化學(xué)鍍鎳磷專利技術(shù)綜述

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1、化學(xué)鍍鎳磷專利技術(shù)綜述-職業(yè)技術(shù)教育論文化學(xué)鍍鎳磷專利技術(shù)綜述閆曉慧（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇蘇州215163）【摘　要】化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層由于其優(yōu)良的耐磨耐蝕、無磷和鍍層均勻等特性，在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。從化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層的機理出發(fā)，梳理了國內(nèi)外化學(xué)鍍鎳磷合金的工藝、鎂及鎂合金化學(xué)鍍鎳磷的專利技術(shù)，最后還結(jié)合具體案例介紹了如何利用技術(shù)綜述提高審查工作的效率。關(guān)鍵詞化學(xué)鍍；鎳；磷；鎂及鎂合金作者簡介：閆曉慧（1987.05.25—），女，山西呂梁人，2012年取得東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士學(xué)位，任職

2、于國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心。0　概述化學(xué)鍍又名無電解鍍，自催化鍍，因其具有如下優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用：（1）均鍍和深鍍能力好，可以在復(fù)雜的表面上產(chǎn)生均勻厚度的鍍層，無邊角效應(yīng)，幾乎是基材形狀的復(fù)制，因此特別適合形狀復(fù)雜工件，腔體件，深孔件，盲孔件等內(nèi)壁施鍍。（2）化學(xué)鍍靠基材的自催化活性起鍍，鍍層晶粒細，致密，空隙率低，具有優(yōu)異的表面性能。（3）工作溫度低，鍍層與基體結(jié)合強度高，鍍層厚度可控。（4）設(shè)備簡單，操作容易。除金屬之外可在其他非金屬表面上覆鍍。（5）鍍層具有特殊的機械、物理和化學(xué)性能。迄今為止，化學(xué)鍍鎳的發(fā)展

3、已有50多年的歷史，經(jīng)過這半個多世紀(jì)，化學(xué)鍍鎳不僅在工藝方面得到了很大的發(fā)展，而且在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來越多。1946年，A.Brenner和G.Ridell在《國家標(biāo)準(zhǔn)局研究雜志》上發(fā)表了實用化學(xué)鍍鎳問世的第一篇文章：“用化學(xué)還原法在鋼上鍍鎳（NickelPlatingonSteelbyChemicalReduction）”[該文1998年為紀(jì)念作者A.Brenner90誕辰重新發(fā)表于《電鍍和表面處理（PlatingandSurfaceFinishing）》雜志][1]。經(jīng)過三年的申請，于1950年獲得了最早的化學(xué)鍍鎳專利U

4、S2532283A。1955年在美國通用運輸公司建成了第一條試生產(chǎn)線，用化學(xué)鍍鎳鍍覆運輸苛性堿貯槽內(nèi)壁，開始了化學(xué)鍍鎳的工程應(yīng)用。但由于成本高，鍍液壽命短，而且含有某些有毒物質(zhì)，使應(yīng)用受到限制。到了20世紀(jì)70年代，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)的進步，極大地促進了化學(xué)鍍鎳的應(yīng)用和研究。20世紀(jì)80年代后，化學(xué)鍍鎳技術(shù)有了很大的突破，是化學(xué)鍍鎳技術(shù)研究、開發(fā)和應(yīng)用飛速發(fā)展時期。如圖1所示為從化學(xué)鍍鎳技術(shù)出現(xiàn)至今各國專利申請量（項）分布，日本、中國、歐洲（包括英國、德國、法國及EP）、美國的專利申請量分別位于第一~第四。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前世

5、界上至少有兩百種以上的成熟化學(xué)鍍鎳配方，一些有代表性出售鍍液的公司有：美國的MTChemicalsLtd.，Allied-KeliteDiv.,WitcoChemicalCorp.,EnthoneInc.,ShipleyCompany,HidilityCo.Wear-CoteInternationalInc.,英國的W.CanningMaterialsLtd.,HarshawChemicalsLimited,德國的Friedr.BlasbergGmbH.Co.KG，日本的上村株式會社、奧野株式會社等?；瘜W(xué)鍍鎳技術(shù)專利申請申請人排

6、名如圖2所示，美國、日本的公司擁有較多的該技術(shù)專利。我國的化學(xué)鍍鎳發(fā)展起步較晚、規(guī)模小，但近幾年發(fā)展極其迅速，不僅有大量的論文發(fā)表和專利申請，還舉行了全國性的專業(yè)會議，正逐步走向成熟和穩(wěn)定。如圖3所示為各國化學(xué)鍍鎳專利技術(shù)申請時間分布，由圖可看出，美國和歐洲的化學(xué)鍍鎳技術(shù)發(fā)展較早，現(xiàn)在基本上已發(fā)展成熟，近幾年專利申請量較少，日本的發(fā)展稍晚于歐美國家，在1984~1988年、1989~1993年、1994~1998年這三個階段發(fā)展較為迅速，而我國化學(xué)鍍鎳專利申請在2009年后增長較快。1　化學(xué)鍍鎳磷機理化學(xué)鍍Ni-P（鎳磷）合金是

7、一種在不加外電流的情況下，利用還原劑在活化零件表面上自催化還原沉積得到Ni-P鍍層的方法。關(guān)于化學(xué)沉積Ni-P合金鍍層的理論有許多種，但C·Cutzeit的催化理論為大多數(shù)人所接受。該理論可用以下幾個過程來描述。（1）通過金屬的催化作用，放出初生態(tài)原子氫：H2PO2-→PO2-+2(H)PO2-+H2O→HPO32-+H+或H2PO2-+H2O→HPO32-+H++2[H]（2）初生態(tài)原子氫被吸附在催化金屬表面上而使其活化，使鍍液中的鎳陽離子還原，在催化金屬表面上沉積金屬鎳：Ni2++2[H]→Ni0+2H-（3）在催化金屬表面

8、上的初生態(tài)原子氫使次亞磷酸根還原成磷；同時，由于催化作用使次亞磷酸根分解，形成亞磷酸和分子態(tài)氫：H2PO2-+[H]→H2O+OH-+P0H2PO2-+H2O→H[HPO2]-+H2↑由此得出鎳鹽被還原，次亞磷酸鹽被氧化，總反應(yīng)式為：Ni2++H2PO2-+H2