化学镀镍：无电解镀镍技术及镍磷合金镀层分类介绍

化学镀镍：无电解镀镍技术及镍磷合金镀层分类介绍

化学镀镍（化学镀镍简介）

文档信息

主题：参考《行业信息》中“化学工业”的文章。

属性：doc-，doc格式，7278字。高质量，价格实惠，欢迎下载！

适用：

作为内容写作的参考文案，解决如何写、文案的正确格式、内容提取等相关问题。

工作。

文本

化学镀镍（化学镀镍简介）

化学镀镍简介

化学镀镍定义未分类

化学镀镍又称化学镀镍，是金属盐与还原剂共存于溶液中的工艺过程。

通过自催化化学反应在金属表面沉积金属涂层的一种新型成膜技术。

化学镀镍产生的镀层为镍磷合金，按其磷含量不同可分为低磷合金、中磷合金和高磷合金。

磷又分高磷三类，磷含量在3%以下称为低磷，磷含量在3-10%之间称为中磷。

磷含量在10%以上为高磷，其中中磷跨度较大，一般常见的中磷涂层为

磷含量6-9％。

当然，本站主要介绍化学镍磷合金电镀，有时为了方便我们简称为化学

化学镀镍又称为 EN。然而，化学镀镍并不是唯一的镀层类型。

另外还有化学镀铜、化学镀金、化学镀锡、复合镀等。

该比例不到总数的1％，因此本站不会重点关注它。

化学镀镍的特点并不简单

与电镀相比，化学镀镍的历史较短，国外真正在工业上应用只有

那是在 70 年代末 80 年代初。

1844年Wurtz发现在金属镍盐的水溶液中金属镍可以还原成亚磷酸盐。

经过多年，1911年，研究人员发表了关于次磷酸的研究。

但当时的化学镀镍溶液极不稳定，且自

若分解严重，则只能得到黑色粉末状镍沉积物或镍镜附着镀层，并无实用价值。

化学镀镍技术真正发现并应用至今是在1944年，当时美国国家标准

1946 年，该局和密歇根大学发现了​​一种沉积镍粉的配方，

1947年两年间发表了非常有价值的研究报告。

化学镀镍技术的应用比实验室研究成果晚了近十年。

后来，他们对这一工艺产生了兴趣，想利用圆筒的内表面来运输烧碱。

这种表面镀镍效果是一般的电镀方法无法达到的，五年后，他们又研究开发了化学镀镍磷。

该合金技术已发表多项专利。1955年，他们建造了第一条试验生产线，

制备了一种商业上可用的化学镀镍溶液，商品名为

“”

目前化学镀镍在国外尤其是美国、日本、德国已经成为非常成熟的高端镀镍技术。

新技术在工业各个领域得到广泛应用。

（我国化学镀镍发展也十分迅速，据第五届化学镀年会发表文章统计，

据网站所有者介绍，制造商有300多家，但这个数字在当时是极其保守的。

预计我国化学镀镍精矿年消耗量约10万吨，总市场规模达

150亿离开了历史。

化学镀镍液的组成及镀液成分设计常识

优良的镀液配方对于获得最优质的化学镀镍层至关重要。

溶液中应含有：镍盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、促进剂、稳定剂、光亮剂、

润湿剂等

主盐

化学镀镍溶液中主要的盐是镍盐，如硫酸镍、氯化镍、醋酸镍等。

它们提供化学镀过程中所需的镍离子，早期主要使用氯化镍作为镀盐。

氯离子的存在不仅使镀层的耐腐蚀性能降低，而且还会产生拉应力，因此不再使用。

与硫酸镍相比，使用醋酸镍作为主盐对镀层性能有益，但价格昂贵。

其实最理想的镍离子源应该是次磷酸镍，它不会在镀液中积累。

存在大量的硫酸盐，使用过程中不需要添加次磷酸钠来带入大量的钠离子。

但由于价格昂贵，无法在工业上应用，目前应用最为广泛的是硫酸镍。

硫酸镍有两种，工艺流程和结晶水略有不同，因以硫酸镍为主盐，所以用量较大。

还需要不断添加杂质，这些杂质会在电镀液中积累，造成电镀速度下降。

会缩短使用寿命，影响涂层性能，特别是耐腐蚀性能。

我们努力确保供应商提供可靠的成分检测报告，以确保每一批产品的质量稳定，尤其是

尤其要注意对镀液中有害的锌等杂质元素及重金属元素的控制。

还原剂

最常用的还原剂是次磷酸钠，因其价格低廉，且镀液容易控制。

该合金镀层性能良好，次磷酸钠易溶于水，水溶液pH值为6。

它是将白磷溶解于NaOH中，加热后得到的产物。

非常高，除了国内需求，还有大量出口。转载请注明来源六西格玛质量论坛

/cdb/，本帖地址：/cdb/?tid=62002

络合剂

化学镀镍溶液除主盐和还原剂外，最重要的成分是络合剂。

镀液性能和寿命的差异主要决定于络合剂的选择和搭配。

络合剂的第一个作用是防止镀液中产生沉淀，增加镀液的稳定性，延长其使用寿命。

如果不使用络合剂进行电镀，氢氧化镍溶液的体积小，

镀液中可析出淡绿色絮状氢氧化镍沉淀。硫酸镍溶于水生成六

水合镍离子容易水解，水解后呈酸性，此时会析出氢氧化物沉淀。

如果六水合镍离子中存在一些络合剂分子，可以显著提高其抗水解性能。

在碱性环境中，镍离子也有可能存在。然而，随着 pH 值的升高，六水合镍

离子中的水分子将被OH取代，从而加剧水解。为了完全抑制水解反应，镍离子

所有磷酸根离子必须螯合以获得最大的抗水解稳定性。

沉淀物量较大，但由于次磷酸镍溶液浓度较高，一般不会产生沉淀。

溶液中亚磷酸盐聚集，浓度升高，易析出白碱。

镀液中自由镍离子浓度大大降低，可以抑制镀液后期亚磷酸镍的析出。

络合剂的第二个作用是提高沉积速度。

络合剂的加入可以明显降低镀液中游离镍离子的浓度，但质量作用定律仍然适用。

通过降低反应物的浓度来提高反应速率是不可能的，所以只能通过降低反应物的浓度来解决这个问题

从力学角度来说，简单的说法就是有机添加剂吸附在工件表面后，增加了其

活性，为次磷酸盐释放活性原子氢提供更多的活化能，从而增加沉积反应

速度。络合剂也起着促进剂的作用。

化学镀镍中可以使用的络合剂有很多种，但化学镀镍溶液中使用的络合剂有

要求它们有较大的溶解度、在溶液中的pH值范围大、以及能耐受化学电镀工艺。

还有一定的反应性，价格因素也是不可忽视的，目前常用的络合剂有

主要为一些脂肪族羧酸及其取代衍生物，如琥珀酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸

及甘氨酸等，避免使用其盐类。在碱性槽中，使用焦磷酸盐、柠檬酸盐及铵盐。

不饱和脂肪酸很少使用，因为不饱和烃在饱和时会吸收氢原子，从而降低还原剂的有效性。

常见的一元羧酸如甲酸、乙酸等很少使用，乙酸常用作缓冲剂。

丙酸用作促进剂。

稳定剂

化学镀镍溶液是热力学不稳定体系，由于局部过热等多种原因，镀镍溶液容易发生

当pH值的升高或某些杂质的影响时，镀液中不可避免地会出现一些活性粒子。

催化核心使镀液发生剧烈的自催化反应，生成大量的Ni-P黑色粉末，导致

镀液在短时间内分解，冒出大量气泡，造成难以挽回的经济损失。

粉末是高效的催化剂，具有较大的比表面积，且不活泼，能加速镀液的自发分解。

稳定剂的作用是抑制镀液的自发分解。

电镀过程在控制下有条不紊地进行。稳定剂是一种毒化剂，也就是抗催化剂。

微量可抑制镀液自发分解，稳定剂用量不宜过多，否则会降低电镀效率。

稳定剂吸附在固体表面，抑制次磷酸盐的脱氢反应，但并不

也可以说，稳定剂掩盖了催化活性中心，阻止了

核反应，但不影响工件表面正常的化学镀镍过程。

我们粗略地把使用的稳定剂分为四类：

1.第VI族元素S、Se、Te的化合物；

2.某些含氧化合物；

3.重金属离子

4、水溶性有机物。

以上是以次磷酸盐作为还原剂的例子，但其基本原理是胺硼酸盐

然而，在强碱性硼氢化钠浴中，在 90 度的温度下，一些稳定剂往往会

分解、沉淀和失效。有报道指出使用铊盐是有效的。此外，硝酸铊也能增加

铊盐可以共沉积在 Ni-B 涂层中，有时含量高达 6%

数量。

加速器

为了提高化学镀的沉积速度，在化学镀镍溶液中添加一些化学药品。

它们具有加快电镀速度的作用，被称为促进剂。促进剂的作用机理被认为是还原剂。

次磷酸盐中的氧原子可以被外部的酸根取代，形成配位化合物，这种现象叫做加速。

该剂阴离子的催化作用是由于杂多酸的形成。

键能减弱，有利于次磷酸根离子的脱氢，或者说增加了次磷酸的活性。

结果表明，短链饱和脂肪酸的阴离子和至少一种无机阴离子取代氧，促进次磷酸

化学镀镍中的许多络合剂也起促进剂的作用。

使用。

缓冲

化学镀镍过程中，会产生氢离子，导致溶液的pH值随着电镀的进行而逐渐下降。

为了稳定镀速，保证镀层质量，化学镀镍体系必须具有缓冲能力。

这意味着在电镀过程中pH值不会发生太大的变化，并且能够保持在一定的pH范围内。

正常值。一些弱酸（或碱）及其盐的混合物可以抵消少量的外部酸或碱。

以及稀释对溶液pH值的影响，其在较小的范围内波动。

缓冲液的缓冲性能可以用pH值与酸浓度的图来表示。

pH值恒定、浓度在一定范围内波动的体系具有良好的缓冲性能。

来自六西格玛质量论坛 /cdb/，本帖地址：/cdb/?tid=62002

化学镀镍溶液中常用的一元或二元有机酸及其盐不仅具有络合镍离子的能力，而且具有结合镍离子的能力。

酸性电镀液中常用的HAC-NaAC体系具有良好的

虽然具有良好的缓冲性能，但是乙酸盐的络合能力很小，所以一般不用作络合剂。

其他组件

与化学镀镍不同，在化学镀镍溶液中添加少量表面活性剂，具有

此外，所用的表面活性剂还可充当发泡剂。

在电镀过程中，会产生大量的气体释放和搅拌，在镀液表面形成一层白色泡沫。

它不仅可以保温，减少镀液的蒸发损失，降低酸味，而且可以使许多浮污夹

泡沫中易于去除，保持电镀件和电镀液清洁。

表面活性剂是添加少量即可显著减少溶剂的物质。

表面张力是改变系统状态的界面张力。

亚分​​子的键强度不饱和，与内部原子和分子相比，能量相对较高，尤其是

金属表面属于高能表面，当与液体接触时，其表面能总是下降。

换句话说，金属的固-气界面可以很容易地被固-液界面所取代（润湿被定义为液体对固体表面的吸收）。

附着的气体被液体取代）

化学镀镍属于功能性镀层，一般不用于装饰，因此对亮度要求不高。

在酸性化学镀液中使用苯基二磺酸钠等光亮剂进行镀镍，取得了一定的效果。

据报道，蛋白质、萘磺酸、脂肪醇磺酸盐和糖精也在乙酸缓冲镀液中发挥​​作用。

提亮效果。

一些金属离子稳定剂亦起光亮剂的作用，如铬离子、铊离子、铜离子等。

人们认为Ni-P合金形成的原因是微量铜离子的加入改变了镀层结构。

镜面外观亮丽，但目前很多厂家在化学镀的要求上，都要求表面必须无铬。

层。

化学镀的物理化学性能

密度：镍在20℃时的密度为。磷含量为1%-4%时为；磷含量为7%-9%时为

当磷含量为10%-12%时，酸性镀液中磷含量与密度密切相关。

热性能：用热膨胀系数来表示金属尺寸随温度的变化规律，一般

指线膨胀系数μm/m/℃。化学镀Ni-P（8%-9%）的热膨胀系数在0-

100℃以内该值为13μm/m/℃，镀镍对应值为μm/m/℃。

电性能：由于镀层是一层非常薄的金属，因此很难测量电阻率。Ni-P（6%-

7%的镀层比电阻率为52-68μΩ·cm，而碱性镀层比电阻率仅为28-34μΩ·cm。

电阻小，仅为μΩ·cm。镀层电阻率不受镀液成分、温度、pH值等的影响，特别是

磷含量与热处理有密切的关系，另外，电阻率值也受热处理的影响很大。

磁性能：化学镀Ni-P合金的磁性能取决于磷含量和热处理制度。

它的结构特性是晶体或非晶态。P ≥ 8% (wt) 的非晶态涂层是非磁性的。

含P量为5%~6%的涂层具有很弱的铁磁性，只有含P量≤3%（wt）的涂层才具有

具有铁磁性，但磁性仍比电镀镍小。

化学镀镍的一般工艺流程

化学镀镍前金属产品的表面预处理包括：打磨抛光、除油、除锈、

化学镀镍常用的金属前处理方法与电镀工艺类似。

对于研磨、抛光等物理方法我们就不讨论了，下面主要介绍一些化学镀的方法。

脱脂

除油方法可分为有机溶液除油和化学除油。

有机溶剂脱脂的特点是脱脂速度快，一般对金属无腐蚀，但脱脂不易彻底。

底层需用化学或电化学方法进行补油除油，常用的有机溶剂有：汽油、煤

油、苯、酮、某些氯化烷烃和烯烃。有机溶剂脱脂的另一个优点是

上油后的溶剂可回收再利用，有机溶剂一般易燃，使用时要格外小心。

化学脱脂是利用碱性溶液皂化，利用表面活性剂乳化非皂化油。

化学脱脂用于去除工件表面的各种油污，化学脱脂温度一般为60-80

此期间，一般以目测方式检查工件的除油效果，即工件表面能完全被水润湿则油污已完全去除。

一般脱脂液由氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠、玻璃水、乳液

化学成分等

电化学除油分为阴极除油和阳极除油，在同样的电流下，阴极除油产生

氢气产生的氧气量是阳极除油的两倍，且气泡小而致密，乳化能力强，除油效果更好。

好。但易引起氢渗透到工件内部，造成氢脆，并在阴极处析出杂质。阳极脱脂

它虽然没有这些缺点，但却有可能造成工件表面的氧化、溶解。

方法。电化学除油液配方与化学除油相同。

化学镀镍的一般工艺流程

除锈

除锈方法有三种：机械除锈方法、化学除锈方法和电化学除锈方法。

机械除锈是对工件表面进行喷砂、打磨、翻滚或抛光等机械处理。

工件表面平整，表面锈迹清除。

化学除锈是利用酸或碱溶液对金属制品进行强烈的浸蚀，以除去制品表面的锈迹。

利用蚀刻过程中产生的氢气泡的化学作用和机械剥离作用去除这些层。

电化学除锈是将金属制品在酸性或碱性溶液中进行阴极或阳极处理以除去锈迹。

阳极除锈是通过化学溶解、电化学溶解和电极反应产生的氧气泡的机械剥离。

阴极除锈是通过化学溶解和机械剥离阴极释放的氢来实现的。

化学镀镍前处理所采用的除锈工艺与电镀除锈工艺基本相同。

激活

活化就是让零件有一个充分活化的表面，这种酸蚀对于不同材质的零件，其效果是不一样的。

所用的酸不同。

一般情况下，钢件可用10%的硫酸或1：1的盐酸进行活化。