电镀工艺-电镀镍

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1、1电镀工艺学电镀镍2概述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。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)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。第七章电镀镍3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。镍镀层孔隙率较高，只

2、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。在工程领域里，也有镀50μm以上的厚镍层来防止钢铁件的腐蚀或用来修复被磨蚀的零部件。在电镀中，由于镍镀层具有很多优异性能，其加工量仅次于锌镀层而居第二位，其消耗量约占镍总产量的10％左右4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，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

3、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。5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。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，就是这些研究工作的杰出成果之一。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

4、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。6镀镍的类型很多。若以镀液种类来分，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。7表8-1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

5、-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NiSO4·6H2OH3BO3300403～5462.5~10主要用于印刷线路镀金前的底层电镀（采用不溶性

6、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8表8-1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)3C6H5O770～80200～25010～1515～208～1050～602～4镀液呈

7、微碱性，主要用于锌压铸件上直接镀镍91普通镀镍普通镀镍即镀暗镍。根据使用目的不同，通常又可分为预镀镍和常规镀镍两类。即使同样是预镀液，也因基体材料情况不同而采用不同的组分。1．镀液的组成及操作条件采用预镀镍的目的，主要是为了保证镀层与基体有良好的结合力，因而，要根据基体材料的特性而选用不同的预镀液。对预镀层不要求过厚，但结晶应细致，以保证整个镀层体系表面平滑、光洁。10预镀液的组成及操作条件成分及操作条件配方弱酸性预镀液强酸性冲击预镀液中性预镀液硫酸镍NiSO4·6H2O/g·L-1氯化钠NaCl/g·L-1硼酸H3BO3/g·L-

8、1硫酸钠Na2SO4/g·L-1十二烷基硫酸钠C12H25SO4Na/g·L-1氯化镍NiCl2·6H2O/g·L-1盐酸HCl(38%)/mL·L-1柠檬酸钠Na3C6H5O7·2H2O/g·L-1硫酸镁MgS04·7H2O/g·L