钢和铜的化学镀镍

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1、（项目报告）钢和铜的化学镀镍1摘要：本文总结了化学镀镍的基本原理、化学镀镍工艺。镀液稳定性的确定，钢和铜基体表面进行化学镀镍，钢和铜工件的前处理，镀层的检测（包括外观、孔隙率、耐蚀性、厚度、结合力、脆性、硬度和组织结构检测分析等），废液处理（化学沉淀法）；了解镀液的调整与维护、不良镀层的退除方法、故障的分析与排除方法：基本掌握化学镀镍的工艺生产实际操作，懂得使用化学镀镍的基本理论对化学镀镍工艺进行解释，并对化学镀镍的未来发展趋势和开发新工艺的方式有所了解。1、理论概述化学镀是不依赖外加电流，仅靠镀液中的还原剂进行氧化还原反应，在金属表面的催化作用下使金属离子不断沉

2、积于金属表面的过程。由于化学镀必须在具有自催化性的材料表面专题进行，因而化学镀又称“自催化镀”。由置换反应或其他化学反应，而不是自催化还原反应获得金属镀层的方法，不能称为化学镀。化学镀是一种不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。化学镀常用溶液：化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。化学镀镍是用还原剂把溶液中的镍离子还原沉积在具有催化活性的表面上。化学镀镍可以选用多种还原剂，目前工业上应用最普遍的是以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍工艺，其反应机理普遍接受的是“原子氢

3、理论”和“氢化物理论”。化学镀是一种新型的金属表面处理技术，该技术以其工艺简便、节能、环保日益受到人们的关注。化学镀使用范围很广，镀金层均匀、装饰性好。在防护性能方面，能提高产品的耐蚀性和使用寿命；在功能性方面，能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能，因而成为全世界表面处理技术的一个发展。化学镀技术是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。与电镀相比，化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点。另外，由于化学镀技术废液排放少，对环境污染小以及成本较低，在许多领域已逐步取代电镀，成为一种环

4、保型的表面处理工艺。目前，化学镀技术已在电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。化学镀镍技术在微电子器件制造业中应用的增长十分迅速。据报导施乐公司在超大规模集成电路多层芯片的互连和导通孔（via-hole）的充填整平化工艺中，采用了选择性的镍磷合金化学镀技术；其产品均通过了抗剪切强度、抗拉强度、高低温循环和各项电性能的试验。实践说明，化学镀镍技术的应用提高了微电子器件制造工艺的技术经济性和产品的可靠性。2、项目开展方案（1）镀液的配制镀液组成及工艺条件含量硫酸镍（NiSO4·7H2O）／g·L－1次磷酸钠(NaH2PO2·H2O)／g

5、·L－1醋酸钠(CH3COOHNa)／g·L－1丙酸(CH3CH2COOH)／g·L－1乳酸(C3H6O3)／g·L－1硫尿/mg.L-12628102334pH值温度／℃沉积速度／μm·h－14.585（2）镀液稳定性的检测通过煎沸法测量化学镀液的稳定性，把200亳升的化学镀镍液放在电炉上煎沸，沸腾一定时间，考察镀液是否分解。煎沸30分钟也不分解，则说明镀液的稳定性好。否则，镀液的稳定性差。镀液的起镀温度为60℃。镀层表面光亮度三级（半光亮）,镀层的附着力好；耐蚀性30~180s；孔隙率16cm²；使用化学沉淀法处理后，过滤出的水是无色的。从低温逐渐提高镀液温度

6、，当镀液加热到某一温度时，把制好的铁试样放进镀液中，如果有反应（有气泡外溢），则说明在该温度已经开始发生化学镀反应，该温度即为起镀温度。本项目，加热温度分为四个档次50℃、60℃、70℃、80℃、90℃。（3）样品表面的预处理用沙布把钢，铜片进行抛光处理，以除去其表面氧化物等杂质（4）化学镀镍样品准备——机械抛光——有机溶剂除油——化学除油——热水洗——冷水洗——活化——冷水洗——去离子水洗——化学镀镍——水洗——吹干（5）镀层性能检测镀层性能：金属零件电镀层的外观检验是最基本﹐最常用的检验方。外观不合格的镀件就无需进行其它项目的测试。检验时用目力观察﹐按照外观可

7、将镀件分为合格的﹑有缺陷的和废品三类。外观不良包括有针孔﹐麻点﹐起瘤﹑起皮﹑起泡﹑脱落﹑阴阳面﹑斑点﹑烧焦﹑暗影﹑树枝状和海绵状江沉积层以及应当镀覆而没有镀覆的部位等缺陷。镀层表面缺陷检测缺陷类型及特征：镀层表面不允许有针孔、麻点、起皮、毛刺、起泡、斑点、起瘤、阴阳面、雾状、烧焦、树枝状及海绵状镀层等缺陷，检测时应严格区分，下面简要介绍一下其特征，以便目测评定。镀层孔隙率的检测镀层耐蚀性检测（6）废液处理（化学沉淀法）量取废液→加热→添加浓度为15%的氢氧化钠至废液pH10~12→搅拌保温1小时→添加沉淀剂→过滤→温度下降到50摄氏度，用稀硫酸调节溶液pH-8.0

8、→添加Ca