化學(xué)鍍鎳綜述

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1、化學(xué)鍍鎳綜述化學(xué)鍍鎳，又稱為無(wú)電解鍍鎳，是在金屬鹽和還原劑共同存在的溶液中靠自催化的化學(xué)反應(yīng)而在金屬表面沉積了金屬鍍層的新的成膜技術(shù)?！　‰婂兪抢猛怆娏鲗㈦婂円褐械慕饘匐x子在陰極上還原成金屬的過(guò)程。而化學(xué)鍍是不外加電流，在金屬表面的催化作用下經(jīng)控制化學(xué)還原法進(jìn)行的金屬沉積過(guò)程。因不用外電源直譯為無(wú)電鍍或不通電鍍。由于反應(yīng)必須在具有自催化性的材料表面進(jìn)行，美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTMB-347）推薦用自催化鍍一詞（Autocatalyticplating）。對(duì)化學(xué)鍍鎳而言，我國(guó)1992年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T13913-92)則

2、稱為自催化鎳－磷鍍層（AutocatalyticNickelPhosphorusCoating），其意義與美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)的名稱相同。由于金屬的沉積過(guò)程是純化學(xué)反應(yīng)（催化作用當(dāng)然是重要的），所以將這種金屬沉積工藝稱為“化學(xué)鍍”最為恰當(dāng)，這樣它才能充分反映該工藝過(guò)程的本質(zhì)。從語(yǔ)言學(xué)角度看Chemical,Nonelectrolytic,Electroless三個(gè)詞主是一個(gè)意義了，直譯為無(wú)電鍍一詞是不確切的。“化學(xué)鍍”這個(gè)術(shù)語(yǔ)目前在國(guó)內(nèi)外已被大家認(rèn)同和采用?！　』瘜W(xué)鍍鎳所鍍出的鍍層為鎳磷合金，按其磷含量的不同可分為低磷、中磷、高磷三

3、大類：·　　磷含量低于3%的稱為低磷；·　　磷含量在3-10%的為中磷；·　　磷含量高于10%的為高磷；　　其中中磷的跨度比較大，一般我們常見(jiàn)的中磷鍍層為6-9%的磷含量?！　‘?dāng)然，本站主要介紹的是化學(xué)鍍鎳磷合金，有時(shí)為了方便我們簡(jiǎn)稱化學(xué)鍍了，而且EN也是化學(xué)鍍鎳簡(jiǎn)稱。但化學(xué)鍍不僅此一種鍍種，比較成熟的還有化學(xué)鍍銅，化學(xué)鍍金，化學(xué)鍍錫，還有一種復(fù)合鍍層。其它鍍種的市場(chǎng)占有量不足總量的1%，本站不做重點(diǎn)介紹?；瘜W(xué)鍍層的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)密度：鎳的密度在20℃時(shí)為8.91。含磷量1%-4%時(shí)為8.5；含磷量7%-9%時(shí)為8.1；含磷

4、量10%-12%時(shí)為7.9。酸性鍍液中磷含量與密度關(guān)系極為緊密。熱學(xué)性質(zhì)：熱膨脹系數(shù)是用來(lái)表示金屬尺寸隨溫度的變化規(guī)律，一般是指線膨脹系數(shù)μm/m/℃?；瘜W(xué)鍍Ni-P（8%-9%）的熱膨脹系數(shù)在0—100℃內(nèi)為13μm/m/℃。電鍍鎳相應(yīng)值為12.3-13.6μm/m/℃。電學(xué)性質(zhì)：由于鍍層是很薄的一層金屬，測(cè)定比電阻困難。Ni-P（6%-7%）比電阻為52-68μΩ·cm，堿浴鍍層只有28-34μΩ·cm，純鎳鍍層的比電阻小，僅為6.05μΩ·cm。鍍層比電阻的大小與鍍?cè)〉慕M成、溫度、pH值，尤其是磷含關(guān)系密切。另外熱處理也明

5、顯影響著比電阻值的大小。磁學(xué)性質(zhì)：化學(xué)鍍Ni-P合金的磁性能決定于磷含量和熱處理制度，也就是其結(jié)構(gòu)屬性——晶態(tài)或者非晶態(tài)。P≥8%（wt）的非晶態(tài)鍍層是非磁性的，含5%-6%P的鍍層有很弱的鐵磁性，只有P≤3%（wt）的鍍層才具有鐵磁性，但磁性仍比電鍍鎳小。力學(xué)性質(zhì)：化學(xué)鍍鎳是脆性涂層，其力學(xué)性能與玻璃相似，抗張強(qiáng)度高，但彈性模量與延伸率低。Ni-P合金弗度好、韌性差的根本原因在于它的非晶或微晶結(jié)構(gòu)阻礙塑性變形，在發(fā)生彈性變形后隨即斷裂。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)5.5%（wt）含磷量的鍍層韌性最好。延伸率隨著硬度的增加而降低。均鍍能力及厚度：化

6、學(xué)鍍是利用還原劑以化學(xué)反應(yīng)的方式在工件表面得到鍍層，不存在電鍍中由于工件幾何形狀復(fù)雜而造成的電力線分布不均、均鍍能力和深鍍能力不足問(wèn)題。無(wú)論有深孔、盲孔、深槽或形狀復(fù)雜的工件均可獲得厚度均勻的鍍層。下圖就顯示出化學(xué)鍍鎳的均鍍能力。鍍層厚度從理論上講似乎是無(wú)限的，但太厚了應(yīng)力朋、表面變得粗糙、又容易剝落，有報(bào)道稱最厚可達(dá)400微米。結(jié)合力及內(nèi)應(yīng)力：一般講化學(xué)鍍鎳的結(jié)合力是良好的，如軟鋼上為210-420MPa、不銹鋼上為160-200MPa、Al上為100-250MPa。鎳磷合金通常比鎳硼合金的結(jié)合力要好。釬焊性能：鐵基金屬上化學(xué)

7、鍍鎳層不能熔融焊接，因高溫作業(yè)后磷會(huì)引起基材產(chǎn)生脆性，但釬焊是可行的。在電子工業(yè)中，輕金屬元件用化學(xué)鍍鎳改善其釬焊性能，如Al基金屬。鎳磷合金層的釬焊性隨磷含量的增加而下降，鍍液中有些添加劑也顯著影響焊接性能，如加1.5g/L糖精有利于釬焊。化學(xué)鍍鎳溶液的基本組成　　優(yōu)異的鍍液配方對(duì)于產(chǎn)生最優(yōu)質(zhì)的化學(xué)鍍鎳層是必不可少的?；瘜W(xué)鍍鎳溶液應(yīng)包括：鎳鹽、還原劑、絡(luò)合劑、緩沖劑、促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑、光亮劑、潤(rùn)濕劑等?！　≈鼷}　　　　化學(xué)鍍鎳溶液中的主鹽就是鎳鹽，如硫酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳等，由它們提供化學(xué)鍍反應(yīng)過(guò)程中所需要的鎳離了。早期曾用過(guò)氯

8、化鎳做主鹽，由于氯離子的存在不僅會(huì)降低鍍層的耐蝕性，還產(chǎn)生拉應(yīng)力，所以目前已不再使用。同硫酸鎳相比用醋酸鎳做主鹽對(duì)鍍層性能的有益貢獻(xiàn)因其價(jià)格昂貴而被抵消。其實(shí)最理想的鎳離子來(lái)源應(yīng)該是次磷酸鎳，使用它不至于在鍍?cè)≈蟹e存大量的硫酸根，也不至于使用中被加次磷酸鈉而大量