结合强度，改善阴极极化和镀液的导电性，提高炭化电流密度。
⑤ 防针孔剂 镀镍过程中，由于阴极表面析出的氢气滞留在电极表面，因此，极易在镀层中形成肉眼可见的微小针孔和麻点（严格地说，针孔是深入基体内部的肉眼可见的微小孔洞；麻点是未深入基体内部的肉眼可见的微小孔洞）。为了减少针孔的形成，需要在镀液中加入防针孔剂。普通镀镍可采用双氧水、过硼酸钠等氧化剂作为防针孔剂，减少或消除阴极上析出的氢气量，从而消除针孔。双氧水的分解产物是水和氧，不产生副产物，在各工厂应用十分广泛，一般每班使用量为0.1~0.2ml/L（30%双氧水）。
⑥润湿剂在镀镍溶液中，常采用阴离子型有机表面活性剂，以降低电极与镀液之间的界面张力，使形成的氢不易滞留在电极表面，防止产生针孔和点蚀。生产中常用的润湿剂有十二烷基硫酸钠等，用量约为0.025-0.10g/L。用量过低，效果不显著；用量过高，泡沫多，不易清洗。十二烷基硫酸钠的缺点是容易起泡，因此在有空气搅拌时，可选用2-乙基己基硫酸钠或辛基硫酸钠等低泡表面活性剂。
⑦酸度（pH值） 在正常生产情况下，镀镍液的pH值上升较慢，如果pH值波动较大或不断下降，说明镀液没有发挥应有的作用。
pH值较低时，阴极上会析出大量氢气，降低电流效率；pH值低于3时，氢气放出剧烈，电流效率甚至为0。但pH值超过6或接近中性时，会产生氢氧化镍析出，混入镍层中，造成镀层剥落、变脆，在深孔中不易沉积。
pH值变化时应及时调整。pH值偏高时，用3%硫酸溶液调整；pH值偏低时，加3%氢氧化钠调整。加氢氧化钠时易产生沉淀，应在不断搅拌下慢慢加入，最好用碳酸镍代替氢氧化钠。调整时，先做小槽试验，再调整大槽。若调整的pH值较小，如在0.2～0.4范围内，可采用通电处理，但时间较长。如需降低pH值，可用小阳极、大阴极；pH值升高时，应采用大阳极、小阴极。两种处理方法均采用低电压、小电流。
⑧搅拌搅拌可以提高电流密度，提高光亮度，减少毛刺，并使阴极表面氢更容易逸出，减少针孔和麻点。
搅拌方式有阴极移动、压缩空气搅拌、连续循环过滤搅拌或三者结合使用。阴极移动速度通常约为15～20次/min，行程约为100mm。随着过滤设备性能的提高，连续循环过滤搅拌方式的使用范围不断扩大，特别是对于高质量的电镀，此种方式对保证镀液的洁净度、减少镀层缺陷起着重要作用。过滤器可以是滤芯，也可以是滤袋。过滤速度一般为2～8次/h，过滤精度为5～10μm。
⑨电流密度电镀电流密度与镀液温度、镍离子浓度、酸度及添加剂等有密切的关系。常规镀镍是在室温、稀溶液条件下进行的，其电流密度可采用0.5-1.5A/dm2;光亮快速镀镍是在加热、浓溶液条件下进行的，所用的电流密度为2-3A/dm2，甚至更高。
⑩温度：温度对镀层内应力影响很大，当温度由10℃升至35℃时，镍层内应力迅速减小，而由35℃升至60℃时，内应力减小较慢，当温度进一步升高时，内应力几乎不变。加热还可以提高镀液中各组分的溶解度，因此可以使用浓镍镀液；同时随着温度的升高，镀液的电导率增大，电流效率提高，但阴极与阳极的极化作用降低；温度升高使盐水分解生成氢氧化物沉淀的趋势增大，特别是铁杂质的水解，易形成针孔；镀液的分散性下降。目前生产中常规镀镍液温度控制在20～40℃之间； 光亮快速镀镍一般控制在40～60℃之间。
11、阳极常规镀镍多采用可溶性镍阳极。为保证阳极溶解均匀、无杂质、无残渣，对阳极材料的成分和结构有严格的要求。常用的有电解镍、铸造镍、含硫镍等。含硫镍为活性镍阳极，在精炼过程中加入少量硫，即使在无氯镀液中，阳极效率也接近100%。在形状上，阳极材料有（200-250）mm×（200-250）mm×15mm镍板、≯6-12mm镍球、10-30mm纽扣状镍饼等。使用时，通常将镍球、镍饼等放在钛篮内，以保证足够大而稳定的电极表面积。为防止阳极泥进入镀液，钛篮要用双层聚丙烯材料编织的袋子包住。
使用时应注意：钛篮网孔尺寸一般为10mm×3mm，钛篮底部应高出槽底50～70mm，钛篮长度应略低于吊架长度，避免阴极边缘电力线过于集中造成镀镍层烧损；生产时应定期向钛篮中添加阳极料，防止“高架”；镍球装料密度一般为5.4～6.0kg/dm3，镍饼为4.6kg/dm3；阳极袋开口应高出液面30～40mm，内袋要紧，外袋要松。
全球电镀网为您提供免费服务：电镀人才推荐（一天内反馈给您）、电镀产品及加工搜索（为您筛选合适的）、帮助您沟通和解决技术和生产管理问题，扫描二维码，免费开始使用...
咨询合作：