化學鍍鎳的原理及配方構(gòu)成

1、化學沉鎳化學沉鎳溶液溶液陽極反應陽極反應:Ni-Ni+2+2e陰極反應陰極反應:Ni+2+2e-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克的鎳克的鎳電解鎳電鍍法拉第定律法拉第定律說明了在給定數(shù)量的安培小說明了在給定數(shù)量的安培小時下有多少金屬能沉積下來時下有多少金屬能沉積下來電鍍定律電鍍定律法拉第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說明了沉積多少，但是并非說明沉積在哪兒電解鎳電鍍l歐姆定律歐姆定律l解釋了有多少電流實際到達待鍍的工件解釋了有多少電流實際到達待鍍的工件lE=ixRli=E/R電鍍

2、定律電鍍定律墨菲定律墨菲定律任何可能出錯的事情，在絕大多數(shù)不應該的時候會終將出錯！電鍍定律電鍍定律溶液化學溶液化學如何工作的呢？如何工作的呢？還原過程還原過程而非而非電化學置換電化學置換或或浸沒反應浸沒反應自催化化學自催化化學還原過程還原過程在催化表面通過化學還原反應，金屬或合金的沉積不需在催化表面通過化學還原反應，金屬或合金的沉積不需要使用連續(xù)的電流要使用連續(xù)的電流合金沉積合金沉積化學還原化學還原要求表面有催化性質(zhì)要求表面有催化性質(zhì)不需要連續(xù)電流不需要連續(xù)電流自催化化學自催化化學銅銅鈷鈷金金鎳鎳鈀鈀化學鍍工藝化學鍍工藝銅銅鈷鈷金金鎳鎳鈀鈀還原劑還原劑次亞磷酸鹽次亞磷酸鹽甲醛甲醛硼胺硼胺硼氫化

3、物硼氫化物肼，聯(lián)氨肼，聯(lián)氨化學鍍工藝化學鍍工藝銅銅甲醛甲醛鎳鎳次亞磷酸鹽次亞磷酸鹽硼胺硼胺硼氫化物硼氫化物肼肼鈷鈷次亞磷酸鹽次亞磷酸鹽最重要的工藝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*催化反應次亞磷酸鹽還原系統(tǒng)次亞磷酸鹽還原系統(tǒng)1.H2PO2-ads+OHadsH2PO3-ads+Hads+e2.H2PO2-+H2Oads H2PO3-ads+Hads+H+e3.H+eH4.H+HH25.Ni2+H2ONiOH+a

4、ds+H+6.NiOH+ads+2eNi+OH-7.H2PO2-adsP+2OH-8.H2PO2-ads+2H+eP+2H2O反應反應1.H2PO2-ads+OHadsH2PO3-ads+Hads+e2.H2PO2-+H2Oads H2PO3-ads+Hads+H+e在催化表面和充分能量的情況下，次亞磷酸鹽離子被氫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氧根離子與水與水氧化，生成亞磷酸鹽。氧化，生成亞磷酸鹽。反應反應3.H+eHNiOH+ads+2eNi+OH-在這些反應中產(chǎn)生的電子參與將在這些反應中產(chǎn)生的電子參與將H+離子還原成氫氣和吸附離子還原成氫氣和吸附的的NiOH離子還

5、原成鎳的反應離子還原成鎳的反應反應反應5.Ni2+H2ONiOH+ads+H+NiOH+ads+2eNi+OH-經(jīng)過兩步反應機制，鎳被還原。經(jīng)過兩步反應機制，鎳被還原。反應反應H+HH2氫氣被釋放出來氫氣被釋放出來反應反應除了次亞磷酸鹽使鎳還原之外，同時還有副反應產(chǎn)生。除了次亞磷酸鹽使鎳還原之外，同時還有副反應產(chǎn)生。由于由于H2PO2-的分解，會產(chǎn)生磷。7.H2PO2-adsP+2OH-8.H2PO2-ads+2H+eP+2H2O反應反應1.H2PO2-ads+OHadsH2PO3-ads+Hads+e2.H2PO2-+H2Oads H2PO3-ads+Hads+H+e3.H+eH4.H+HH

6、25.Ni2+H2ONiOH+ads+H+6.NiOH+ads+2eNi+OH-7.H2PO2-adsP+2OH-H2PO2-ads+2H+eP+2H2O溶液的酸堿度很關(guān)鍵。隨溶液的酸堿度很關(guān)鍵。隨pH值減少，值減少，7-8步的步的反應速率增加（同時增加反應速率增加（同時增加鍍層中磷的含量）鍍層中磷的含量）反應反應在生產(chǎn)中某些物質(zhì)被在生產(chǎn)中某些物質(zhì)被消耗的消耗的同時也必須被補充，如：鎳和次亞磷同時也必須被補充，如：鎳和次亞磷酸鹽酸鹽氫是在生產(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)生和累積亞磷酸根離子作

7、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產(chǎn)生的鍍層是一種合金反應中要求有催化劑的存在。反應中要求有催化劑的存在。從這些反應中可以清楚地看出：從這些反應中可以清楚地看出：催化劑催化劑傳統(tǒng)的定義傳統(tǒng)的定義“某種激發(fā)化學反應但本身卻并不參與的物質(zhì)某種激發(fā)化學反應但本身卻并不參與的物質(zhì)”鈀鈀-Pd銠銠-Rh鎳鎳-Ni釕釕-Ru鉑鉑-Pt本身具有催化活性的金屬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，這些金屬的表面本身并沒有催化活性， 但具有催但具有催化活性的金屬形核沉積在表面后誘發(fā)了催化活性化活性的金屬形核沉積在表面

8、后誘發(fā)了催化活性他們能被分成兩類他們能被分成兩類本身不具有催化活性的金屬本身不具有催化活性的金屬比鎳更具有活性的金屬比鎳更具有活性的金屬鎳金屬由于置換反應首先沉積在表面。鎳金屬由于置換反應首先沉積在表面。一旦鎳沉積上后，一旦鎳沉積上后，自催化沉積就自催化沉積就同時產(chǎn)生了。同時產(chǎn)生了。 這些包括；這些包括；鐵鐵-Fe鋁鋁-Al鈹鈹-Be鈦鈦-Ti本身不具有催化活性的金屬本身不具有催化活性的金屬比鎳更具有惰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發(fā)生，以產(chǎn)生具催化活性的在這些金屬表面沒有置換反應發(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鎳核。為了發(fā)動自

9、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：性金屬的方式。這些金屬包括：銅銅-Cu銀銀-Ag金金-Au碳碳-C本身不具有催化活性的金屬本身不具有催化活性的金屬銅銅-Cu鉛鉛-Pb鋅鋅-Zn鉻鉻-Cr砷砷-As銻銻-Sb鉍鉍-Bi鎘鎘-Cd錫錫-Sn及其它重金屬及其它重金屬即使很少量的這些金屬含量會導致沒有沉積即使很少量的這些金屬含量會導致沒有沉積非催化金屬（有毒的）非催化金屬（有毒的）硫酸鎳硫酸鎳鎳離子的來源鎳離子的來源還原劑還原劑提供電化學能給鎳還原提供電化學能給鎳還原絡合劑絡合劑絡合鎳離子、有利于溶液穩(wěn)定性、控制鎳的還原速率。絡合溶液中亞磷酸鹽，作為酸絡合鎳離子、有利于溶

10、液穩(wěn)定性、控制鎳的還原速率。絡合溶液中亞磷酸鹽，作為酸堿緩沖劑堿緩沖劑穩(wěn)定劑穩(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的有的有合成效應。合成效應。加速器加速器活化次亞磷酸根，沉積速率提高。抵消穩(wěn)定劑和絡合劑的作用?；罨蝸喠姿岣?，沉積速率提高。抵消穩(wěn)定劑和絡合劑的作用。緩沖劑緩沖劑使使pH值長期保持穩(wěn)定值長期保持穩(wěn)定調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)劑使使pH值修正的具有短期效果的試劑。如：硫酸、氨水、碳酸鹽等值修正的具有短期效果的試劑。如：硫酸、氨水、碳酸鹽等濕潤劑濕潤劑減少表面張力，增加濕潤性減少表面張力，增加濕潤

11、性設(shè)計一個系統(tǒng)設(shè)計一個系統(tǒng)溶液的溫度溶液的溫度鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：反應速度反應速度化學反應需要能量，這里是以熱能的形化學反應需要能量，這里是以熱能的形式提供的。式提供的。溫度增加時，沉積的速率也上升。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。增加，磷的含量會減少。反應速度反應速度溶液的溫度溶液的溫度酸堿度酸堿度鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：反應速度反應速度反應速度反應速度溶液的酸堿度既影響反應速度又影溶液的酸堿度既影響反應速

12、度又影響鍍層中磷的含量。響鍍層中磷的含量。pH值增加，鍍速增加，鍍層中磷的值增加，鍍速增加，鍍層中磷的含量減少。含量減少。溶液的溫度溶液的溫度酸堿度酸堿度溶液的攪拌溶液的攪拌鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：反應速度反應速度溶液的溫度溶液的溫度酸堿度酸堿度溶液的攪拌溶液的攪拌表面積與體積比表面積與體積比鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：反應速度反應速度反應速度反應速度待鍍工件的表面積與溶液體積的比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，低負載率會極大地影響鎳的沉積，低負載會產(chǎn)生會產(chǎn)生“漏漏”鍍鍍.Asth

13、eloadfactorincreasesdepositionrateincreases。負載系數(shù)增加時沉積速率也增加。負載系數(shù)增加時沉積速率也增加。溶液的溫度溶液的溫度酸堿度酸堿度溶液的攪拌溶液的攪拌表面積與體積比表面積與體積比鎳離子的濃度鎳離子的濃度鎳的化學還原反應速度取決于下列變量鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：反應速度反應速度溶液的溫度溶液的溫度酸堿度酸堿度溶液的攪拌溶液的攪拌表面積與體積比表面積與體積比鎳離子濃度鎳離子濃度次亞磷酸鹽濃度次亞磷酸鹽濃度鎳的化學還原反應速度取決于下列變量鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：反應速度反應速度鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：鎳的化學還原

14、反應速度取決于下列變量：溶液溫度溶液溫度酸堿度酸堿度溶液的攪拌溶液的攪拌表面積與體積比表面積與體積比鎳離子的濃度鎳離子的濃度次磷酸鹽的濃度次磷酸鹽的濃度配位劑的特性配位劑的特性反應速度反應速度鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：溶液溫度溶液溫度酸堿度酸堿度溶液的攪拌溶液的攪拌表面積與體積比表面積與體積比鎳離子的濃度鎳離子的濃度次磷酸鹽的濃度次磷酸鹽的濃度配位劑的特性配位劑的特性穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑反應速度反應速度反應速度反應速度穩(wěn)定劑通過吸附在懸浮顆粒表面防止鎳的自穩(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。在低的發(fā)分解，從而防止陰極過程的

15、產(chǎn)生。在低的穩(wěn)定劑水平下，鎳沉積的速度較快。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，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。最終會導致邊緣上漏鍍。則中毒會發(fā)生。最終會導致邊緣上漏鍍。鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：鎳的化學還原反應速度取決于下列變量：溶液溫度溶液溫度酸堿度酸堿度溶液的攪拌溶液的攪拌表面積與體積比表面積與體積比鎳離子的濃度鎳離子的濃度次磷酸鹽的濃度次磷酸鹽的濃度配位劑的特性配位劑的特性穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑其它添加劑其它添加劑反應速度反應速度鎳的化學還原反應速度也受下列因素影響：鎳的化學還原反應速度也受下列因素影響：槽壽命槽壽命污染物的種類及濃

16、度污染物的種類及濃度反應速度反應速度最好跟蹤測量加入槽中的鎳組分的含量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壽命與槽液比重的增加成比例比例也與亞磷酸鹽的濃度相關(guān)也與亞磷酸鹽的濃度相關(guān)由于帶出量的存在，由于帶出量的存在，MTO數(shù)會被低估。數(shù)會被低估。槽壽命槽壽命污染物污染物微量金屬微量金屬鉛鉛含鉛的鋼、黃銅含鉛的鋼、黃銅其它金屬其它金屬鋅鋅鋁鋁銅銅鋅酸鹽、黃銅鋅酸鹽、黃銅鋁工件鋁工件銅合金銅合金有機物有機物油油來源于空氣來源于空氣不清潔的工件不清潔的工件陽離子陽離子K,NH4Ca,Mg酸堿調(diào)節(jié)劑酸堿調(diào)節(jié)劑硬水硬水陰離子陰離子亞磷酸鹽亞磷酸鹽硫酸鹽硫酸鹽硝酸鹽硝酸鹽硫化物硫化物鎳反應鎳反應硝酸硝酸加速劑加速劑硝酸鹽污染物硝酸鹽污染物會減少