第一章 电镀及化学镀案例实例.ppt

1.4.2 复合镀层种类及应用[4,6,5,1] （1） 耐磨复合镀层： 以Ni、Co、Cr、Co-Ni 等为基质，与Al2O3、ZrO2、TiC、SiC等 微粒组合的复合镀层 （2） 减磨复合镀层：以Ni、Cu、Sn、Pb等为 基体，以石墨、二硫化钼、氟化石墨、聚 四氟乙烯等作为分散相 （3） 耐蚀复合镀层[4,6]：Fe-Ni-Cr （4） 耐高温复合镀层[6] ：Co-Cr3C2 1.5 非金属电镀[1,7] 随着科学技术的不断发展，各种非金属材料在汽车、电器、电子、五金等产品制造中的使用越来越多。但是非金属材料自身的耐磨性、导电性、导热性和装饰性等都难以满足各种零件的要求，通过 在非金属零件表面电镀上金属层可以达到目的。 非金属电镀的核心问题是基体表面的金属化，即导电性。因此非金属材料制品在电镀前必须经过前处理：粗化、脱脂、敏化、活化和化学镀。 1.6 化学镀 [1,2, 4-6] 化学镀是指在无外加电流的情况下，借助合适的还原剂，使镀液中的金属离子还原并沉积在基体上形成镀层的一种表面技术。 与电镀不同，化学镀过程不需要整流电源和阳极，金属沉积仅在零件表面进行，镀液中的金属离子是依靠得到由还原剂提供的电子而还原成相应的金属的。 Mn+ + ne M 因此，化学镀可以在金属、半导体和非导体材料上直接进行，由于没有电流分布问题，在复杂零件 表面可以获得厚度均匀、空隙率低、对 深孔或形状复杂的零件具有很好的覆盖能力的镀 层。 化学镀是一个在催化条件下发生的氧化—还 原反应过程，它只在具有催化作用的表面上发生， 如果沉积金属本身就是反应的催化剂，该化学镀 过程就称为自催化化学镀，它可以得到所需的镀 层厚度。如果在催化表面上沉积的金属本身不能 作为反应的催化剂，一旦催化表面被沉积金属覆 盖，沉积反应就会自动停止，所以只能获得有限 厚度的镀层。 由于在化学镀过程中，还原剂参与了整个化 学沉积过程，并有少量沉积于镀层中，因而镀层 实际是合金组成。还原剂是化学镀溶液中的主要 成分之一，除应具有较强的还原作用外，还应不 使催化剂中毒。常用化学镀还原剂有次磷酸盐、 甲醛、肼、硼氢化物 、胺基硼烷及其衍生物等。 能够进行化学镀的金属有：Ni、Cu、Co、 Ag、Pd、Pt等以及相应的合金。目前应用最多 的是化学镀镍和化学镀铜。 由于以上化学镀层具有良好的耐蚀性、耐 磨性、钎焊性及其它特殊的电学或磁学等性能， 因此，化学镀在电子、石油、化工、航空航天、 核能、汽车、印刷、机械等工业中得到广泛应 用。 1.6.1 化学镀镍 （1）化学镀镍的基本原理 （a） 化学镀镍的氧化—还原反应： H2PO2- + H2O H+ + HPO32- + 2H Ni2+ + 2H Ni +2H+ H2 PO2- + H P + H2O + OH – （b） 化学镀镍镀液成分： 镍盐、次磷酸盐、络合剂、稳定剂、缓冲剂等。 （2）化学镀镍层的组织结构[6] （a） 磷含量对化学镀Ni—P合金结构的影响 随着磷含量的增加，其结构变化过程为： 晶态 晶态 +微晶 微晶 微晶+非晶 非晶 4.5% 5～6% 6～7% 7～8% 9% （b） 热处理对结构的影响 对于含磷量 8%以上的镀层进行热处理，镀层发 生非晶态向晶态的转变而形成Ni3P 沉淀，从而 导致弥散硬化。 （c） 还原剂的影响 采用次磷酸盐作还原剂，得到的是Ni-P(4～12%) 合金；若用硼氢化物或胺基硼烷作还原剂，则得 到的是Ni-B(0.2～5%)合金。 材料表面工程 1.