化学镀的特点.doc

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1、化學鍍的特點、原理及應用一、特點化學鍍就是在不通電的情況下，利用氧化還原反應在具有催化表面的鍍件上，獲得金屬合金的方法。它是新近發展起來的一門新技術。美、英、日、德等國，其工業產值正以每年15%的速度遞增。它廣泛地應用於機械、電子、塑膠、模具、冶金、石油化工、陶瓷、水力、航空航太等工業部門，是一項很有發展前途的高新技術之一。其特點如下：1、表面硬度高，耐磨性能好：其表面硬度可在Hv0.1=550-1100kg/mm2（相當於HRc=55-72）的範圍內任意控制選擇。處理後的機械部件，耐磨性能好，使用壽命長，一般可提高3-4倍，有的可達8倍以上。2、硬化層的厚度極其均勻，處理部件不受

2、形狀限制，不變形。特別適用於形狀複雜、深盲孔及精度要求高的細小及大型部件的表面強化處理。3、具有優良的抗腐蝕性能：它在許多酸、堿、鹽、氨和海水中具有很好的耐蝕性，其耐蝕性比不銹鋼要優越得多，如表（1）所示。表（1）Ni-12P合金鍍層在下列介質中的腐蝕速率腐蝕介質溫度℃腐蝕速率（mm/年）Ni-12P合金鏽鋼不銹鋼1Cr18Ni9Ti42%NaOH沸騰<0.048>1.545%NaOH20℃沒有0.537%HCl30℃0.141.5-1.810%H2SO430℃0.031>1.510%H2SO470℃0.048>1.5水（海水）3.5%鹽95℃沒有0.5-1.440%HF30℃0.

3、0141>1.54、處理後的部件，表面光潔度高，表面光亮，不需重新機械加工和拋光，即可直接裝機使用。5、鍍層與基體的結合力高，不易剝落，其結合力比電鍍硬鉻和離子鍍要高。6、可處理的基體材料廣泛：可處理材料有各種模具合金鋼、不銹鋼、銅、鋁、鋅、鈦、塑膠、尼龍、玻璃、橡膠、粉末、木頭等。一、化學鍍鎳的分類（一）所有化學沉積法可以分成三類（廣義分類）：1．置換鍍（離子交換或電荷交換沉積）：一種金屬浸在第二種金屬的金屬鹽溶液中，第一種金屬的表面上發生局部溶解，同時在其表面自發沉積上第二種金屬。在離子交換情況下，基底金屬本身就是還原劑。使用最廣泛的基底金屬（Me1）是銅、鐵和鎳，而用得最多的

4、鍍層金屬（Me2）則是金和銅。如將一隻鐵釘浸在硫酸銅溶液中，鐵釘上就鍍上薄薄一層銅。但它的實際應用是有限的，因為基底金屬的表面一旦被溶液中的金屬（Me2）覆蓋，過程馬上停止。所以其最大厚度是很小的，而且結合力沒有真正的化學鍍那麼好。由於鍍層品質差，厚度有限，所以應用非常有限。2．接觸鍍：將欲鍍的金屬與另一種金屬或另一塊相同金屬接觸，並沉浸在沉積金屬的鹽溶液中的沉積法。當欲鍍的導電基底表面與比溶液中待沉積的金屬更為活潑的金屬接觸時，便構成接觸沉積。在基底和接觸金屬之間形成了原電池對，其中接觸金屬是陽極，發生溶解，而欲鍍基底起陰極的作用，金屬便沉積到它的上面。此法與電沉積反應相同，所不

5、同的是電流來自化學反應，而不是由外電源提供。此法幾乎沒有實用意義，但是，它對在無催化活性基底上引發化學沉積，起到“反應起動劑”的作用上，具有重要意義。3．真正的化學鍍：從含有還原劑的溶液中沉積金屬。下面我們所提的化學鍍鎳即為此種。（二）化學鍍鎳的分類：1．按鍍液的PH值分類：有酸性、中性和鹼性三類。2．按沉積溫度分類：有低溫、中溫、高溫三類。3．按合金成分分類：有低磷、中磷和高磷三類。4．按所用還原劑分類：有Ni-P、Ni-B等。二、化學鍍鎳的原理化學鍍鎳是利用鎳鹽溶液在強還原劑次亞磷酸鈉的作用下，使鎳離子還原成金屬鎳，同時次亞磷酸鹽分解析出磷，因而在具有催化表面的鍍件上，獲得NI

6、-P合金鍍層。關於其氧化-還原機理的解釋有許多理論論述。對於以次亞磷酸鹽還原鎳離子的總反應可以寫成：3NaH2PO2+3H2O+NiSO4————3NaH2PO3+H2SO4+2H2+Ni(1)同樣的反應可以寫成如下離子式：2H2PO2-+Ni2++2H2O————2H2PO3-+H2+2H++Ni(2)或寫成另一種形式：Ni2++H2PO2-+H2O————Ni+H2PO3-+2H+(3)所有這些反應都發生在催化活性表面上，需要外界提供能量，即在較高的溫度（60≤T≤95℃）下，除了金屬鎳之外，還形成分子氫。此外，形成的氫離子使鍍液變得更加酸性，同時還生成亞磷酸離子H2PO3-。

7、根據G.古祖才特（G.Gutzeit）的理論，提出了如下的分部反應：H2PO2-+H2O————H2PO3-+H++2H吸附（4）Ni2++2H吸附———Ni+2H+（5）2H吸附————H2（6）H2PO2-+H————H2PO3-+H2（7）H2PO2-+H吸附————H2O+OH-+P（8）3H2PO2-————H2PO3-+H2O+2OH-+2P（9）所有上述階段，實際上還有其他一些，在整個還原反應中是同時發生的。速率取決於鍍液成分、PH和溫度以及其他因素。從