化學鍍鎳的原理及配方構(gòu)成

1、化學沉鎳 溶液,陽極反應(yīng): ni - ni+2 + 2 e 陰極反應(yīng): ni+2 + 2 e - nio 鎳沉積的量與時間、電流（法拉第定律）相關(guān)。每安培小時沉積1.095克的鎳,電解鎳電鍍,法拉第定律 說明了在給定數(shù)量的安培小時下有多少金屬能沉積下來,電鍍定律,法拉第定律 說明了沉積多少，但是并非說明沉積在哪兒,電解鎳電鍍,歐姆定律 解釋了有多少電流實際到達待鍍的工件 e = i x r i = e / r,電鍍定律,墨菲定律 任何可能出錯的事情，在絕大多數(shù)不應(yīng)該的時候會終將出錯,電鍍定律,溶液化學,還原過程 而非 電化學置換 或 浸沒反應(yīng),自催化化學,還原過程 定義 在催化表面通過化學還原

2、反應(yīng)，金屬或合金的沉積不需要使用連續(xù)的電流 關(guān)鍵點 合金沉積 化學還原 要求表面有催化性質(zhì) 不需要連續(xù)電流,自催化化學,銅 鈷 金 鎳 鈀,化學鍍工藝,銅 鈷 金 鎳 鈀,還原劑,次亞磷酸鹽 甲醛 硼胺 硼氫化物 肼，聯(lián)氨,化學鍍工藝,銅 甲醛 鎳 次亞磷酸鹽 硼胺 硼氫化物 肼 鈷 次亞磷酸鹽,最重要的工藝,酸鎳磷體系 ni2+ + 2h2po2- + 2h20* 2h2po3- + h2 + 2h+ + nio 堿鎳磷體系 ni2+ + 2h2po2- + 4oh-* ni + 2hpo3- + 2h2o + h2 *催化反應(yīng),次亞磷酸鹽還原系統(tǒng),1. h2po2- ads + oh ad

3、s h2po3- ads + h ads + e 2. h2po2- + h2o ads h2po3- ads + h ads + h+ + e 3. h+ + e h 4. h + h h2 5. ni2+ + h2o nioh+ ads + h+ 6. nioh+ ads + 2e ni + oh- 7. h2po2- ads p + 2 oh- 8.h2po2- ads + 2h+ + e p + 2h2o,反應(yīng),1. h2po2- ads + oh ads h2po3- ads + h ads + e 2. h2po2- + h2o ads h2po3- ads + h ads + h

4、+ + e 在催化表面和充分能量的情況下，次亞磷酸鹽離子被氫氧根離子與水氧化，生成亞磷酸鹽,反應(yīng),3. h+ + e h nioh+ ads + 2e ni + oh- 在這些反應(yīng)中產(chǎn)生的電子參與將h+離子還原成氫氣和吸附的nioh 離子還原成鎳的反應(yīng),反應(yīng),5. ni2+ + h2o nioh+ ads + h+ nioh+ ads + 2e ni + oh- 經(jīng)過兩步反應(yīng)機制，鎳被還原,反應(yīng),h + h h2 氫氣被釋放出來,反應(yīng),除了次亞磷酸鹽使鎳還原之外，同時還有副反應(yīng)產(chǎn)生。由于h2po2-的分解，會產(chǎn)生磷。 7. h2po2- ads p + 2 oh- 8.h2po2- ads +

5、 2h+ + e p + 2h2o,反應(yīng),1. h2po2- ads + oh ads h2po3- ads + h ads + e 2. h2po2- + h2o ads h2po3- ads + h ads + h+ + e 3. h+ + e h 4. h + h h2 5. ni2+ + h2o nioh+ ads + h+ 6. nioh+ ads + 2e ni + oh- 7. h2po2- ads p + 2 oh- h2po2- ads + 2h+ + e p + 2h2o 溶液的酸堿度很關(guān)鍵。隨ph值減少，7-8步的反應(yīng)速率增加（同時增加鍍層中磷的含量,反應(yīng),在生產(chǎn)中某些物

6、質(zhì)被消耗的同時也必須被補充，如：鎳和次亞磷酸鹽 氫是在生產(chǎn)中產(chǎn)生的，因此鍍液在操作過程中酸堿度也會下降 亞磷酸根離子作為副產(chǎn)品也在溶液中產(chǎn)生和累積 產(chǎn)生的鍍層是一種合金 反應(yīng)中要求有催化劑的存在,從這些反應(yīng)中可以清楚地看出,催化劑,傳統(tǒng)的定義 “某種激發(fā)化學反應(yīng)但本身卻并不參與的物質(zhì),鈀-pd 銠-rh 鎳-ni 釕-ru 鉑-pt,本身具有催化活性的金屬（這些金屬具有獨立的自催化特點,這些金屬的表面本身并沒有催化活性， 但具有催化活性的金屬形核沉積在表面后誘發(fā)了催化活性 他們能被分成兩類,本身不具有催化活性的金屬,比鎳更具有活性的金屬 鎳金屬由于置換反應(yīng)首先沉積在表面。 一旦鎳沉積上后，自催

7、化沉積就同時產(chǎn)生了。 這些包括,鐵-fe 鋁-al 鈹-be 鈦-ti,本身不具有催化活性的金屬,比鎳更具有惰性的金屬 在這些金屬表面沒有置換反應(yīng)發(fā)生，以產(chǎn)生具催化活性的鎳核。為了發(fā)動自催化過程，需要通過陰極電流或接觸活性金屬的方式。這些金屬包括,銅-cu 銀-ag 金-au 碳-c,本身不具有催化活性的金屬,銅-cu 鉛-pb 鋅-zn 鉻 -cr 砷 - as 銻 -sb 鉍-bi 鎘 -cd 錫-sn 及其它重金屬 即使很少量的這些金屬含量會導(dǎo)致沒有沉積,非催化金屬（有毒的,硫酸鎳鎳離子的來源 還原劑提供電化學能給鎳還原 絡(luò)合劑絡(luò)合鎳離子、有利于溶液穩(wěn)定性、控制鎳的還原速率。絡(luò)合溶液中亞

8、磷酸鹽，作為酸堿緩沖劑 穩(wěn)定劑使還原過程到達一個可控點。屏蔽催化活性核區(qū)和粒子。對個別濃度低于1ppm的有合成效應(yīng)。 加速器活化次亞磷酸根，沉積速率提高。抵消穩(wěn)定劑和絡(luò)合劑的作用。 緩沖劑使ph 值長期保持穩(wěn)定 調(diào)節(jié)劑使ph值修正的具有短期效果的試劑。如：硫酸、氨水、碳酸鹽等 濕潤劑減少表面張力，增加濕潤性,設(shè)計一個系統(tǒng),溶液的溫度,鎳的化學還原反應(yīng)速度取決于下列變量,反應(yīng)速度,溫度的影響 化學反應(yīng)需要能量，這里是以熱能的形式提供的。 溫度增加時，沉積的速率也上升。 溫度也會影響到鍍層的特性。因為溫度增加，磷的含量會減少,反應(yīng)速度,溶液的溫度 酸堿度,鎳的化學還原反應(yīng)速度取決于下列變量,反應(yīng)速

9、度,反應(yīng)速度,酸堿度ph值的影響 溶液的酸堿度既影響反應(yīng)速度又影響鍍層中磷的含量。 ph值增加，鍍速增加，鍍層中磷的含量減少,溶液的溫度 酸堿度 溶液的攪拌,鎳的化學還原反應(yīng)速度取決于下列變量,反應(yīng)速度,溶液的溫度 酸堿度 溶液的攪拌 表面積與體積比,鎳的化學還原反應(yīng)速度取決于下列變量,反應(yīng)速度,反應(yīng)速度,槽負載的影響 待鍍工件的表面積與溶液體積的比率會極大地影響鎳的沉積，低負載會產(chǎn)生“漏”鍍. as the load factor increases deposition rate increases。 負載系數(shù)增加時沉積速率也增加,溶液的溫度 酸堿度 溶液的攪拌 表面積與體積比 鎳離子的濃

10、度,鎳的化學還原反應(yīng)速度取決于下列變量,反應(yīng)速度,溶液的溫度 酸堿度 溶液的攪拌 表面積與體積比 鎳離子濃度 次亞磷酸鹽濃度,鎳的化學還原反應(yīng)速度取決于下列變量,反應(yīng)速度,鎳的化學還原反應(yīng)速度取決于下列變量,溶液溫度 酸堿度 溶液的攪拌 表面積與體積比 鎳離子的濃度 次磷酸鹽的濃度 配位劑的特性,反應(yīng)速度,鎳的化學還原反應(yīng)速度取決于下列變量,溶液溫度 酸堿度 溶液的攪拌 表面積與體積比 鎳離子的濃度 次磷酸鹽的濃度 配位劑的特性 穩(wěn)定劑,反應(yīng)速度,反應(yīng)速度,穩(wěn)定劑的影響 穩(wěn)定劑通過吸附在懸浮顆粒表面防止鎳的自發(fā)分解，從而防止陰極過程的產(chǎn)生。在低的穩(wěn)定劑水平下，鎳沉積的速度較快。 當穩(wěn)定劑的吸附速率超出了鎳的沉積速率，則中毒會發(fā)生。最終會導(dǎo)致邊緣上漏鍍,鎳的化學還原反應(yīng)速度取決于下列變量,溶液溫度 酸堿度 溶液的攪拌 表面積與體積比 鎳離子的濃度 次磷酸鹽的濃度 配位劑的特性 穩(wěn)定劑 其它添加劑,反應(yīng)速度,鎳的化學還原反應(yīng)速度也受下列因素影響,槽壽命 污染物的種類及濃度,反應(yīng)速度,最好跟蹤測量加入槽中的鎳組分的含量 1mto是指初始的鎳含量被加入槽中時 壽命與槽液比重的增加成比例 也與亞磷酸鹽的濃度