电镀工艺学 教学课件 ppt 作者 冯立明 王玥 主编电镀工艺学-16.ppt

第8章 化学镀 The Electroless Nickel Family 存在的问题 1.镀液使用寿命短 2.镀液稳定性差 3.稳定剂多含重金属离子，污染大 4.对多元合金化学镀和复合化学镀研究有 欠缺。 绿色复合型稳定剂开发 （6）加速剂 作用机理：活化次磷酸根离子，促其释放原子氢。 常用的加速剂： 　许多络合剂兼有加速剂的作用 　如：乳酸、羟基乙酸、琥珀酸、丙酸、丙二酸、 　　　醋酸及它们的盐类。 　无机离子中的F-。 说明：必须严格控制其浓度。 　用量大不仅会降低沉积速度，还影响镀液稳定性。 温度升高，镀速较快，镀层含磷量下降，内应力及孔隙率增大，耐蚀性下降。 8.2.3 化学镀镍的工艺因素控制 （1）镀液化学成分的影响 　　既要某一化学成分维持在最佳范围内，又要使其 它各种相关化学成分及工艺参数保持在相应的最佳范 围之内。 （2）温度影响（镀速、稳定性、镀层质量） 　　酸性次磷酸盐溶液，操作温度在85～95℃之间。 酸性液，pH=4～5,T70℃,不沉积。 温度升高，镀速加快。 温度过高，亚磷酸盐增加，溶液不稳定。 温度波动范围不超过＋2℃ 温度小于60℃，镀速太慢； 温度高于95℃，镀液蒸发速度加快，镀液稳定性下降 （3）pH值影响（沉积速度及镀层含磷量） 1) pH值高　镍的沉积速度加快， 　　　　　镀层含磷量下降，次磷酸钠利用率下降 。 2) pH值低　沉积速度减慢，镀层含磷高。 说明： 每一个具体的化学镀镍液有其理想的pH值范围。 生产过程中必须及时调整，维持镀液的pH值； 　波动范围控制在±0.2范围之内。 调整pH值，一般用稀释过的氨水或氢氧化钠，搅拌谨 　慎进行。 酸性溶液， pH3，不能沉积； pH增大时，亚磷酸盐溶解度下降，溶液分解。 再增大，转变为亚磷酸盐的反应无需催化条件，自发进行。 正常4.2~5.0 新配溶液，pH可控制在上限，提高沉积速度； 旧液， pH可控制在下限。 　 （4）搅拌的影响（镀液稳定性、镀层质量） 作用： 防止镀液局部过热； 防止补充镀液时局部组分浓度过高； 防止局部pH值剧烈变化； 有利于提高沉积速度； 保证镀层质量。 注意： 过度搅拌易造成工件局部漏镀， 易使容器壁和底部沉积上镍， 严重时造成镀液分解。 搅拌方式和强度还会影响镀层的含磷量。 * * 8.1化学镀概述： 化学镀：（1946年，Electroless plating） 　　不依赖外加电流，在经活化处理的基体表面上， 镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。 化学沉积机理： 　　还原剂：Rn+ - ze- → R（n+z）+ 　　　　　　　　　　　　 催化表面 　　预镀离子（氧化剂）：Mz+ + ze- －－－→ M 化学沉积、非电解镀、 自催化镀(Autocalytic) 提供电子 化学镀要求： 1）沉积反应只限制在具有催化作用的制件表面上进 行，而溶液本身不应自发地发生氧化还原作用。 2）对于不具有自动催化表面的制件，需经过特殊的预 处理，使其表面活化而具有催化作用，才能进行化 学镀。 镍、钴、铑、钯等 塑料电镀 敏化： 　　氯化亚锡SnCl2·H2O 10~50g/L； 盐酸30~50mL/L；金属锡粒适量； 　　室温下浸渍3min~5min。 活化： 配方一：硝酸银 5~10g/L，用氨水调至澄清， 　　 室温浸1min。 配方二：二氯化钯 0.25g/L； 盐酸 2.5mL/L；　 　　 室温浸1min~5min 表面活化的方法： 镍、钴、钯、铂、铜、金、银、二元或三元合金 化学镀特点： （1）工艺设备简单，不需电源，无导电触点； （2）均镀能力好；镀层致密、孔隙率低； （3）与基体结合力强；有光亮或半光亮的外观； （4）某些化学镀层具有特殊的物理化学性能。 （5）溶液稳定性较差， 维护、调整和再生比较麻烦，材料成本较高。 常用化学镀种：化学镀镍、化学镀铜。 化学镀可镀覆基体： 1)金属基体 2)整体介电质基体 3)粒子介电质基体 不锈钢、高强度钢、 低碳钢、铝、锌、铜、 稀有金属、合金 塑料、陶瓷、玻璃、 纤维、金属间化合物、 天然产物、硅等 玻璃球、金刚石粒子、磨料粒子、塑料粒子 8.2.1 化学镀镍的机理和特点 （1）化学镀镍的机理 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。 次磷酸钠、 硼氢化物、 肼、 胺基硼烷等 反应机理：“原子氢理论”和“氢化物理论” A photo of a platen used in the food industry that is Electroless Nickel plated. 8.2 化学镀镍