第六章 电镀和化学镀ppt课件.ppt

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1、6.6化学镀化学镀也叫自催化镀、无电解电镀，是指在没有外电流通过的情况下，将待镀零件浸入镀液中，利用镀液中的还原剂提供电子，使溶液中的金属离子还原为金属并沉积在基体表面，形成镀层的一种表面技术。化学镀的还原反应仅仅发生在催化表面上，如果被镀金属本身是反应的催化剂，则化学镀的过程就具有自动催化作用，反应产物对还原反应的催化作用使沉积得以不断继续下去。6.6.1化学镀原理与特点1、基本原理化学镀时，将镀件浸入镀液中，化学还原剂在溶液中提供电子使金属离子还原沉积在镀件表面。AHn+Men+A+Me+nH+式中AHn是还原剂，M

2、en+是被沉积金属离子，Me是还原的金属，A是类金属物质。化学镀同样具有局部原电池（或微原电池）的电化学反应机理。还原剂分子AHn先在经过处理的基体表面形成了吸附态分子A·Hn，受催化的基体金属活化后，共价键减弱直至失去电子被氧化为产物A（化合物、离子或单质），释放出H+或H2。金属离子获得电子还原成金属，同时吸附在基体表面的类金属单质A与金属原子共沉积形成了合金镀层。化学镀电化学反应示意图2、化学镀的特点与电镀相比，化学镀无需外加电场；设备简单，投资少；在外形复杂的零件表面以及内槽、盲孔处都可获得十分均匀的镀层；镀层致

3、密、孔隙率低、外观良好、硬度高、耐蚀性好；能在金属、非金属（塑料、玻璃、陶瓷等）以及半导体上沉积。但是化学镀溶液稳定性较差、使用寿命较短；溶液的工艺维护、再生较困难，材料成本较高。3.化学镀的溶液组成合理的化学镀溶液的组成是获得优质化学镀层的前提，化学镀溶液的主要组成与功能如下：（1）主盐是含欲沉积金属的盐类，可以提供欲镀金属的离子。镀液里有充足的金属离子能够使还原反应得以连续进行，最终形成一定厚度的镀层。用于化学镀镍的主盐有氯化镍、硫酸镍和醋酸镍；化学镀钴则以硫酸钴和氯化钴作为主盐。主盐浓度增加，沉积速度加快，但是镀液

4、的稳定性会降低。（2）还原剂在活性表面催化下脱氢，提供活泼的氢原子，把金属离子还原成金属，氧化后的类金属单质和金属共沉积，成为镀层组分之一。还原剂的量越多，沉积速度越快，但镀液的稳定性也会下降。因此，通常把还原剂的含量控制在一定的范围内。化学镀Ni-P和Co-P合金的还原剂可用次磷酸盐；化学镀Ni-B和Co-B合金的还原剂可用硼氢化物。（3）络合剂能与金属离子形成稳定的络合物、并能防止主盐沉淀或水解的物质。合适的络合剂能提高镀液的稳定性、控制沉积速度、改善镀层外观及镀层的耐腐蚀性，但是含量过高时会明显降低沉积速度。（4）

5、稳定剂防止槽液自然分解、控制还原反应的物质。在施镀过程中，因镀液受污染，槽底沉淀，或其他原因形成的活化中心等都会引起镀液分解，导致化学镀过程不能正常进行。解决这个问题的方法之一就是采用稳定剂。适量的稳定剂能提高镀液的沉积速度，但过量后则会显著降低沉积速度，甚至使还原反应停止。（5）缓冲剂防止化学镀过程中析氢和槽液pH值剧变的物质。在沉积时有析氢副反应，即在施镀过程中有H+产生，引起镀液的pH值下降，这对镀液的稳定性、沉积速度、镀层质量和镀层性能等都将产生不利的影响。因此，加入缓冲剂的目的主要是把镀液的pH值控制在工艺范围

6、内。常用的缓冲剂有柠檬酸、丙酸、乙二酸、琥珀酸及其钠盐等。（6）加速剂能提高化学镀沉积速度的物质。在化学镀镍中，许多络合剂都有增速的作用，如丁二酸、氨基酸、丙酸、F-等。无机F-的用量不能过多，否则反而会降低沉积速度，还会影响镀液的稳定性。（7）其他添加剂使用磺酸盐等表面活性剂可以减少化学镀层的孔隙率；添加某些有机和无机物能够改善镀层的外观，起到光亮剂的作用；二价硫化物能够改善以二甲胺基硼烷为还原剂获得Ni-B镀层的应力状态。4.化学镀的工艺要求获得优质的化学镀层应该具备如下条件：（1）化学镀液中还原剂的电极电位要显著低

7、于欲沉积金属的电极电位。（2）化学镀溶液要有足够的稳定性和使用寿命。（3）基体表面对化学镀反应有良好的催化活性或自催化活性，（4）反应产物的积累不会妨碍化学镀的正常进行。（5）具有调控沉积速度、镀液pH值、镀液组成和镀层质量的手段或措施。6.6.2化学镀镍经过长期的研究与改进，化学镀镍已具备了较成熟的工艺，成为目前发展速度最快的表面技术之一。化学镀镍层的硬度比电镀镍层的高，经过热处理后可高于硬铬镀层。化学镀镍层具有较高的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、钎焊性和润滑性能，广泛应用于工业、农业、国防等各个领域。化学镀镍溶液稳定性高、

8、深镀能力好、操作简便、使用寿命较长、成本较低，占据了化学镀市场份额的90％以上。化学镀镍是指用还原剂将镀液中的镍离子还原为金属镍并沉积到基体金属表面上去的方法。化学镀镍使用的还原剂有次磷酸盐、硼氢化物、胺基硼烷、肼及其衍生物等，所得的化学镀镍层实际上是镍一类金属（Ni-P；Ni-B）合金镀层，其中使用次磷酸盐作还原剂