化学镀镍活化工艺探索及工艺条件的明确

化学镀镍活化工艺探索及工艺条件的明确

学术辩论 2016 年 12 月 32 日 10 工程塑料无钯化学镀镍工艺研究 沈毅 江苏南京 摘要：针对化学镀镍，本文对具体的活化工艺进行试验探索。通过试验找到了相对最优的活化液组成配方；利用均匀设计试验法明确了化学镀镍（ABS 塑料）所需的工艺条件：19g/LNi(Ac)2·4H2O， 浓度为 22g/L，0.02mL/LN2H4·H2O，糖精浓度为 40mg/L；镀液具体 pH 值在 5.0～5.6 之间，镀液温度为 70~80℃。利用 SEM、XRD 和 EDS 分析了内镀层形貌、基本结构及相关成分。 关键词：ABS 塑料；无钯活化；化学镀镍； 工艺中图分类号：TQ153.12文献标识码：A文章号：1671-5659(2016)12-0032-02引言在我们熟悉的很多领域都开始使用新材料，特别是非金属表面很多时候需要进行金属化处理，ABS塑料具有比较好的热稳定性和突出的比强度，是一种很好的工程塑料，通过在ABS表面镀上一层金属层，恢复了塑料和金属的双重性能。

此法在表面处理行业也广为人知，成为最佳最合理的工艺，下面仅作简单介绍。1 1 工艺试验材料分析1 1.1 试剂与仪器1）化学纯：醋酸镍、水合肼、次磷酸钠、柠檬酸钠、氢氧化钠、无水碳酸钠、十二烷基磺酸钠；分析纯：硼氢化钠、甲醇、磷酸钠、重铬酸钾、硫酸、硝酸，另加糖精。2）ABS塑料，尺寸设为1cm×2cm。3）HH.S-Ni恒温水浴锅，孔数为2个；FM-300显微硬度计；电解测厚仪； 扫描电子显微镜、X 射线衍射仪等。1 1.2 化学镀工艺对于 ABS 塑料，其化学镀按以下工艺进行：1）应力消除：将 ABS 塑料放入烤箱中烘烤，温度为 60℃，时间 3h，取出，自然冷却。2）碱性除油：碳酸钠（密度 25g/L）+磷酸三钠（密度 25g/L），70℃，处理 5min。3）化学粗化：铬酐（密度 200g/L）+浓硫酸（密度 200g/L），同样在 70℃处理 10min。4）敏化：SnCl2（密度 10g/L）+盐酸（密度 30mL/L），18~25℃，处理 10min。

5)无钯活化：称取醋酸镍(重量为1g)溶于10mL甲醇中；称取硼氢化钠(也控制为1g)加入甲醇(溶剂为5mL)中，完全溶解。在活化状态下，先将ABS基体置于醋酸镍酒精溶液中，再缓慢引入硼氢化钠酒精溶液进行活化，陈化30min。2 2工艺试验结果与讨论2 2.1无钯活化工艺最佳条件的确定在无钯活化工艺效果的判断上，要根据成膜情况及其反应情况综合判断，当基体完全被镀层覆盖，且化学镀镍速度最快时，即表示工艺效果最好。表1为4种不同工艺条件下无钯活化的效果。 表1 无钯活化工艺最佳条件的确定注：所用的醋酸镍和硼氢化钠均为配方1，活化温度为室温，如表1所示：我们对配方1所选用的条件进行了多次测试，发现在最佳条件下，醋酸镍具有非常突出的重现性，并且比较稳定。因此，活化工艺溶剂的选择应遵循以下原则：1）所选用的活化溶剂必须能够快速溶解醋酸镍和硼氢化钠，在活化溶液中，只有选用醋酸镍才能看到最好的活化效果。2）溶剂反应后，在ABS塑料上具有良好的铺展性，同时能够使涂层与活化后的基体保持均匀。

2 2 .2 化学镀镍溶液实验设计及工艺条件根据相关试验结果，活化液中含有一定量的镍离子、糖精及肼离子，对镀镍层的质量会产生一定的影响，故实验条件设定为：施镀温度75℃，反应时间1h，采用U13（1312）均匀涂胶记录具体试验数据，设定试验检查指标：镀件外观、镀层厚度、镀液稳定性。 具体方案及试验结果见表2。表2 U13（1313）化学酸性镍均匀试验方案及结果根据表2数据，分析如下：1）利用回归分析方程：y=100.56-2.94x​​1-6.49x2+20.04x3-0.007x5+0.07x12+0.17x22-179.58x32-0.）化学镀镍最合理工艺条件：19g/LNi(Ac)2·4H2O、22g/、0.02mL/LN2H4·H2O、糖精浓度40mg/L；pH=5.0；最佳施镀温度为75℃，施镀时间为1h。 3)比较计算值,溶液组分对结果的贡献:水合肼贡献最大,次磷酸钠次之,醋酸镍第三,pH值第四。对活化得到的工艺条件进行反复测试,如表3所示。表3 无钯活化化学硼氢化工艺稳定性测试结果2 2.3 镀层形貌、成分与结构分析1)镍镀层本身形貌表征通过扫描电镜可以充分观察到镍镀层本身的形貌,由图1可知,镀层结合良好,颗粒已均匀分散。