硼酸在电镀工业中的作用及使用注意事项

硼酸是一种无机化合物，一价弱酸，Ka=7.3X 10-10。硼酸的分子式通常写作H3BO3。事实上，硼酸的分子式应该是B(OH)3。它是一种白色结晶粉末，手感光滑，无气味。硼酸之所以在水溶液中表现出极弱的酸性，是因为水中OH-中的氧的孤电子对填满了硼原子的P空轨道，即增加了一个OH-，而不是电离质子本身。硼酸具有广泛的用途。在电镀工业中，硼酸是金属电镀时电解液的成分和添加剂。

下面详细说说硼酸在电镀行业中的作用？

一、硼酸在电镀工业中的作用

一、硼酸在镀镍中的作用

硼酸在 1890 年代已被用作缓冲剂，但并未广泛使用。 1900年，英国一家公司选用中性硫酸镍进行溶液镀镍，加入硼酸、柠檬酸和氯化钠。

1916年美国威斯康星大学瓦茨教授提出的配方是现代镀镍的基础。硼酸的应用是电镀技术的进步。硼酸是光亮镀镍的必要成分。硼酸不仅在光亮镀镍中起到稳定pH值的缓冲作用，而且可以扩大阴极光亮电流密度的范围，使用更高的电流密度，使镀层结晶细密，不易烧焦。还可以使镀层具有良好的延展性，提高镀层与母材的结合力。

另外，由于硼酸的加成作用，有利于抑制硫酸镍的水解，使电沉积反应顺利进行。当硼酸含量小于20g/L时，缓冲作用较弱，不能满足生产需要。当超过70g/L时，溶液冷却至室温时硼酸会结晶析出，很容易通过循环滤出。这不仅造成浪费，还可能导致镍镀层粗糙。。普通镍以20~30g/L为宜，光亮镍以35~45g/L为宜，滚镀镍以40~55g/L为宜。如果加入乙酸作为缓冲剂，虽然乙酸的pKa为4.74，具有较大的缓冲能力，但镀镍液的pH值变化较慢。然而，所得的镍镀层不如硼酸基镀液那么白。可见，硼酸是镀镍的理想缓冲剂。

2、硼酸在镍合金电镀中的作用

硼酸用于镀镍铁、镍铬、镍钼、镍铟、镍钴合金及系列三元合金。硼酸可以在阴极界面添加过量的OH-，阻止溶液pH值升高，从而产生氢氧化镍和氢氧化铁。

三、硼酸在化学镀镍中的作用

化学镀镍过程不断产生H+，溶液的pH值逐渐降低，这与硼酸的OH-的添加相反，应该说起不了缓冲作用。但也有含有硼酸的配方奶粉。其具体功能和原理尚不清楚。

4、硼酸在镀锌中的作用

硫酸盐镀锌配方溶液成分简单，深镀能力好，镀层光亮度高。添加少量硼酸以缓冲电镀液的pH值。硫酸锌300～450g/L，硼酸20～30g/L，硫锌-30：14～18mL/L，pH值3.5～5.5，温度10～50℃，电流密度14A/dm2。

5、硼酸在铭文电镀中的作用

在标准镀铬溶液中添加硼酸和氧化镁可以使用非常高的电流密度，从而提高镀铬速度。硼酸和氢氟酸一起使用时，电流效率会更高，但氟离子会腐蚀阳极和镀件，使镀液性能恶化，现在基本都使用。

生产中仍使用以硼酸和氟硅酸为添加剂的黑色电镀液。

配方：酸酐250~300g/L、硝酸钠7~11g/L、硼酸15~20g/L、氟硅酸0.1~0.2mL/L、碳酸钡2g/L，温度25~30℃，电流密度30~ 40A/分平方米。三价铬电镀工艺是最有希望替代六价铬电镀的工艺之一。目前商业化的硫酸盐系三价铬电镀工艺多在40~50℃下电镀，沉积速度慢。

6、硼酸在化学转化膜中的作用

在铝化学氧化中的应用。添加硼酸可以稳定溶液的pH值，控制转化率，提高薄膜的外观质量。

7、硼酸在电解着色过程中的作用

关于铝或铝合金阳极氧化膜电解着色工艺的改进。采用直流阳极氧化和交流电解着色。电解着色液的成分为：硫酸镍20～80g/L、硫酸锰2～20g/L、硫酸铵20～70g/L、硼酸15～35g/L、柠檬酸铵5～30g/L。

本发明的着色液化学性质稳定，长期使用不浑浊、不沉淀，分散能力好，使用温度范围宽，抗杂质离子干扰能力强。交流电解黑配方：25 g/L硫酸金刚石、15 g/L硫酸铵、25 g/L硼酸，pH值4.0~4.5，温度13℃，电流密度0.2~0.8A/dm2，电压17V，时间13分钟。

8、铝及铝合金直接化学着色黑色

15g铝酸铵，30g氯化铵，8g硼酸，8g硝酸钾，温度82℃。

2、使用硼酸时的注意事项

硼酸在纯水中的溶解度为：0℃时3g，20℃时5g，100℃时37g。

电镀液中含有各种无机盐和有机物。盐效应会使硼酸的溶解度低于纯水中的溶解度。

①. 根据不同液体温度控制含量至接近饱和。硼酸过多的唯一缺点是由于溶解度低而结晶。当液体温度高、含量过高时，入浴后冷工件表面可能形成结晶，使镀层粗糙；当液温较低时，镀液中悬浮的细小晶体也可能导致镀层粗糙。

②. 必须使用优质的工业品，否则效果差，溶解度差。

③. 添加前必须先溶解在沸水中。将固体直接倒入罐中，肯定很难搅拌。最好经常少量添加。如果一次添加过多，涂层会因溶解不良而变得粗糙。

④.一定要及时补充损失的硼酸。