化学镀镍艺配方.ppt

1 化学镀镍历史（1） 1 化学镀镍历史（2） 1 化学镀镍历史（3） 1 化学镀镍历史（4） 1 基体金属 根据基体性质不同可分成三类 (1) 第一类：本征催化活性材料（3d电子起到脱氢剂） Ⅷ族析氢过电位低的钌Ru、铑Rh、钯Pd、锇Os、铱Y、铂Pt、镍Ni (2) 第二类：无催化活性材料 大多数材料属于第二类。必须通过它表面沉积第一类本征催化材料。又可分为三种： 比镍活泼的金属：Fe、Al、Be、Ti 比镍稳定的金属：Cu、Ag、Au 非金属材料 (3) 第三类：催化毒性材料 Pb、Cd、Bi、Sb、Sn、Mo、Hg、As、S 化学镀镍的机理 原子氢理论 原子氢理论 1967年前苏联学者 Никифова 将其具体化：次亚磷酸根离子是不对称四面体结构，P是中心原子，H和O原子在四个角上。 次亚磷酸根离子的氧化与镍离子还原的总反应式如下： 3 化学镀镍分类（1） 3 化学镀镍分类（2） 4 化学镀镍溶液组成（1） 4 化学镀镍溶液组成（2） 4 化学镀镍溶液组成（3） 4 化学镀镍溶液组成（4） 4 化学镀镍溶液组成（5） 化学镀镍溶液经过几个循环（MTO）之后，必须补充镀液中的配位体，以避免因生成亚磷酸镍而使镀液成糊状。 配位体对镀镍磷合金化学镀层耐蚀性影响深刻，同镍离子生成五元环和六元环鳌合物的配位体所组成的镀液，其镀层耐盐雾试验性能最佳。一般说来强络合剂比弱络合剂获得的镀层磷含量高。 配位体直接影响镀液的稳定性、使用寿命、沉积速度、镀层质量等。选择依据是不仅沉积速度快，而且溶液稳定性好，使用寿命长，镀层质量好。 4 化学镀镍溶液组成（6） 4 ) 缓冲剂 由于化学镀镍反应过程中，副产物氢离子的产生，所以在沉积过程中溶液的pH值会连续下降。缓冲剂能有效地稳定溶液的pH值。缓冲NaA和H+反应如下： NaA+ H+→HA+Na+ 最有效的缓冲剂是一元和二元有机酸的钠盐或钾盐。 尽管镀液中有缓冲剂存在，经过几小时施镀后，其pH值仍会降低，因此商品的化学镀镍补加液中都含有pH调整剂。一般为氨水、氢氧化钠或碳酸钠。 5 促进剂 促进剂也叫加速催化剂，它的加入使化学镀镍的沉积速度得到提高。这是由于它使次亚磷酸盐分子中H和P原子之间键合变弱，使氢在被催化表面上更容易移动和吸附。 5 促进剂 常用的促进剂有：脂肪酸、可溶性氟化物等。 Толовушкина等人研究表明在镀液中添加0.5-1.5 g/L的NH4F可以提高沉积速度和降低磷含量。 Duncan指出苹果酸有促进作用。 化学镀镍溶液本身处于热力学不稳定状态。 化学镀镍沉积过程中，因种种原因镀液总会产生活性结晶中心，稳定剂的加入，便使得Ni2+的还原只发生在被镀表面上，而阻碍了Ni2+在活性结晶中心上的还原。常用的稳定剂有： 重金属离子。 含S、Se、Te的化合物。 含氧化合物：如MoO42-、AsO2-. 某些有机酸：如马来酸酐。 当前化学镀镍的发展趋势是有机物代替铅盐和含硫化合物。因为后者能大大降低镀层的耐蚀性。 无铅无镉 7 其它添加剂 润湿剂 光亮剂: 无铅无镉 光亮剂的最佳组成为：Bi(NO3)3 6 mg/L，白屈菜氨酸或邻菲啰啉2 mg/L，十二烷基磺酸钠2 mg/L，CuSO4·5H2O 2 mg/L。 光亮剂 (哈工大) 光亮剂 光亮剂 光亮剂 光亮剂 光亮剂 光亮剂--AFM 光亮剂--AFM 5 化学镀镍溶液稳定性的评价方法 (1) 化学镀镍溶液稳定性的评价方法3种： 1氯化把稳定性试验 将lml的100mg/L的氯化把溶液加人到60 mI.温度为60士1℃的样品镀液中，测得镀液由清至混浊的时间，即是氯化把稳定性的标度。 2使用寿命试验 镀液的使用寿命为:当补充添加的金属镍量等于开缸溶液中的金属镍量时为一个循环(Metal Turn-ovet, M.T.O.)，镀液极限循环次数即为其使用寿命。也可以用施镀能力来表征其使用寿命。施镀能力是指单位体积的镀液(1L)在单位面积(l dm2)所能施镀的总厚度。 3 稳定常数试验 前苏联学者Ламадуев于1978年提出在化学镀镍在常操作规范下，沉积到镀层上的镍量占溶液中消耗镍