镍在电镀行业的应用和展望.pdf

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1、安泰科Aaltaike2003中国国际镍钴工业年会镍在电镀行业的应用和展望毛祖国武汉材保电镀技术生产力促进中心摘要：本文介绍了镍在电镀行业的应用历史、应用范围、电镀原理、镀层性能及电镀工艺，对镍在电镀行业应川前景进行展望。1一电镀镍的历史电镀镍的叙述首见于1837年，G．Bird电解氯化镍或硫酸镍溶液几小时后，在铂电极上获得了金属镍。1840年工业上镀镍的第一件专利授给了英国J．Shore，他确定了硝酸镍的溶液。1960年美国的0．P．Watts教授提出了著名的Watts型溶液，这使原来只能用0．5

2、A／dm2的电流密度提高到5Mdm2，Watts镀液成功的关键是采用了良好的PH缓冲性能的硼酸。第一个光亮镍专利是在1908年由美国芝加哥Meaker公司的E．c．Broad获得的，他发现在镀液中加入1．5一萘二磺酸和锌盐可获得光亮镀层。以Watts镀镍溶液为基础的光亮镍溶液是在1934年由Schlotter提出的，并获得美国专利。1941年美国gcGean化学公司获得了用十二烷基硫酸钠做防针孔剂专利。1953年Harshaw公司的A．DwRose发现了香豆素的高整平作用，发明了具有高耐蚀性的半光亮

3、整平性的镀镍溶液。几乎同时udylite公司的H．Brown发现了炔类光亮剂与糖精合用可以获得非常光亮的镀镍层，从而奠定了现代光亮镍的基础，并在工业上获得大规模的应用。后来，有人把半光亮镍与光亮镍组合起来，这就构成了多层镍系统。此外，随着电铸和厚镀层要求镍层的延展性要好，应力要低，故于1900年左右发展了氟硼酸镀液，在1938年发展了氨基磺酸镀镍，并实现工业化。经过了近几十年的发展，电镀镍己发展到很高的水准，达到了比较完美的程度。二应用范围镍是具有银白色光亮的金属，略带黄色，其在空气中易钝化，有较好

4、的化学稳定性，在常温下不受水、大气和碱的浸蚀，此外，镍具有优良的物理机械性能，如较高的硬度，较好的延展性等。镀光亮镍再镀铬可获得既光亮又耐蚀的镀层，因此，镀镍层是最重要的会属镀层之一，每年全世界大概用于电镀消耗镍10万吨，占总镍消耗10％。镍电镀安泰科Antaike2003中国国际镍钴工业年会应用概括起来主要有防护装饰性和功能性两方面。作为防护装饰性镀层，镍可以镀覆在低碳钢，锌铸件，某些铝合金，铜合金表面上，保护基体材料不受腐蚀，并通过抛光暗镍镀层或直接镀光亮镍的方法获得光亮的镍镀层，达到装饰的目的

5、，镍在城市的大气中易变暗，所以光亮镍镀层上往往在镀一薄层铬，使其抗蚀性较好，外观更美。另外，也有在光亮镍镀层上镀一层金，或镀仿金，并覆以透明的有机覆盖层，从而获得金色装饰层。塑料经处理后，也可镀镍，使塑料零件金属化，既轻又美，自行车，缝纫机，钟表，家用电器，FI用五金，仪表，汽车，照相机等零件均可用镍镀层作为防护装饰性镀层。对于汽车，摩托车等零部件要求高耐蚀性，使用多层镍铬体系，即镀半光亮镍+高硫镍+光亮镍+镍封+镀铬。这种体系不但有机械保护作用，还有电化学保护作用，此种体系已经成为当今装饰保护体系

6、主流。在镍镀层的功能性应用方面，最令人注目的是修复电镀，在被磨损的，被腐蚀的，或加工过度的零件上镀比实际需要更厚的镀层，然后经过机械加工，使其达到规定的尺寸。尤其是近年来发展了刷镀技术，可在需要修复的部位进行局部电镀，进一步降低修复成本。易磨损的轴类零件的修复常用这一方法。选择适当的镀液，可以高速度镀得韧性好，内应力低的镍镀层。这种镀镍工艺常用在电铸工业，用来制造Ep届,J行业的电铸版，唱片模子以及其他模具。厚的镀层具有很好的耐磨性，可作为耐磨镀层。尤其是近年来发展了复合镀层，以镍作为主体金属，以金

7、刚石，碳化硅等耐磨粒子作为分散微粒，可沉积出夹有耐磨微粒的复合镀层，其硬度比通常镍镀层高，耐磨性更好，如锯片上镀镍一金刚石复合镀层。气缸内壁镀镍一碳化硅复合镀层等。石墨或氟化石墨作为分散微粒，则获得的镍一石墨或镍一氟化石墨就具有很好的自润滑性，这种润滑镀层可用于液压杆、传动轴等。三电镀原理电镀镍与其他电镀溶液相似，使用可溶性镍阳极，直流电源，电流通过电极，溶液形成回路，当适当电流通过电极，阳极发生镍溶解，镍原子失去电子(Ni一2e一>N，)，以N，进入镀液，阴极附近镍离子得到电子(NJ”+2e一>N

8、i)析出镍，覆盖在阴极表面，阴极溶解和阴极析出保持平衡。溶液中加入硫酸镍提供镍离子，加入氯离子防止阳极极化，加入硼酸增加PH稳定性，加入各种添加剂可得至,JtE应力光亮镀层，加入不导电微粒得到各利，功能性镀层。四镀层性能1镀层硬度镀层硬度是指镀层对外力所引起的局部表面形变的抵抗强度。镍镀层硬度与镀液选7l安泰科／1mtaike2003中国国际镍钴工业年会择有关，在镀液加入N乩+，Co”，会刚石，碳化硅等物质，镀层硬度明显增加，其硬度测量一般采用显微硬度计测量。常用镀液