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如何進行化學(xué)鍍鎳及注意事項
化學(xué)鍍在表面處理技術(shù)中占有重要的地位?;瘜W(xué)鍍是利用合適的還原劑使溶液中的金屬離子有選擇地在經(jīng)催化劑活化的表面上還原析出成金屬鍍層的一種化學(xué)處理方法。
可用下式表示: M2++2e(由還原劑提供)--->M
在化學(xué)鍍中,溶液內(nèi)的金屬離子是依靠得到所需的電子而還原成相應(yīng)的金屬。例如,在酸性化學(xué)鍍鎳溶液中采用次磷酸鹽作還原劑,它的氧化還原反應(yīng)過程如下:
Ni2++2e--->Ni(還原) (H2PO2)-+H2O--->(H2PO3)-+2e+2H+(氧化) 兩式相加,得到全部還原氧化反應(yīng):
Ni2++(H2PO2)-+H2O--->(H2PO3)-+Ni+2H+
還原劑的有效程度可以用它的標(biāo)準(zhǔn)氧化電位來推斷。由上述可知,次磷酸鹽是一種強還原劑,能產(chǎn)生一個正值的標(biāo)準(zhǔn)氧化一還原電位。但不應(yīng)過分地信賴E°值,因為在實際應(yīng)用上,由于溶液中不同離子的活度、超電位和類似因素的影響,會使E°值有很大的差異。但氧化和還原電位的計算仍有助于預(yù)先估算不同還原劑的有效程度。若全部標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位太小或為負(fù)值,則金屬還原將難以發(fā)生。
化學(xué)鍍?nèi)芤旱慕M成及其相應(yīng)的工作條件必須是反應(yīng)只***在具有催化作用的制件表面上進行,而溶液本身不應(yīng)自發(fā)地發(fā)生還原氧化作用,以免溶液自然分解,造成溶液很快失效。如果被鍍的金屬(如鎳、鈀)本身是反應(yīng)的催化劑,則化學(xué)鍍的過程就具有自動催化作用,使上述反應(yīng)不斷地進行,這時,鍍層厚度也逐漸增加,獲得一定的厚度。除鎳外,鈷、銠、鈀等都具有自動催化作用。
對于不具有自動催化表面的制件,如塑料、玻璃、陶瓷等非金屬,通常需經(jīng)過特殊的預(yù)處理,使其表面活化而具有催化作用,才能進行化學(xué)鍍。
化學(xué)鍍與電鍍比較,具有如下優(yōu)點:
①不需要外加直流電源設(shè)備。 ②鍍層致密,孔隙少。
③不存在電力線分布不均勻的影響,對幾何形狀復(fù)雜的鍍件,也能獲得厚度均勻的鍍層;
④可在金屬、非金屬、半導(dǎo)體等各種不同基材上鍍覆。
化學(xué)鍍與電鍍相比,所用的溶液穩(wěn)定性較差,且溶液的維護、調(diào)整和再生都比較麻煩,材料成本費較高。
化學(xué)鍍工藝在電子工業(yè)中有重要的地位。由于采用的還原劑種類不同,使化學(xué)鍍所得的鍍層性能有顯著的差異,因此,在選定鍍液配方時,要慎重考慮鍍液的經(jīng)濟性及所得鍍層的特性。
目前,化學(xué)鍍鎳、銅、銀、金、鈷、鈀、鉑、錫以及化學(xué)鍍合金和化學(xué)復(fù)合鍍層,在工業(yè)生產(chǎn)中已被采用。
如何進行化學(xué)鍍鎳
化學(xué)鍍鎳是化學(xué)鍍應(yīng)用***為廣泛的一種方法,所用還原劑有次磷酸鹽、肼、硼氫化鈉和二甲基胺硼烷等。
目前國內(nèi)生產(chǎn)上大多采用次磷酸鈉作還原劑,硼氫化鈉和二甲基胺硼烷因價格較貴,只有少量使用。
1.鍍層的用途 化學(xué)鍍鎳層的結(jié)晶細(xì)致,孔隙率低,硬度高,鍍層均勻,可焊性好,鍍液深鍍能力好,化學(xué)穩(wěn)定性高,目前已廣泛用于電子、航空、航天、機械、精密儀器、日用五金、電器和化學(xué)工業(yè)中。 非金屬材料上應(yīng)用化學(xué)鍍鎳越來越多,尤其是塑料制品經(jīng)化學(xué)鍍鎳后即可按常規(guī)的電鍍方法鍍上所需的金屬鍍層,獲得與金屬一樣的外觀。塑料電鍍產(chǎn)品已廣泛用于電子元件、家用電器、日用工業(yè)品等。 化學(xué)鍍鎳在原子能工業(yè),如生產(chǎn)核燃料系統(tǒng)中的零件和容器以及火箭、導(dǎo)彈、噴氣式發(fā)動機的零部件上已采用。 化工設(shè)備中壓縮機等的零部件為防腐蝕、抗磨,而用化學(xué)鍍鎳層是很有利的。 化學(xué)鍍鎳層還能改善鋁、銅、不銹鋼材料的焊接性能,減少轉(zhuǎn)動部分的磨耗,減少不銹鋼與鈦合金的應(yīng)力腐蝕。 對鍍層尺寸要求精確的精密零件和幾何形狀復(fù)雜的零件的深孔、盲孔、腔體的內(nèi)表面,用化學(xué)鍍鎳能得到與外表面同樣厚度的鍍層。 對要求高硬度、耐磨的零件,可用化學(xué)鍍鎳代替鍍硬鉻。
2.鍍層的組成和特性<1>鍍層的組成 用次磷酸鹽作還原劑的化學(xué)鍍鎳溶液中鍍得的鍍層含有4%~15%的磷,是一種鎳磷合金。以硼氫化物或胺基硼烷作還原劑得到的鍍層才是純鎳層,含鎳量可達(dá)99.5%以上。剛沉積出來的化學(xué)鍍鎳層是無定型的,呈非晶型薄片狀結(jié)構(gòu)。
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