化学镀镍磷专利技术综述

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1、化学镀镍磷专利技术综述-职业技术教育论文化学镀镍磷专利技术综述闫晓慧（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州215163）【摘　要】化学镀镍磷合金镀层由于其优良的耐磨耐蚀、无磷和镀层均匀等特性，在许多领域得到广泛应用。从化学镀镍磷合金镀层的机理出发，梳理了国内外化学镀镍磷合金的工艺、镁及镁合金化学镀镍磷的专利技术，最后还结合具体案例介绍了如何利用技术综述提高审查工作的效率。关键词化学镀；镍；磷；镁及镁合金作者简介：闫晓慧（1987.05.25—），女，山西吕梁人，2012年取得东华大学材料科学与工程学院硕士学位，任职

2、于国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心。0　概述化学镀又名无电解镀，自催化镀，因其具有如下优点而被广泛应用：（1）均镀和深镀能力好，可以在复杂的表面上产生均匀厚度的镀层，无边角效应，几乎是基材形状的复制，因此特别适合形状复杂工件，腔体件，深孔件，盲孔件等内壁施镀。（2）化学镀靠基材的自催化活性起镀，镀层晶粒细，致密，空隙率低，具有优异的表面性能。（3）工作温度低，镀层与基体结合强度高，镀层厚度可控。（4）设备简单，操作容易。除金属之外可在其他非金属表面上覆镀。（5）镀层具有特殊的机械、物理和化学性能。迄今为止，化学镀镍的发展

3、已有50多年的历史，经过这半个多世纪，化学镀镍不仅在工艺方面得到了很大的发展，而且在实际生产中的应用也越来越多。1946年，A.Brenner和G.Ridell在《国家标准局研究杂志》上发表了实用化学镀镍问世的第一篇文章：“用化学还原法在钢上镀镍（NickelPlatingonSteelbyChemicalReduction）”[该文1998年为纪念作者A.Brenner90诞辰重新发表于《电镀和表面处理（PlatingandSurfaceFinishing）》杂志][1]。经过三年的申请，于1950年获得了最早的化学镀镍专利U

4、S2532283A。1955年在美国通用运输公司建成了第一条试生产线，用化学镀镍镀覆运输苛性碱贮槽内壁，开始了化学镀镍的工程应用。但由于成本高，镀液寿命短，而且含有某些有毒物质，使应用受到限制。到了20世纪70年代，科学技术的发展和工业的进步，极大地促进了化学镀镍的应用和研究。20世纪80年代后，化学镀镍技术有了很大的突破，是化学镀镍技术研究、开发和应用飞速发展时期。如图1所示为从化学镀镍技术出现至今各国专利申请量（项）分布，日本、中国、欧洲（包括英国、德国、法国及EP）、美国的专利申请量分别位于第一~第四。据不完全统计，目前世

5、界上至少有两百种以上的成熟化学镀镍配方，一些有代表性出售镀液的公司有：美国的MTChemicalsLtd.，Allied-KeliteDiv.,WitcoChemicalCorp.,EnthoneInc.,ShipleyCompany,HidilityCo.Wear-CoteInternationalInc.,英国的W.CanningMaterialsLtd.,HarshawChemicalsLimited,德国的Friedr.BlasbergGmbH.Co.KG，日本的上村株式会社、奥野株式会社等。化学镀镍技术专利申请申请人排

6、名如图2所示，美国、日本的公司拥有较多的该技术专利。我国的化学镀镍发展起步较晚、规模小，但近几年发展极其迅速，不仅有大量的论文发表和专利申请，还举行了全国性的专业会议，正逐步走向成熟和稳定。如图3所示为各国化学镀镍专利技术申请时间分布，由图可看出，美国和欧洲的化学镀镍技术发展较早，现在基本上已发展成熟，近几年专利申请量较少，日本的发展稍晚于欧美国家，在1984~1988年、1989~1993年、1994~1998年这三个阶段发展较为迅速，而我国化学镀镍专利申请在2009年后增长较快。1　化学镀镍磷机理化学镀Ni-P（镍磷）合金是

7、一种在不加外电流的情况下，利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到Ni-P镀层的方法。关于化学沉积Ni-P合金镀层的理论有许多种，但C·Cutzeit的催化理论为大多数人所接受。该理论可用以下几个过程来描述。（1）通过金属的催化作用，放出初生态原子氢：H2PO2-→PO2-+2(H)PO2-+H2O→HPO32-+H+或H2PO2-+H2O→HPO32-+H++2[H]（2）初生态原子氢被吸附在催化金属表面上而使其活化，使镀液中的镍阳离子还原，在催化金属表面上沉积金属镍：Ni2++2[H]→Ni0+2H-（3）在催化金属表面

8、上的初生态原子氢使次亚磷酸根还原成磷；同时，由于催化作用使次亚磷酸根分解，形成亚磷酸和分子态氢：H2PO2-+[H]→H2O+OH-+P0H2PO2-+H2O→H[HPO2]-+H2↑由此得出镍盐被还原，次亚磷酸盐被氧化，总反应式为：Ni2++H2PO2-+H2