电镀镍工艺及药水解析

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1、《电镀与电解工程》授课教师：葛文职称：副教授2009年9月第七章电镀镍第一节概述第二节普通镀镍第三节光亮镀镍第四节镀镍工艺的新发展第五节镀黑镍第六节不合格镀镍层的退除镍是一种带微黄的银白色金属，具有良好的导电性能和导热性能。1.1基本物理特性：密度：8.9g/cm3；原子量：58.70熔点：1452℃电极电位为:φ0Ni2＋＝－0.250V电化当量：Ni2＋＝1.095g/(A·h)1.2基本化学特性：镍在有机酸中很稳定，在硫酸、盐酸中溶解很慢，在浓硝酸中处于钝化状态，但在稀硝酸中则不稳定。镍在空气中或在潮湿空气中比铁稳定，在空气中形成透明的钝化膜而不再继续氧

2、化，耐蚀性好。对钢铁基体来说，由于镍的标准电极电势比铁正，钝化后电势更正，镍镀层是阴极镀层。第一节概述1.3镀镍层的性能镍镀层孔隙率较高，只有当镀层厚度超过25μm时，才是无孔的，所以，一般不单独作为钢铁的防护性镀层，而是作为防护装饰性镀层体系的中间层和底层。镍的硬度很高，镀镍层可提高制品表面硬度，表面耐磨性。与镀锌、铜不同之处在于：镍不需要特殊的络合剂和添加剂，主要由于镍是具备较强的极化作用，在强酸性介质中不可能把它沉积出来，只能使用弱酸性镀液；自1843年R．班特格尔（R．Bottger）发明镀镍以来，至今已有一百多年的历史，随着生产的发展和科学技术的进步

3、，各种镀镍电解液不断出现和完善。1916年O．P．Watts提出了著名的瓦特型镀镍电解液，镀镍工艺进入工业化阶段，瓦特型镀镍电解液至今仍是光亮镀镍、封闭镍等电解液的基础。第二次世界大战以后（1945），随着汽车工业的迅速发展，半光亮镀镍和光亮镀镍工艺发展很快，然而，光亮镍经镀络后，其耐腐蚀性能远不如暗镍抛光和半光亮镍的好，所以促进了人们从镀层体系，耐腐蚀机理、快速腐蚀试验方法和镀层质量评价标准等方面从事研究。1.4镀镍工艺发展历史：以镀液种类来分，有硫酸盐、硫酸盐一氯化物、全氯化物、氨磺酸盐、柠檬酸盐、焦磷酸盐和氟硼性盐等镀镍。由于镍在电化学反应中的交换电流密

4、度(i0)比较小，在单盐镀液中，就有较大的电化学极化。以镀层外观来分，有无光泽镍(暗镍)、半光亮镍、全光亮镍、缎面镍、黑镍等。以镀层功能来分，有保护性镍、装饰性镍、耐磨性镍、电铸(低应力)镍、高应力镍、镍封等。研究工作的主要成果:(1)美国哈夏诺（Har-shaw）化学公司的双层镀镍工艺和美国尤迪莱特（Udylite）公司三层镀镍工艺的问世；(2)60年代初期在西欧（荷兰的N．V·丽塞奇公司）及美国的尤迪莱特公司几乎同时开发出一种弥散镀层（复合镀层－镍封闭）。在镍的复合镀层上再镀铬，形成微孔铬以提高镀层的耐腐蚀性能。1.5镀镍的类型表7-1部分镀镍电解液的成分

5、，操作条件及主要用途类型镀液组成含量/g·L-1pH值温度/℃Dk/A·dm-2主要用途硫酸盐－氯化物NiSO4·6H2ONiCl2·6H2OH3BO333045381.5～4.545～652.5～10多数镍电解液的基础，可用于预镀，滚镀，镀厚镍等硬镍NiSO4·6H2ONH4ClH3BO318025305.6~5.943~602.0~10硬度可达HV350~500用作耐磨镀镍氯化物NiCl2·6H2OH3BO3300282.050～702.5～10用于镀厚镍，修复磨损工具、电铸；高硬力镍的基础液硫酸盐NiSO4·6H2OH3BO3300403～5462.5~

6、10主要用于印刷线路镀金前的底层电镀（采用不溶性阳极）氨磺酸盐Ni(NH2S03)2H3BO3450303～540～602～30用于镀厚镍和电铸镍，镀层内应力低续表7-1部分镀镍电解液的成分，操作条件及主要用途类型镀液组成含量/g·L-1pH值温度/℃Dk/A·dm-2主要用途氟硼酸盐Ni(BF4)2HBFH3BO3300～4505～4030～402.6～3.530~504~10可用于镀厚镍和电铸镍镀层内应力低，排出物对环境有污染焦磷酸盐Ni2P2O7Na4P2O7·10H2OKCl(NH4)3C6H5O770～80200～25010～1515～208～105

7、0～602～4镀液呈微碱性，主要用于锌压铸件上直接镀镍2.1工艺特点：镀镍层结晶细致，易于抛光，韧性好，耐蚀性比亮镍好，溶液具有相当好的整平能力，可以减少毛坯磨光和省去工序之间抛光，有利于自动化生产，加入添加剂(光亮剂)可以直接镀出半光亮和全光亮镀层，镀液主要使用硫酸镍、少量氯化物和硼酸为基础。第二节普通镀镍普通镀镍又叫镀暗镍，主要用于电镀某些只要求保持本色的零件，或仅考虑防腐蚀作用而不需考虑外观装饰的零件。暗镍镀液也用于电铸等方面。2.2常规的暗镍镀液组成及操作条件表7-2暗镍镀液的组成及操作条件成分及操作条件配方常温镍液瓦特镍滚镀镍硫酸镍NiSO4·6H2

8、O/g·L-1氯化钠NaCl/g·L-