无电解镀镍液稳定性研究.pdf
第 43 卷第 3 期化学镀镍液稳定性研究邵国强（浙江外国语大学科技学院，浙江杭州）回顾了稀土在提高化学镀镍液稳定性方面的研究进展，并分析了稀土元素在化学镀镍液稳定性方面的作用。稀土在促进电镀液稳定性方面的影响因素及作用机理。 关键词：稀土； 化学镀镍溶液； 稳定性 CLC 号：TQ153.1 文献标识码：A 文章编号：1671-9905 (2014) 03-0027-03 作者简介：邵国强（1964-），男，浙江绍兴人，系副教授浙江外国语大学工学院化学系，理学学士，主要从事材料与膜研究，联系电话：*********82，邮箱： 接收日期：2014-01-06镀镍是指在金属镍盐和还原剂共存的溶液中，依靠自催化化学反应，在金属表面沉积出金属镍层的一种新型成膜技术。 它是增长最快的化学镀类型。 ，广泛应用[1-5]。 但在实际应用中，化学镀镍液与国外产品相比仍存在镀液稳定性不够、沉积速度慢、使用寿命短、成本高等诸多问题。 通过各种方法提高镍镀液的稳定性一直是研究的重点[6-10]。 研究人员想到稀土材料已应用于化学热处理、电镀等方面并取得了良好的效果，于是开展了稀土研究。 化学镀镍效果的研究已经取得了一定的成果。
下面就稀土应用提高化学镀镍液稳定性的研究、影响因素及机理进行阐述。 稀土改善镀镍液稳定性的研究 1.1 稀土元素 稀土元素是指元素周期表第三副族中原子序数为 57 至 71 的 15 种镧族元素，加上钪，其具有相似的电子结构和化学性质。特性。 钇共17种元素，是典型的金属元素。 金属活性仅次于碱金属和碱土金属，比其他金属更活泼。 1.2稳定性定义及测试方法所谓镀液的稳定性是指化学镀液在满足电镀工艺的前提下，不自然分解，仅沉积在催化表面的性能。 氯化钯滴定是一种广泛使用的测试镍镀液稳定性的方法。 具体操作是在50mL的60中加入1mL浓度为0.01%的氯化钯，测量从氯化钯滴入镀液到其分解的时间。 通过比较不同镀液的分解时间，可以定性判断镀液的相对稳定性。 。 稳定常数（b%）的测定。 在化学镀正常操作下，测量镀层中实际沉积的金属镍量（M1）和镀液中消耗的金属镍量（M2）。 稳定常数b%=M1/M2，b%的值越大。 电镀液的稳定性越好。 通过以上两个指标基本可以判断镀镍液的稳定性。 1.3 单一稀土对镀镍液稳定性的影响。 目前用于研究的稀土元素有镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、铕（Eu）、镱（Yb）和钇（Y）等。稀土La和Ce是最常用的元素。
宣天鹏，纪世军等[11-14]在镍合金镀液中添加稀土Ce镀液，显着提高了稳定性、沉积速度和镀层质量。 张敬耀和李[15-16]研究了Y、Nd和La三种稀土，发现Y的效果最明显。 当其添加量为0.04gL-1时，镀镍液在氯化钯稳定性试验中稳定。 时间可达100s。 当添加量为0.02gL-1时，沉积速度可达10.8mh-1。 吴建华[17]对La、Nd、Y、Eu的探索总体效果最好。 唐娇宁等。 [18]研究了稀土La、Nd和Eu对化学沉积过程的影响。 结果表明，当镍镀液中添加浓度为0.001%的稀土La时，与不添加稀土的对照样品相比，沉积速率显着提高。 大的。 冯树正等. [19]也通过实验表明，添加稀土La可以提高镍镀液的稳定性和沉积速度。 刘铁虎等. [20]研究了稀土氧化物对镍磷镀层及其复合镀层的影响，得出稀土氧化物不仅可以提高镀液的稳定性，而且可以使沉积量成倍增加。 1.4考察复合稀土对镀镍液稳定性的影响。 2 [21] 在确定的镀镍磷液配方的基础上，添加了La、Ce二元复合稀土。 研究表明它们可以加快反应沉积速度，提高涂层的耐腐蚀性能。 Chen[22]在研究稀土对镍磷合金镀层性能的影响时，添加了适量的复合稀土，大大提高了镀液的稳定性和沉积速度。 实验得到的复合稀土最佳组合为：0.02gL -1，Eu为0.03gL-1，Nd为0.06gL-1，La为0.20gL-1。 影响因素现有文献报道表明，添加稀土可以促进化学镀镍溶液的稳定性，沉积速度也普遍提高。
可以认为，稀土对镀镍液稳定性的作用受多种因素影响。 首先，稀土浓度控制极其重要。 从文献实验可以发现，镀液中稀土的添加量很少； 镀液的稳定性 稳定性与稀土浓度的关系如下：稳定性首先随着稀土浓度的增加而增加，达到最大值后又显着下降。 随着浓度进一步增加，会出现浑浊沉淀，得不到涂层。 其次，对于同一种稀土，在不同的镀液成分配制和工艺参数下，如络合剂或缓冲剂等，稀土是否能够起到提高镍镀液稳定性的作用，何时能够发挥作用？发挥最佳作用的浓度也会发生变化。 彭健等人在添加稀土Ce的实验中。 [23]发现添加浓度小于40mgL-1可以提高镀镍液的稳定性，在20mgL-1时达到峰值。 宣天鹏等人研究镀镍合金的工艺实验中，Ce的最大添加量可以达到1.0gL-1，沉积速率几乎是不加Ce的两倍。 在镀覆速度方面，宣天鹏等人还发现，含Ce的镀镍合金溶液的沉积速率与不含Ce的镀镍合金溶液的沉积速率差不多，且稀土对络合剂浓度的变化更为敏感。 稀土的加入使络合剂的作用更加明显。 。 作用机理根据化学镀原理，稀土元素之所以能够提高镍镀液的稳定性和镀速，可以认为是因为，首先，稀土元素具有特殊的电子层结构，具有很强的内电性。吸附元件。 镀液中添加稀土元素后，可以优先吸附在催化金属表面的晶体缺陷上，降低表面能，提高成核率，并与同样吸附在金属表面的次磷酸盐相互作用，使镀镍液中的氧化还原反应能够稳定、较快地进行。
其次，稀土离子可以与无机镍、有机配体等过渡金属离子形成一系列络合物，可以降低相互活性，增加互溶度。 还可以降低金属离子污染物和杂质颗粒的催化活性。 减少镀液自发分解的倾向，提高镀液的稳定性。 研究稀土对提高化学镀镍溶液稳定性作用的意义。 稀土提高化学镀镍液稳定性的研究取得了一些良好的成果。 然而，应该选择什么类型的稀土或复合稀土才能达到最佳效果呢？ 还需要进一步深入的研究。 我国稀土资源丰富。 要充分开发利用自身稀土资源，加强稀土化学镀镍工艺和机理研究。 参考文献：化学镀镍新技术及其工业应用[J]. 电镀与表面处理，1998，20(2)：30-32。 李建中，邵仲才，田彦文。 以硫酸镍为主盐的镁合金周春兰，刘伟，王文静，等。 单晶硅化学镀镍工艺在太阳能电池中的应用[J]. 太阳能学报, 2010, 31(5): 625-629.H, RafiU, et al.- ing[J].-[J].化学镀镍液稳定性综合评价[J]. 电镀与环境保护，1997, 17(4): 9-11。 化学镀Ni-P合金溶液稳定剂的研究[J]. 腐蚀与防护，2007，28(5)：263-265。 S、E 等人。 纳米/[J]., 2007, 314(2): 514-522. 、W、Z 等。 镀液中的Ni-P/Als[J]. , 2008, 328(1): 103-109。 [10] 稳定剂对低磷化学镀镍液及镀层的影响[J]. 电镀与环境保护, 2009, 29(1): 30-33. [11]含铈化学镀Co-Ni-B合金电镀工艺研究[J]． 稀土，2003，24(2)：37-44。 [12] 稀土Ce的添加对Ni-P沉积镀层结构及耐蚀性的影响[J]. 大连海事大学 29 邵国强: 电解镀镍液稳定性研究报告, 2000, 26(1): 70-73. 13] S、H 等人。 (Ce, La), 浴-[J]., 2008, 202(9): 1615-1620. 14]刘德，周丽，余等。 -PTFE-P[J]． [J], 2011, 62(10): 926-931. [15] 张敬耀，杨秋菊． 镀液中稀土掺杂对镍基化学镀的影响[16] LI et al. Ni-SiCp/[J]., 2010, 28(5):769-773. [17]吴建华. 稀土对化学镀镍液稳定性影响的研究[J].