化学镀镍的设备及原料.ppt

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1、化学镀镍的设备及原料化学镀镍的设备化学镀镍设备是实现化学镀镍规范化工业生产的重要因素之一，其生产线包括配电、供热、传质、工件夹持、物流方式。设备的设计、制造或选择，原则上同其他湿法表面处理工艺相似。化学镀镍设备的不同之处主要集中于施镀槽及相关设备等，如渡槽、加热、搅拌、供水、循环过滤，补充调整和自动控制等部分组成。渡槽渡槽衬里（内槽）必须由耐热、化学稳定性好、不污染化学镀镍溶液的材料制成。设计制造时应注意结构强度，热应力的影响等因素。设计尺寸上应尽可能使渡槽装载量处于正常操作范围内。渡槽应成对使用，以便一只渡槽施镀，另一只渡

2、槽清理预备待用，有利于镀液转槽过滤。渡槽附近一般有硝酸储槽，内盛50%（体积浓度）的硝酸，采取高位自流或泵送方式，方便渡槽清洗和钝化。加热器及搅拌设备化学镀镍过程对温度十分敏感，加热方式对镀液稳定性影响极大。酸性浴化学镀镍的操作温度大多在85~92℃，水溶液的热容又比较大，热能消耗高；因此化学镀镍溶液的加热方式、升温时间、控温精度、绝热技术等直接关系到镀镍溶液的寿命，镀层质量和生产成本的因素。常用的有电热式，蒸汽式热源和侵入直接加热，夹套水浴加热和槽外热交换加热等方式；亦有热辐射加热、微波加热、高频感应加热等供水和循环过滤系

3、统化学镀镍溶液必须用纯水。在蒸馏水成本较高的情况下，一般采用去离子水。纯水质量因工件技术要求的苛刻程度而异；通常电阻值范围在1~18MΩ。去离子水制备装置包括：1μm滤径的预过滤器，活性炭过滤器，阴离子型和阳离子型交换树脂混装式流动床去离子器，以除去自来水中的杂质。还应设滤径为0.5μm的末道过滤器，除去有害固体微粒。现代规范化的化学镀镍操作是在施镀过程中连续循环过滤镀液。因此，对循环过滤设备的要求很高。循环过滤系统主要由循环泵和过滤器两部分组成。循环泵必须耐高温，耐硝酸，不污染镀液。化学镀镍的原料化学镀镍溶液由主盐-镍盐、

4、还原剂、络合剂、缓冲剂、稳定剂、加速剂、表面活性剂及光亮剂等组成，以下分别讨论各组分的作用及其在施镀过程中的影响。主盐化学镀镍溶液中的主盐就是镍盐，如硫酸镍、氯化镍、醋酸镍、氨基磺酸镍及次磷酸镍等，由它们提供化学镀反应过程中所需的。早期用过氯化镍做主盐，由于的存在不仅会降低镀层的耐腐蚀性，还产生拉应力，所以目前已不再使用。同相比用做主盐对镀层性能的有益贡献因其价格昂贵被抵消。最理想的来源是次磷酸镍，使用它不至于在镀浴中积存大量的，也不至于在补加时带入过多，但其价格贵，货源不足。目前使用的主盐主要是硫酸镍。还原剂化学镀镍所用的

5、还原剂有次磷酸钠、硼氢化钠、烷基胺硼烷及肼几种，它们在结构上共同的特征是含有两个或多个活性氢，还原就是靠还原剂的催化脱氢进行的。用次磷酸钠得到Ni-P，硼化物得到Ni-B合金镀层；用肼得到纯镍镀层。用的最多的还原剂式次磷酸钠，原因在于它的价格低、镀液容易控制，而且Ni-P合金镀层性能优良。次磷酸盐浓度对沉积速度的影响比镍盐明显。研究发现，只有在络合剂比例适当条件下，次磷酸盐浓度变化对沉积速度才有明显影响。影响沉积速度的因素不单是主盐或者还原剂各自的浓度，最主要的是它们的浓度比。络合剂化学镀镍溶液中除了主盐与还原剂以外，最重要

6、的组成部分就是络合剂。镀液性能的差异、寿命长短主要决定于络合剂的选用及其搭配关系。镀液中络合剂的作用表现如下。1、防止镀液析出沉淀，增加镀液稳定性并延长使用寿命；2、提高沉积速度；3、提高镀浴工作的pH范围；4、改善镀层质量。化学镀镍溶液配制的核心问题是络合剂的选用（种类及用量）及其搭配关系，使之既稳定又能保持一定的镀镍和较长的循环周期，进一步还涉及到镀层的性能。稳定剂1、稳定剂的作用：稳定剂的作用就在于抑制镀液的自发分解，使施镀过程在控制下有序进行。稳定剂是一种毒化级，即反催化剂，只需加入少量就可以抑制镀液的分解。稳定剂不

7、能使用过量，过量后轻则减低镀速，重则不再起镀。稳定剂吸收固体表面抑制次磷酸根的脱氢反应，但不阻止次磷酸盐的氧化作用。也可以说稳定剂掩蔽了活性中心，阻止了成核反应，但并不影响表面正常的化学镀过程。2、稳定剂的分类①第ⅥA族元素S、Se、Te的化合物②某些含氧化合物③重金属离子④水溶性有机物加速剂为了增加化学镀液在施镀过程中的沉积速度，在镀液中加入一些化学药品，它们有提高镀速的作用而被称为加速剂。加速剂的作用机理被认为是还原剂中的氧原子可以被一种外来的酸根取代形成配位化合物，或者说加速剂的阴离子的粗话作用是由于形成了杂多酸所致。

8、在空间位阻作用下使H—P键能减弱，有利于次磷酸根离子脱氢，或者说增加了的活性。化学镀镍中许多络合剂兼有加速剂的作用，常用的加速剂有：1、未被取代的短链饱和脂肪族二羧酸跟阴离子；2、短链饱和氨基酸；3、短链饱和脂肪酸；4、无机离子加速剂。缓冲剂及镀液的pH值化学镀镍过程中由于有产生，使溶液p