化学镀镍的工艺流程图，你知道吗？

化学镀镍的工艺流程图，你知道吗？

化学镀镍又称化学镀镍，是一种优良的成膜技术，它在含有特定金属盐和还原剂的溶液中进行自催化反应，使金属析出并沉积在基材表面，形成表面金属镀层。 。

化学镀镍工艺简单、成本低。 涂层厚度均匀，可大面积涂覆。 涂层具有良好的焊接性能。 如果结合适当的前处理工艺，可以在高强度铝合金、超细晶铝合金等材料上获得良好的性能。 涂层，广泛应用于表面工程和精细加工领域。

1、化学电镀工艺

化学镀工艺流程为：样品打磨——清洗——封孔——布轮抛光——化学除油——水洗——硝酸除锈——水洗——活化——化学镀——水洗——钝化——水洗——热水封孔——吹气烘干。

图1 化学镀工艺流程图

2.化学镀镍的分类

化学镀镍有多种分类方法，根据不同的分类规则有不同的分类方法。

3、化学镀镍原理

目前，已提出以次磷酸盐为还原剂的化学镀镍自催化沉积反应，包括羟基-镍离子配位理论、氢化物理论、电化学理论和原子氢态理论，其中原子氢态理论最为广泛认可。 。

该理论认为，还原镍的物质本质上是原子氢。 当使用次磷酸盐作为还原剂还原Ni2+时，总反应可用下式表示：

+3H2O+NiSO4→+H2SO4+2H2+Ni(1)

也可以表示为：

Ni2++H2PO2-+H2O→H2PO3-+2H++Ni(2)

该过程可分为以下四个步骤：首先，将化学沉积镍磷合金镀液加热。 此时镀液并没有立即反应，而是金属首先催化，H2PO2-在水溶液中脱氧生成H2PO3-，同时释放出原子活泼氢。

H2PO2-+H2O→H2PO3-+2H吸附+H+ (3)

然后，原子活性氧吸附在催化金属表面上，将其活化，同时将水溶液中的Ni2+还原生成的金属镍沉积在催化金属表面上。

Ni2++2H吸附→2H++Ni (4)

然后，催化金属表面的原子活性配合物与H2PO2-反应，将其还原为P。同时，由于金属的催化作用，亚-H2PO2-被分解，生成亚磷酸盐，并释放出氧分子。解吸并沉淀。

H2PO2-+H→P+H2O+OH-(5)

H2PO2-+H2O→H2PO3-+H2 (6)

2H→H2↑(7)

最后，镍原子和磷原子共沉积，形成镍磷合金层。

P+3Ni→Ni3P(8)

上述所有反应都需要较高的温度（通常为60

由式(4)(5)(8)可知，反应生成的镍与磷结合形成镀层合金。 因此，实际上，如果采用次磷酸盐作为还原剂，反应形成的镀层是镍磷合金，磷含量约为3-15%。

同时，我们可以看到反应过程(2)(5)(6)相互竞争：

Ni2++H2PO2-+H2O→H2PO3-+2H++Ni(2)

H2PO2-+H→P+H2O+OH-(5)

H2PO2-+H2O→H2PO3-+H2 (6)

(2) (5) (6) 反应过程表明，如果温度不变，镀液pH值升高，有利于反应式(2)的进行，即镍的还原率会增加，磷的还原率也会增加。 反之则会减少，因此此时得到磷含量降低的镀层。 相反，降低镀液的pH值非常有利于反应(5)和(6)的进行。 这时，镍离子被还原的速度就会下降。 磷的还原速度将进一步加快，析出的H2量也将增加。

4、化学镀镍液的成分

镀液的成分包括主盐（镍盐）、络合剂、缓冲剂、促进剂、还原剂、稳定剂、润湿剂、光亮剂、应力消除剂、pH调节剂等。

1）主盐（镍盐）

主盐是涂层中含有金属离子的盐。 镍盐是化学镀镍液中的主要盐，主要包括NiCl2、醋酸镍、磺酸镍等，其主要作用是提供Ni2+。 目前应用最广泛的是硫酸镍。 从影响化学反应速率的因素可以看出，主盐浓度越低，沉积速率越慢，生产效率越低。 反之，主盐含量越高，沉积速度越快，生产效率越高。 但主盐浓度过高时，沉积速度会较快，生产效率较高。 会造成反应速度过快，容易使表面沉积的金属镀层变得粗糙，镀液的稳定性降低，而且容易发生自分解，降低镀液的稳定性。

2) 还原剂

还原剂是提供电子以还原初级盐离子的试剂。 主要有：NaBH4、二甲铵硼烷、肼、二乙铵硼烷等。

若在镀液中用NaBH4、氨基硼烷等硼化物作为还原剂，可得到Ni-B合金； 如果采用N2H4作为还原剂，得到的金属镀层纯度较高。 常采用酸性镀镍液中使用的还原剂，此时得到的镀层为Ni-P合金。 优点是购买便宜，易溶于水，镀液较易控制，镀层性能优良。 一般来说，使用量与主盐量的关系为：

溶液中主盐与还原剂的反应速度受还原剂浓度影响较大。 还原剂浓度越大，其还原能力越强，反应速度越快； 但如果还原剂浓度过高，溶液会发生自分解。 反应过程控制变得更加困难，所得金属沉积涂层的外观难以满足理想的要求。

3）络合剂

络合剂在化学镀镍过程中起着重要的作用，其地位仅次于主盐和还原剂。 如果化学镀镍浴中不添加络合剂，由于氧化镍的溶解度比较小，当镀液为酸性溶液时，水解很容易产生浅绿色絮状水性氧化镍沉淀，因此常常添加络合剂电镀液中的助剂。

化学镀镍液中常用的络合剂有：柠檬酸、苹果酸、丙二酸、丁二酸、丁二酸、乙醇酸、氨基乙酸、乳酸、酒石酸、EDTA（乙二胺四乙酸）、HEDP（羟基亚乙基二膦酸）、 ATMP（氨基三亚甲基膦酸）、乙醇酸。

络合剂的主要作用是：络合剂能与金属离子反应形成络合物，从而降低游离金属离子的浓度，减少金属离子的水解反应，防止镀液的自然降解。 分解，增强镀液的稳定性。 当然，络合剂的浓度不能太高，因为太高的浓度容易导致游离金属离子浓度太低，减慢反应速度，从而减慢金属沉积速率。 因此，选择合适的络合剂用量也非常关键。 不同的络合剂在电镀过程中会对电镀反应产生一定的影响，无论是反应速率还是镀层的成分和特性。 有时为了获得性能优异的涂层，同时保持合适的反应沉积速率，往往将多种络合剂联合使用，以求优势互补，达到更好的综合效果。

此外，碱性化学镀镍溶液中还可使用焦磷酸盐、柠檬酸盐和铵盐。 例如，使用柠檬酸钠和氯化铵作为络合剂时，添加镍盐总量的1.5倍。 好的。

4) 稳定器

稳定剂的作用是增加镀液的稳定性。 其原理是固体颗粒表面存在一些催化点，稳定剂离子吸附在这些催化点上，从而阻止或减少镍离子的还原。 化学镀镍浴是热力学不稳定的系统。 在电镀过程中，镀液很容易受到污染。 它还可能受到异常情况的影响，例如局部过热、pH值变化以及催化活性固体颗粒的存在，从而可能导致镀液失效。 由于稳定剂也是一种中毒剂，添加量不能太大，否则镀液会因中毒而变得不活泼，镀速降低，甚至电镀失败，因此只需少量即可。

化学镀镍的稳定剂主要有四类：①重金属离子，如铅、铋、锌、镉、锡、锑、铊等； ②含氧酸盐，如钼酸盐、碘酸盐； ③含硫化合物，如硫脲、异硫脲、四唑丙磺酸盐、羟基苯并噻唑、黄原酸盐、硫代硫酸盐、硫代邻苯二甲酸酐等； ④有机酸衍生物，如甲基四羟基苯酐、六氯乙醛、四羟基苯酐等。稳定剂除了稳定镀液外，还具有加速光亮效果、提高镀层耐腐蚀性能的作用。 需要特别注意的是，即使稳定剂使用微量，也会影响涂料的各项性能。 如果使用不合理，很容易导致涂层出现缺陷（如疏松、小孔、耐腐蚀性差等），因此其选择和使用必须谨慎。 一般情况下，Pd2+作为酸性化学镀镍液的稳定剂时，其用量仅为几毫克/升，而在碱性镀液中，其用量则较大。

5) 缓冲器

缓冲液是一些弱酸（或弱碱）及其相应盐的混合物。 该溶液可抵抗少量外界强碱（或强酸）或适当稀释以保持pH值几乎不变。 那么这些弱酸（或弱碱）及其相应的盐就称为缓冲剂。

酸性化学镀镍溶液中最有效的缓冲剂是有机一元酸和二元酸的钾盐和钠盐，因为相对分子量较高的酸会形成不溶性镍盐。 最常用的一元酸是乙酸和丙酸。 酸或其盐、二元酸（如丙二酸和琥珀酸）是更有效的缓冲剂，但丙二酸价格昂贵且不适合工业应用。 一些制剂同时含有一元酸和二元酸。 此外，硼酸也是一种有效的缓冲剂。

6) 加速器

促进剂是指添加到电镀液中能够显着提高沉积速度的物质。 在添加强络合剂的镀液中，Ni2+离子发生强烈配位，其还原速度受到抑制。 该镀液中添加第二类促进剂配位剂，可以减弱镍酸离子的配位状态或改变镍络合离子的结构，从而加快沉积速度。 其中丙酸、琥珀酸、氨基乙酸、氟化物、硼酸盐等都是常用的促进剂。

7) 表面活性剂

镀液中的表面活性剂也称为润湿剂。 它们的主要作用是提高镀件表面的润湿性，有利于气体逸出，提高镀层的孔隙率。 经常使用阴离子或非离子表面活性剂。

一般来说，表面活性剂的适宜添加量为镀液总质量的0.1%-0.15%。 目前化学镀镍工艺中常用的有烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠和十二烷基脂肪酸钠。 它们都是阴离子表面活性剂； 非离子表面活性剂有6501洗涤剂、TX-9、TX-10等。

8) 光亮剂

光亮剂的作用是增强化学镍层的光亮度，使镀件具有一定的装饰效果。 化学镀镍层在第一次镀时通常是半光亮的。 可以添加一些光亮剂来提高镀层的光亮度，如萘二磺酸钠、对甲苯磺酰胺、硫脲等。在酸性化学镀镍溶液中可以产生光亮的镀层。 硒酸、镉离子、碲和铅离子也是有效的光亮剂，这些物质的添加量与有机化合物一样严格。

此外，化学镀镍镀液有时还可添加适量的应力剂（以降低镀层内应力，提高镀层与基体的结合力）和pH调节剂（如H2SO4、HCl、NaOH、氨等）。 以提高电镀效果。