石墨电极上电沉积钯镍合金的循环伏安研究
文章编号:1000-2472(2004)02-0005-05
石墨电极上电沉积钯镍合金的循环伏安研究
X
肖耀坤1,苑 娟1,胡波年2,余 刚1X X
,叶立元1
(1.湖南大学化学化工学院,湖南长沙 410082;2.湖南建材高等专科学校,湖南衡阳 421008)
摘 要:用循环伏安法对NiSO 4与PdCl 2混合溶液合成钯镍合金纳米线的电化学沉积条件进行了研究.结果表明,钯镍离子混合液中钯的析出对镍、氢的电极过程有很强的去极化作用,使镍的析出电势正移,减小了钯、镍析出电势的差距.钯离子浓度为2mmol #L -1
,镍
离子浓度为0.32mol #L -1时,有利于形成钯镍合金.高超电势和大电流密度下可以实现钯、镍共沉积.但高浓度和高超电势下,电沉积的电流密度大,使金属的沉积速度过快,不利于形成钯镍合金纳米线.钯镍析出电势相差较大,在低超电势条件下,难于实现共沉积,需通过加入添加剂或络合剂等其它方法来改变钯、镍的析出电势,使二者析出电势更进一步接近以达到共沉积的目的.
关键词:钯镍合金;纳米线;电沉积;循环伏安法
中图分类号:TQ15 文献标识码:A
An Investigation of the Cyclic Voltammetry of Electro -deposition
of Pd -Ni Alloy on Graphite Electrode
XIAO Yao -kun 1,YUAN Juan,HU Bo -nian 2,YU Gang 1**,YE L-i yuan 1
(1.College of Chemistry and Chemical Engineer ing ,Hunan U niv,Changsha,410082;
2.Hunan Colleg e of Building M ater ials,Heng yang,421008)
Abstract:Cyclic Voltammetry (CV)w as used to study the electrochem ical conditions in order to synthesize nanowires of Pd -Ni alloy in the mixtures composed of PdCl 2and N iSO 4.T he results revealed that the palladium deposited from the m ix ture of PdCl 2and NiSO 4could reduce the polarizations of the electrode process of produc -ing Ni and H 2.The depolarization makes the deposit potential of Ni move positively ,w hich reduces the deposit potential difference betw een Pd and Ni.The mixture of 2mmol #L -1PdCl 2and 0.32mol #L -1NiSO 4is favor -able for the formation of the structure of Pd -Ni alloy.Under the condition of large over -potential and high cur -rent density,Pd and Ni can be co -deposited,but under the condition of high ion concentration and large over -po -tential,the high current density causes a fast deposit rate,w hich is disadvantageous to the deposition of the nanowires of Pd -Ni alloy.It is difficult to realize the co -deposition of Pd and Ni at the low over -potential w ith a g reat difference of deposit potentials betw een Pd and Ni.It is necessary to search for other methods,such as af -filiating some complex agents or suitable additives,etc,to change the deposit potentials of Pd and Ni,so as to
make their deposit potentials much closer to each other and to realize the co -deposition of Pd and Ni.
Key words:Pd -Ni alloy;nanow ires;electrochem ical deposition;cyclic voltammetry
X X 通讯联系人:余 刚(1960-),男,湖南郴州人,湖南大学教授. E-mail:yuganghnu@https://www.360docs.net/doc/3c485465.html,
收稿日期:2003-10-25
基金项目:国家自然科学基金项目资助(20373015);化学生物传感与计量学国家重点室资助项目作者简介:肖耀坤(1965-),男,湖南衡阳人,湖南大学博士研究生.第31卷 第2期2004年4月
湖南大学学报(自然科学版)
Journal of Hunan U niversity (N atural Sciences)Vol.31,No.2Apr 12004
纳米线因其非线性光学性能、异向导电性能、分光特性以及独特的磁学性能而在电子和光电子器件、高密度磁存储等方面具有极其重要的应用[1,2].单金属纳米线的研究和应用有许多的成果报道[3,4]
,美国Penner 教授领导的研究小组用阶边精饰[5](Step -edge decoration)的电沉积方法在高定向石墨台阶上合成出了钯纳米线阵列(palladium mesow ire arrays),它可以用作微型的氢传感器和氢活性开关.这种氢传感器具有快速响应、高灵敏度、可室温操作、低功率消耗、抗其它气体干扰及选择性好等一系列的优点.
然而,纯钯的吸氢范围有限,在较高浓度的氢环境中易发生氢鼓泡,使纯钯制作的氢传感器在高氢浓度下容易失效.若在钯中添加银和镍等金属能稳定钯氢合金[6]
,防止钯氢化合物从A 相向B 相转化.含8%~15%镍的钯镍合金在室温时有良好的可逆性、快速响应能力和抗硫化氢毒化的能力[7].因此,合成出钯镍和钯银合金纳米线就能克服纯钯形成氢化物的不可逆转变.
虽然钯镍合金在电镀精饰方面已经有广泛的应用[8],但钯镍合金纳米线未见到有文献报道.铁、钴、镍、合金纳米线用于磁性材料的研究有一些文献报道[9,10,11],其合金纳米线比单金属纳米线的性能更优越.
合金纳米的电沉积规律有着它自身的特点,存在许多未知的因素,需要进一步研究.本文的工作目的是通过循环伏安实验研究低速慢生长条件下电沉积钯镍合金的电化学沉积规律,探索在石墨阶梯上合成钯镍合金纳米线的电化学条件.
1 循环伏安实验
1.1 实验条件与方法
采用三电极体系(石墨电极为研究电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂电极为辅助电极),运用电化学工作站(CHI660A)对2mmol #L
-1
PdCl 2、、不同浓
度的NiSO 4溶液和钯镍离子混合液进行了循环伏
安实验.实验中使用的石墨电极面积约为0.25cm 2,石墨电极在1000#金相砂纸上打磨出新鲜的表面,在光滑的白纸上抛光.混合离子溶液的pH 值控制在2.5左右,每次试验进行前先用高纯氩气吹气10min 以除溶液中的溶解氧,然后以0.002V #s -1
的扫描速度先由正电势向负电势的方向扫描,然后
再回扫至起点.
1.2 循环伏安实验结果与分析
1.2.1 宽扫描电势范围的循环伏安曲线
(1)钯镍及其合金的电势窗口位置
图1是2mmol #L -1PdCl 2+0.32mol #L -1
NiSO 4钯镍离子混合溶液和钯镍两单金属离子溶液的循环伏安曲线,由图1可见,钯的阳极溶解峰位于+0.65V(vs SCE),镍的阳极溶解峰位于-0.26V (vs SCE),钯镍混合液中的阳极溶解峰位于+0.33V(vs SCE).可见钯镍离子混合液中的阳极溶解峰位于两纯金属的阳极溶解峰之间.
图1 石墨电极在钯、镍离子混合溶液和单金属离子溶液中的循环伏安曲线
Fig.1 Cyclic vol tammograms on a graphite electrode in the baths of mixture of Pd 2+and Ni 2+and the si ngle metallic i on sol utions
(2)镍钯离子浓度比的影响
在+0.8~- 1.0V(vs SCE)的电势范围内,控制溶液中镍钯离子的总浓度为0.10mol #L -1
时,调整镍钯离子浓度比进行循环伏安扫描得到的曲线如图2(a)和(b)所示.图2(a)是在钯离子处于低浓度下的不同镍钯离子浓度比的循环伏安曲线,在镍钯离子浓度比为9999:1时,未观察到钯阳极峰,只有镍阳极峰;当逐渐增大钯离子浓度时,钯的阳极溶解峰面积也依次增大.可见钯离子浓度低于1@10-5
mol #L -1
时,难以从溶液中析出金属钯来,只有当钯
离子浓度达到0.1m mol #L -1(图2(a)的曲线2所示)后,才有钯的阳极峰出现.制备金属纳米线的钯离子浓度应在毫摩尔每升的数量级上才有钯的析出.
在图2(b)中是氯化钯的浓度达到1mmol #L -1
以上的不同钯镍离子比的循环伏安曲线,图2(b)的曲线表明,钯阳极溶解峰、镍阳极溶解峰都较强.由各阳极峰中心的电势窗口显示,随着扫描电势的不断负移,开始析出纯钯、进一步负移扫描电势,则钯镍会同时沉积,形成钯镍合金.当扫描电势使金属镍具有很大的超电势时,镍的析出加快,使固相沉积物中除有钯镍合金外,还有因钯溶解镍的合金溶解度
6
湖南大学学报(自然科学版)2004年
图2 石墨电极在钯镍离子总浓度为0.10mol #L -1的溶液中的循环伏安曲线
Fig.2 Cyclic voltammograms on a graphite electrode in the baths of mixture of total concentration 0.10mol #L -1of Pd 2+and Ni
2+
的限制,同时析出钯镍合金和金属镍的现象.在整个扫描范围内既有钯,又有钯镍合金和镍的析出过程.(3)不同镍离子浓度下的钯镍沉积循环伏安曲线
实验选定钯离子浓度为2mmol #L -1,改变镍离子的浓度,对钯镍混合液在电势+0.8~- 1.0V (vs SCE)范围内扫描,其结果见图3(a)和(b).镍离子浓度低于0.32mol #L -1,钯阳极峰和镍阳极峰均较强(见图3(a)的线2,3).镍离子浓度高于0.32mol #L -1时,其镍阳极峰强,钯阳极峰弱.说明镍离子浓度高时,沉积物中镍的成分增多.但镍离子浓度过高,电流密度增大,沉积镍的量增多,对钯镍合金组织的形成和纳米线的制备都不十分有利.在
2mmol #L -1PdCl 2+0.32mol #L -1NiSO 4混合溶液中有一个电势位置约在0.33V (vs SCE)的合金阳极峰,此峰中心电势位于钯、镍的单金属阳极峰电势之间.电沉积钯镍合金,选定镍离子浓度为0.32mol #L -1
,钯离子浓度为2m mol #L
-1
有利于形
成合金相.1.2.2 控制在低超电势条件下的钯镍合金的电沉
积规律
电沉积制备纳米线阵列需在低速沉积的条件下进行,避免金属沉积速率过快而不利于形成纳米线,因此,以下为控制在低超电势条件下进行循环伏安扫描,探索钯镍合金的共沉积规律
.
图3 石墨电极在不同镍离子浓度的钯镍离子混合溶液中的循环伏安曲线
Fi g.3 Cyclic voltammograms on a graphite electrode in the bath s of the mixture of Pd 2+and Ni 2+with various concentrati ons of NiSO 4
(1)PdCl 2和NiSO 4单金属离子溶液的循环伏安曲线
图4(a,b)是2mmol #L -1PdCl 2的溶液在不同回扫电势下的循环伏安曲线.在未达到析氢电势(实验测定约-0.305V vs SCE)前回扫,阴极过程只有钯的析出,则回扫只有钯的阳极溶解峰;当扫描电势
负移,达到氢的析出电势后(图4(a,b)中的-0.36V(vs SCE)和-0.56V(vs SCE))回扫,阴极过程中电极表面出现氢气泡,在-0.20~-0.40V (vs SCE)之间的范围内出现吸附氢的阳极溶出峰;回扫电势越负,氢的阳极溶出峰面积越大,表明阴极过程析氢量越多(见图4(b)的-0.56V 的回扫曲线).
7
第2期肖耀坤等:石墨电极上电沉积钯镍合金的循环伏安研究
图4石墨电极在2mmol#L-1PdCl2溶液中不同回扫电势下的循环伏安曲线Fig.4Cyclic voltammogr ams at different rev erse potentials on a graphite electrode in the bath of2mmo l#L-1PdCl2
若控制在较低极化度下扫描,即极化电流控制
在低于-350L A时回扫,不同浓度NiSO4溶液的循
环伏安扫描曲线表明0.32mol#L-1NiSO4溶液没有
观察到金属镍的阳极溶解峰,0.64mol#L-1NiSO4
溶液出现一个金属镍的小阳极溶解峰,随着溶液中
N iSO4浓度的提高,镍的阳极溶解峰也逐渐增大,说
明沉积的金属镍的量随镍离子浓度的提高依次增
加.在NiSO4溶液析氢的析出电势与镍的析出电势
没有明显的差异,镍氢几乎同时析出.
石墨电极在pH值2.5的盐酸溶液中的循环伏
安曲线显示,即使将扫描电势负移到- 1.25V(vs
SCE)开始回扫得到的循环伏安曲线图中也未见到
显著的析氢阳极峰.在有钯的沉积时,伴随的析氢反
应才会剧烈,钯的存在对析氢反应有很强的去极化
作用,氢易在已沉积的钯上析出.
(2)钯镍混合离子溶液的循环伏安曲线
在2mmol#L-1PdCl2+0.32mol#L-1NiSO4混合溶液中的循环伏安实验中,当反扫电势负于-0.25V (vs SCE)后回扫伴随严重的析氢反应的发生,石墨电极上出现氢气泡,循环伏安曲线出现两个阳极峰,-0.27V(vs SCE)附近的阳极峰是金属镍和氢气的混合阳极氧化峰,+0.63V(vs SCE)附近的阳极峰是钯的溶解峰,显然钯镍是分步存在于电极表面,0.32mol #L-1NiSO4的单金属离子溶液的伏安曲线并无明显的镍沉积形成的镍阳极峰,而当2mmol#L-1PdCl2与其混合后促使镍离子从溶液中析出,所以钯的析出既促进析氢反应的进行,也促进金属镍的电沉积,对析氢析镍都有去极化作用.在混合溶液中固定氯化钯的浓度(2mmol#L-1),随着镍离子浓度的增加,位于+ 0.63V(vs SCE)附近的钯阳极峰面积明显减小;位于-
0.285V(vs SCE)附近的镍氢阳极峰面积增大,由于镍、氢的电极电势接近,其溶解峰的电势位置重合,看不到分离的镍氢阳极峰.
2钯镍合金纳米线合成试验
用恒电流方法,控制在很小的极化电流下进行沉积,先极化到-150L A电流下,再在-100L A电流下生长10min,获得的纳米线形貌如图5所示.图5显示在高定向石墨台阶上线状结构的沉积物,线段长度1~3L m,直径大约在80~100nm范围内.从图5的SEM图像看出,合金线表面比较粗糙,粒径分布也不十分均匀.EDS电子能谱分析其镍的质量分数为0.034,此结果说明在控制低电流密度下钯的沉积占有绝大部分比例,镍的沉积小.其原因是电沉积过程为非平衡过程,两金属离子的极化程度不一样,镍的极化程度低,镍的析出速率低,所以在合金中的镍含量就低.
图5电沉积钯镍合金纳米线的SEM图
Fig.5SEM image of Pd-N i nanow ires prepared
by electr odeposit ion on HO PG
由于钯、镍的析出电势相差大,不极化到镍的析出电势下,不会有金属镍的析出,只能获得钯一种成分的金属沉积物.而极化到镍的析出电势后,钯已经
8湖南大学学报(自然科学版)2004年
进入了强极化状态,使沉积速率难于控制在一个很小的范围.所以用简单的金属离子溶液沉积纳米线是难于实现的,需要调整钯镍的析出电势使二者接近,使钯镍的沉积都处于弱极化和微极化的范围内,降低沉积速率,使钯镍两金属既能共沉积又能控制晶粒慢速生长,达到合成合金纳米线的目的.
3结论
通过对钯镍单金属离子溶液和钯镍离子混合液的循环伏安实验研究得到如下结论:
(1)钯的阳极溶解峰位于+0.63V(vs SCE),镍氢的阳极溶解峰位于-0.26V(vs SCE),用2 mmol#L-1PdCl2+0.32mol#L-1NiSO4的混合液在高超电势下反扫获得一个介于钯峰和镍氢峰之间的阳极溶解峰,其峰位于+0.33V(vs SCE).钯镍离子混合液中由于钯的析出对镍氢的电极反应有很强的去极化作用,从而使钯的析出有利于镍的析出.
(2)调整镍钯离子浓度比的循环伏安实验表明,只有当钯离子浓度达到0.1mmol#L-1后,才观察到循环伏安曲线图中有钯的阳极峰出现.制备钯纳米线的金属离子浓度需要在毫摩尔每升的数量级上较为合适.选定钯离子浓度为2mmol#L-1,改变镍离子的浓度,镍离子浓度低于0.32mol#L-1,分别出现较强的钯阳极峰和镍阳极峰.镍离子浓度高于0.32mol#L-1时,其镍阳极峰增强,钯阳极峰削弱.电沉积钯镍合金,选定镍离子浓度为0.32mol# L-1,钯离子浓度为2mmol#L-1有利于钯镍合金相共沉积.
(3)在钯电沉积过程中钯的析出使析氢反应的超电势减小,氢的析出电势比镍的析出电势略正,镍的析出对析氢的超电势无影响,沉积钯镍的过程同时伴随着严重的析氢过程,影响钯镍合金的共沉积,沉积钯镍纳米线时应采取措施提高氢的超电势以抑制析氢反应的发生.
(4)在合适的离子浓度和较高的超电势下可以得到钯镍合金成分组织,但离子浓度过高和超电势过大,电沉积的电流密度大,使金属的沉积速度过快,并不利于沉积钯镍合金纳米线.合成纳米线的电沉积过程要求小电流密度的低沉积速率,要在低超电势条件下进行电沉积.钯镍析出电势相差较大时,在低超电势条件下,就难于实现共沉积,因此需要研究通过加入添加剂或络合剂等方法来改变钯镍离子的析出电势,使其相互靠近以达到共沉积的目的.
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第2期肖耀坤等:石墨电极上电沉积钯镍合金的循环伏安研究
镀锌镍合金与镀锌比较
镀锌镍合金与镀锌比较 一:锌镍合金镀层特点 在锌基合金中，锌镍合金镀层是一种新型的优良防护性镀层，适用于在恶劣的工业大气和严酷的海洋环境中使用。镍含量7~9%的锌镍合金耐蚀性是锌镀层的3倍以上;含镍量13%左右的锌镍合金镀层耐蚀性是锌镀层的5倍以上，它具有最好的耐蚀性。 由于锌镍合金具有高耐蚀性、低氢脆性、可焊性和可机械加工性等优良特性，早已引起人们的高度重视，其应用范围也越来越广泛。锌镍合金镀层的熔点高，适用于汽车发动机零部件电镀；氢脆小，适用于高强度钢上电镀；可作为代镉镀层，多用于军品。 锌镍合金镀液主要分为两种类型：一种是弱酸性体系，该类型镀液成分简单、阴极电流效率高（一般在95%以上）镀液稳定，容易操作。另一种是碱性锌酸盐镀液，其主要优点是：镀液分散能力好，在宽电流密度范围内镀层合金成分比例较均匀，镀层厚度也均匀，对设备和工件腐蚀小，工艺操作容易，工艺稳定，成本较低等。 二：与镀锌层比较 1.耐蚀性。镀锌和锌镍合金作为功能性镀层，锌镍合金在耐蚀性上远优于镀锌，这也是研究者花大量时间精力开发锌镍合金的主要原因。锌镍合金镀层经过彩色钝化处理后在中性盐雾下很容易通过1000小时无白锈，而镀锌层经彩色钝化后能通过120小时的都不多。锌镍合
金镀层经过白色钝化处理后在中性盐雾下很能通过400小时无白锈，而镀锌层经蓝白钝化后能通过96小时的都不多。 2.外观。一般情况下锌镍合金彩色钝化层不如镀锌层鲜艳，特别时合金镀层中镍含量偏高时更是如此；锌镍合金白色钝化颜色不如镀锌层白钝白净。需要说明的时，人们对事物的认识往往是先入为主的，对产品的颜色也是如此。随着市场上锌镍合金产品的增多，人们已经能够接受锌镍合金钝化层与镀锌钝化层颜色上的差别。 3.生产成本。由于锌镍合金镀层中含有13%左右的金属镍，镍的价格远高于锌（镍：191000元/吨，锌18000元/吨），因而电镀锌镍合金要比电镀锌生产成本高得多。 4.工艺维护。碱性锌酸盐镀锌现在已被市场广泛接受，而锌镍合金工艺作为“新”的电镀工艺目前尚未广泛普及，知者有限。其实，锌镍合金在市场应用已有二十余年的时间，且发展迅猛。现在该工艺已经相当成熟，稳定性甚至超过镀锌。
锌镍合金电镀配制
锌镍合金电镀 一..性能特点： 1、镀层镍含量可稳定地控制。 2、沉积速度快。 3、低电流密度光亮区范围宽，可用于形状较复杂的零部件的挂镀，也可用于滚镀。 4、镀液具有良好的整平性能，镀层呈银白色高光亮。 6、耐蚀性较电镀锌高5倍以上。 二.工艺参数： 三.配制方法 1、先往电镀槽加入1/2体积的水，加热至50–60℃，而后加入氯化铵，边加入边搅拌以加速溶解。待氯化铵全部溶解后再依次加入氯化镍、氯化锌、三乙醇胺、开缸剂（添加剂A）及辅助光亮剂（添加剂B）。 2、待所有组分全部溶解后，用过滤机过滤镀液，去除颗粒杂质。 3、补充水至规定体积。测定pH值并用氨水调整至5.35–5.40。 4、新配制的镀液在投入生产之前须经预电解去除化工原料中所含的铜、铅、锑等重金属杂质元素。预电解在0.3–0.4 A/dm2阴极电流密度下进行，预电解时间一般为几小时至几十个小时，直至镀层达到银白色为止。 四.槽液维护： 1、pH值的控制 该镀液的适宜pH值在5.35–5.65范围内。PH≤5.2，镀层呈麻点状；PH≤5.3，镀层光亮性差。随着电镀的进行，镀液的pH值缓慢的上升，用盐酸调整之。2、Zn/Ni比的控制
镀液的锌含量与镍含量之比（Zn/Ni比）不仅是决定镀层镍含量的主要参数，也对镀层外观有显著的影响，必须严格加以控制。该镀液的适宜Zn/Ni比最好控制在0.7–0.9范围内。Zn/Ni比过高（≥1.0），当槽液温度较低（≤35℃）与阴极电流密度较小（≤1.5 A/dm2）的情况下，镀层呈灰色。反之，Zn/Ni比过低（≤0.5），镀层的镍含量有可能超过15%，对提高镀层的耐蚀性不再有益，而脆性增加。镀液Zn/Ni比可通过化学分析或其它简单方法予以测定。根据测定结果及变化趋势及时调整锌阳极与镍阳极的面积比。 3、温度控制 本工艺的操作温度较宽（30–40℃），除滚镀及镀件形状过于复杂的场合外，电镀操作温度一般选择35–38℃。 4、阴极电流密度的控制 阴极电流密度的选择取决于镀件形状。总的原则是，在保证镀层质量的情况下采用较大的电流密度，加大镀层沉积速度，缩短电镀时间。挂镀一般选择2– 4 A/dm2，滚镀为1.0 A/dm2左右。 5、补缸剂（添加剂C）的添加 添加剂C的消耗量为100–120 ml/K.A.hr。添加剂C过量将导致镀件的高电流密度区出现凹凸不平及气流状条纹。反之，添加剂C不足则镀层光亮性不足。 6、该镀液的适宜氯化铵含量为220–230克/升，含量过低镀层呈灰色。定期分析并适当补充。
石墨电极上电沉积钯镍合金的循环伏安研究
文章编号:1000-2472(2004)02-0005-05 石墨电极上电沉积钯镍合金的循环伏安研究 X 肖耀坤1,苑 娟1,胡波年2,余 刚1X X ,叶立元1 (1.湖南大学化学化工学院,湖南长沙 410082;2.湖南建材高等专科学校,湖南衡阳 421008) 摘 要:用循环伏安法对NiSO 4与PdCl 2混合溶液合成钯镍合金纳米线的电化学沉积条件进行了研究.结果表明,钯镍离子混合液中钯的析出对镍、氢的电极过程有很强的去极化作用,使镍的析出电势正移,减小了钯、镍析出电势的差距.钯离子浓度为2mmol #L -1 ,镍 离子浓度为0.32mol #L -1时,有利于形成钯镍合金.高超电势和大电流密度下可以实现钯、镍共沉积.但高浓度和高超电势下,电沉积的电流密度大,使金属的沉积速度过快,不利于形成钯镍合金纳米线.钯镍析出电势相差较大,在低超电势条件下,难于实现共沉积,需通过加入添加剂或络合剂等其它方法来改变钯、镍的析出电势,使二者析出电势更进一步接近以达到共沉积的目的. 关键词:钯镍合金;纳米线;电沉积;循环伏安法 中图分类号:TQ15 文献标识码:A An Investigation of the Cyclic Voltammetry of Electro -deposition of Pd -Ni Alloy on Graphite Electrode XIAO Yao -kun 1,YUAN Juan,HU Bo -nian 2,YU Gang 1**,YE L-i yuan 1 (1.College of Chemistry and Chemical Engineer ing ,Hunan U niv,Changsha,410082; 2.Hunan Colleg e of Building M ater ials,Heng yang,421008) Abstract:Cyclic Voltammetry (CV)w as used to study the electrochem ical conditions in order to synthesize nanowires of Pd -Ni alloy in the mixtures composed of PdCl 2and N iSO 4.T he results revealed that the palladium deposited from the m ix ture of PdCl 2and NiSO 4could reduce the polarizations of the electrode process of produc -ing Ni and H 2.The depolarization makes the deposit potential of Ni move positively ,w hich reduces the deposit potential difference betw een Pd and Ni.The mixture of 2mmol #L -1PdCl 2and 0.32mol #L -1NiSO 4is favor -able for the formation of the structure of Pd -Ni alloy.Under the condition of large over -potential and high cur -rent density,Pd and Ni can be co -deposited,but under the condition of high ion concentration and large over -po -tential,the high current density causes a fast deposit rate,w hich is disadvantageous to the deposition of the nanowires of Pd -Ni alloy.It is difficult to realize the co -deposition of Pd and Ni at the low over -potential w ith a g reat difference of deposit potentials betw een Pd and Ni.It is necessary to search for other methods,such as af -filiating some complex agents or suitable additives,etc,to change the deposit potentials of Pd and Ni,so as to make their deposit potentials much closer to each other and to realize the co -deposition of Pd and Ni. Key words:Pd -Ni alloy;nanow ires;electrochem ical deposition;cyclic voltammetry X X 通讯联系人:余 刚(1960-),男,湖南郴州人,湖南大学教授. E-mail:yuganghnu@https://www.360docs.net/doc/3c485465.html, 收稿日期:2003-10-25 基金项目:国家自然科学基金项目资助(20373015);化学生物传感与计量学国家重点室资助项目作者简介:肖耀坤(1965-),男,湖南衡阳人,湖南大学博士研究生.第31卷 第2期2004年4月 湖南大学学报(自然科学版) Journal of Hunan U niversity (N atural Sciences)Vol.31,No.2Apr 12004
镍钯金工艺(ENEPIG)详解
. .镍钯金工艺（ENEPIG）详解 一、镍钯金工艺（ENEPIG）与其他工艺如防氧化（OSP）,镍金（ENIG）等相比有如下优点： 1. 防止“黑镍问题”的发生–没有置换金攻击镍的表面做成晶粒边界腐蚀现象。 2. 化学镀钯会作为阻挡层，不会有铜迁移至金层的问题出现而引起焊锡性焊锡差。 3. 化学镀钯层会完全溶解在焊料之中，在合金界面上不会有高磷层的出现。同时当化学镀钯溶解后会露出一层新的化学镀镍层用来生成良好的镍锡合金。 4. 能抵挡多次无铅再流焊循环。 5. 有优良的打金线（邦定）结合性。 6. 非常适合SSOP、TSOP、QFP、TQFP、PBGA等封装元件。 二、镍钯金工艺（ENEPIG）详解： 1. 因为普通的邦定（ENIG）镍金板，金层都要求很厚基本上0.3微米以上，ENEPIG板只需钯0.1微米、金0.1微米左右就可以满足（钯是比金硬很多的贵金属，要钯层的原因就是因为单纯的金、镍腐蚀比较严重，焊接可靠性差。钯还有个作用是热扩散的作用，整体来说ENEPIG可靠性比ENIG高）。 2. 化学镍钯金属这个制程已经提出好几年了，但是现在能量产的不多，也就是比较大的厂才有部分量产。流程和化学沉金工艺基本相似，在化学镍和化学金中间加一个化学钯槽（还原钯）ENEPIG制程：除油--微蚀--酸洗--预浸--活化钯--化学镍（还原）--化学钯（还原）-- 化学金（置换）。 3. 现在说自己能做的供应商人很多，但是真正能做好的没有几家。控制要主要点钯槽和金槽，钯是可以做催化剂的活性金属，添加了还原剂后，控制不好自己就反应掉，（就是俗话说的翻槽），沉积速度不稳定也是一个问题，很多配槽后速度很快，过不到几天速度就变慢很多。这不是一般公司能做好的。 4. 化学沉金目前有很多有黑镍问题，以及加热后的扩散，中间添加一层致密的钯能有效的防至黑镍和镍的扩散。 5. 该表面处理最早是由INTER提出来的，现在用在BGA载板的比较多载板一面是需要邦定金线，另一面是需要做焊锡焊接。这两面对金镀层的厚度要求不一样，邦定是需要金层厚一点，大概在0.3微米以上，而焊锡只需要0.05微米左右。金层厚了邦定好却焊锡强度有问题，金层薄焊锡OK邦定却打不上。所以之前的制程都是用干膜掩盖，分别作两次不同规格的镀金才能满足。现在用镍钯金（ENEPIG）两面同样的厚度规格即可以满足邦定又可以满足焊锡的要求。目前规格钯和金膜厚大概在0.08微米以上上就可以满足邦定和焊锡焊接的要求。 目前广泛在应用此工艺的公司有：微软microsoft、苹果apple、英特尔INTER 等！ 单位转换：1um(微米)=39.37uinch(微英寸） 1cm(厘米)=10mm(毫米) 1mm=1000um 1ft(英尺)=1000mil(密尔)=1000000uinch(微英寸) 1ft(英尺)=12inch(英寸) 1inch=25.4mm 1ft=0.3048m 1mil=25.4um=1000uinch u inch如上所说,是念mai.有些电镀厂的膜厚报告上用u'' 来表示.
合金电镀简介
合金电镀简介 前言 合金电镀(ALLOY Plating) 的目的是得到较好的物理性质，较优的耐腐蚀性。美观性、磁性等、他能做热处里，它能取代昂贵的金属，例如锡镍合金可代替金镀层在电子应用。镍磷，镍钴合金的磁性薄膜应用在计算机内存。镍铁合金取代昂贵纯镍镀层。钴钨合金镀层改进铬在高温下的硬度。合金镀层较难控制，须要更高的技数和经验。 1.合金电镀的原理 两种金属要同时电镀沉积必须电位很接近而且其中的金属能单独被沉积出来。若两种金属电位相差太多，可以用铬合剂(complexing agents)使电未拉近，例如黄铜电的锌和铜电位相差甚多，加上铬合剂氰化钠就使铜。锌的电位很接近，一般来说电位相差在200mV就能共同沉积(code-posit)。影响合金电镀的因素有： (1) 电流密度：电流密度增加，卑金属含量会增多。 (2) 搅拌：增加贵金属成份。 (3) 温度：温度提高，贵金属成份增加。 (4) pH值：改变镀层物理性质。 (5) 液组成：直接影响镀层成份。 2.合金电镀液中金属离子的补充 合金电镀液中金属离子的补充可用下列方法： (1) 用合金做阳极。 (2) 用化学药品补充，阳极用不反应阳极(Inert anodes)
(3) 化学药品补充一种金另一种金属用金属阳极， (4) 用不同金属阳极分别挂在同一阳极棒上 (5) 用不同金属阳极分别挂在不同的阳极棒上 (6) 交替使用不同的金属阳极 3.黄铜电镀(Brass Plating) 黄铜电镀的用途主药用在装饰性，润滑性及橡交附卓性的零件上。 黄色，70～80%铜的黄铜镀液配方: 氰化铜Copper Cyanide 32g/l 氰化锌Zinc Cyanide 10g/l 碳酸钠Sodium Carbonate l 氨Ammonia l 氰化钠Sodium Cyanide 50g/l pH 温度25-35℃ 电流密度dm2 阳极镀层同成份 镀铬中的氰化钠控制镀层合金成份及颜色，氨增加锌含量，碳酸钠做pH 的缓冲剂。 4.青铜电镀 青铜电镀除了装饰性用途外在工乘上如轴承.及热处理防止氮化(Nitriding)上都被应用.有时也被用于镍.银的代用品上.其镀液组成如
基于泡沫镍的Ni、Co电极材料的制备及性质研究
目录 摘要 .................................................................................................................................. I ABSTRACT ........................................................................................................................... I I 目录 ............................................................................................................................... III 第一章绪论 . (1) 1.1 引言 (1) 1.2 超级电容器 (1) 1.2.1 超级电容器的介绍 (1) 1.2.2 超级电容器的分类 (2) 1.2.3 超级电容器的结构 (4) 1.2.4 超级电容器的特点、面临的挑战和应用 (4) 1.3 超级电容器的电极材料 (6) 1.3.1 碳基超级电容器 (6) 1.3.2 导电聚合物 (7) 1.3.3 金属氧化物和氢氧化物 (8) 1.4 有机金属框架(MOFs)及其在电极材料的应用 (13) 1.5 泡沫镍作为基底材料 (14) 1.6 本论文选题意义及研究内容 (15) 1.6.1 选题背景及意义 (15) 1.6.2 研究内容 (15) 第二章实验试剂、设备以及表征方法 (17) 2.1 实验试剂与实验仪器 (17) 2.1.1 实验试剂 (17) 2.1.2 实验仪器 (18) 2.2 电极材料制备方法 (19) 2.3 电化学工作站 (20) 2.3.1 三电极体系 (20) 2.3.2 工作原理 (20) 2.3.3 电化学工作站测试仪器和测试条件 (21) 第三章基于泡沫镍原位生长Co纳米线电极的制备 (23) 3.1 引言 (23) 3.2 实验 (24) 3.2.1 泡沫镍基片的处理 (24) 3.2.2 水热法合成Ni-foam原位生长Co(OH)F纳米线 (24) 3.2.3 煅烧Ni-foam原位生长Co(OH)F纳米线 (24)
钯泡沫镍电极进行水体中2-氯联苯电催化脱氯
钯/泡沫镍电极进行水体中2-氯联苯电催化脱氯1 王姝，余刚，杨波 清华大学环境科学与工程系，北京 (100084) E-mail：yg-den@https://www.360docs.net/doc/3c485465.html, 摘要：实验研究了钯修饰泡沫镍电极对纯水相中2-氯联苯的电催化还原脱氯作用。采用两室流通式隔膜电解池，考察了电流密度、水体pH值和溶液流速对2-氯联苯脱氯效率的影响。优化条件是：电流密度为1.5mA/cm2，阴极液pH值为5.5，阴极液流速为7.4mL/min1·cm2。在该条件下电解30min，2-氯联苯的去除率达91.4%，脱氯产物包括联苯和苯基环己烷，根据脱氯过程碳平衡关系可确定该过程为逐步加氢反应。 关键词：钯修饰泡沫镍电极；2-氯联苯；电催化脱氯；纯水相 中图分类号：X506 1.引言 多氯联苯（PCBs）是典型的持久性有机污染物（POPs），《斯德哥尔摩公约》要求各缔约国消除PCBs污染源的最后期限为2025年。我国曾生产和进口过超过1万吨的PCBs，主要用于制造电力电容器和变压器[1]。PCBs进入环境的主要途径是这些设备在废弃处置或使用过程中，其内的PCBs油泄漏到周边介质。有资料表明，约有20%-30%的PCBs已进入环境造成污染，以美国为例，到1981年为止，PCBs的总生产量约为63万吨，其中作为污染物释放到环境约7.1万t[2]。而PCBs进入环境后，扩散到自然水体的约占7%[3]。近年来，对我国某些地区水体开展的调查表明，PCBs的污染已相当严重，有的河流（如浙江台州地区）PCBs浓度高达2,970 ng/L，超过《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）中20ng/L 要求的148.5倍[4]。而对于某些受PCBs泄漏直接污染的场地，临近水体的受污染情况可能更为严重。因此，受PCBs污染水体的环境修复研究亟待开展。 目前，钯修饰电极电催化还原脱氯的方法是进行氯代有机污染物处置较为高效、低耗的方法[5]。该方法较零价铁颗粒还原能力更强；不存在钯/铁双金属的铁基氧化性腐蚀和氢氧化物沉淀覆盖的问题，而且析氢强度可控[6]。而POPs完全脱氯的产物不再具备其原有的POPs 特性，毒性大幅下降，该过程的能耗也远低于焚烧等高温方法。因此，本研究采用钯修饰泡沫镍电极，进行水体中2-氯联苯（2-CB）的电还原脱氯试验，拟实现其高效去除。 2.系统介绍 2.1实验装置和试剂 本研究采用流通式两室隔膜电解池进行电催化脱氯实验（如图1所示），电解池为Teflon 材质，隔膜为DuPont公司的Nafion 324阳离子交换膜，阴极室和阳极室分别为4.5mL和6.3mL，电解过程由电化学工作站（CHI 636B）控制。阴极为Pd修饰泡沫Ni电极，阳极为铂黑电极。 2-CB、四氯间二甲苯（TCMX，内标）购自Acros Organics公司；联苯（BP）、苯基环己烷购自东京化成公司；PdCl2（99.5%）由长沙亚光公司提供；泡沫镍为长沙力源新材料公司产品；十二烷基硫酸钠（SDS）购自北京现代东方精细化学品有限公司；正己烷、异丙醇为Fisher公司产品。 1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20040003042）的资助。
镍钯金工艺(ENEPIG)详解
镍钯金工艺（ENEPIG）详解 一、镍钯金工艺（ENEPIG）与其他工艺如防氧化（OSP）,镍金（ENIG）等相比有如下优点： 1. 防止“黑镍问题”的发生–没有置换金攻击镍的表面做成晶粒边界腐蚀现象。 2. 化学镀钯会作为阻挡层，不会有铜迁移至金层的问题出现而引起焊锡性焊锡差。 3. 化学镀钯层会完全溶解在焊料之中，在合金界面上不会有高磷层的出现。同时当化学镀钯溶解后会露出一层新的化学镀镍层用来生成良好的镍锡合金。 4. 能抵挡多次无铅再流焊循环。 5. 有优良的打金线（邦定）结合性。 6. 非常适合SSOP、TSOP、QFP、TQFP、PBGA等封装元件。 二、镍钯金工艺（ENEPIG）详解： 1. 因为普通的邦定（ENIG）镍金板，金层都要求很厚基本上微米以上，ENEPIG板只需钯微米、金微米左右就可以满足（钯是比金硬很多的贵金属，要钯层的原因就是因为单纯的金、镍腐蚀比较严重，焊接可靠性差。钯还有个作用是热扩散的作用，整体来说ENEPIG 可靠性比ENIG高）。 2. 化学镍钯金属这个制程已经提出好几年了，但是现在能量产的不多，也就是比较大的厂才有部分量产。流程和化学沉金工艺基本相似，在化学镍和化学金中间加一个化学钯槽（还原钯）ENEPIG制程：除油--微蚀--酸洗--预浸--活化钯--化学镍（还原）--化学钯（还原）--化学金（置换）。 3. 现在说自己能做的供应商人很多，但是真正能做好的没有几家。控制要主要点钯槽和金槽，钯是可以做催化剂的活性金属，添加了还原剂后，控制不好自己就反应掉，（就是俗话说的翻槽），沉积速度不稳定也是一个问题，很多配槽后速度很快，过不到几天速度就变慢很多。这不是一般公司能做好的。 4. 化学沉金目前有很多有黑镍问题，以及加热后的扩散，中间添加一层致密的钯能有效的防至黑镍和镍的扩散。 5. 该表面处理最早是由INTER提出来的，现在用在BGA载板的比较多载板一面是需要邦定金线，另一面是需要做焊锡焊接。这两面对金镀层的厚度要求不一样，邦定是需要金层厚一点，大概在微米以上，而焊锡只需要微米左右。金层厚了邦定好却焊锡强度有问题，金层薄焊锡OK邦定却打不上。所以之前的制程都是用干膜掩盖，分别作两次不同规格的镀金才能满足。现在用镍钯金（ENEPIG）两面同样的厚度规格即可以满足邦定又可以满足焊锡的要求。目前规格钯和金膜厚大概在微米以上上就可以满足邦定和焊锡焊接的要求。 目前广泛在应用此工艺的公司有：微软microsoft、苹果apple、英特尔INTER 等！
电镀锌_镍合金工艺探讨(1)
文章编号:1001-3849(2000)03-0014-04 电镀锌-镍合金工艺探讨 关 兵 (第一汽车集团公司热处理厂,吉林长春 130011) 摘要:为实现轿车国产化,对轿车部分耐蚀零件提出了电镀锌-镍合金的要求。使用弱酸性锌-镍合金镀液后,能获得外观光亮、结合力良好、耐蚀性高的含镍量在13%左右的锌-镍合金镀层,并对锌-镍合金镀液性能和镀层性能进行了测试,满足了第一汽车集团公司-大众公司锌-镍合金技术标准的要求。 关 键 词:电镀;锌-镍合金;工艺 中图分类号:T Q153.2 文献标识码:A Electroplating Zin-Nickel Alloy Technology GU A N Bing (Heat T reatment Factory,T he First Car M anufactury Grop Co.,Chang chun130011,China) Abstract:In order to r ealize car manufacturing relying on domestic products,the need o f electroplating of zinc-nickel on certain corr osion resistant parts is proposed.T hrough the use o f weak acid electroplating bath of zinc-nickel alloy technology,a zinc-nickel alloy coating layer containing about13wt%nickel w ith bright appearance,sound bonding and high corrosion resistance can be obtained.T he property of the solution and quality of the alloy coating are tested.T he results show that they can meet the zinc-nickel alloy technology standard of the FAW Inc. Keywords:electro plating;zinc-nickel alloy;technology 1 前 言 随着现代工业和科学技术的迅速发展,对材料表面的性能也提出了越来越高的要求,表面处理技术随之有了迅猛的发展。根据锌-镍合金本身的性能和国外的应用发展,可以肯定,锌-镍合金电镀是具有广泛发展前景的金属覆层工艺,在日本、美国、欧洲已得到了广泛的应用。但在国内其发展是极为缓慢的,直到20世纪90年代,国内对锌-镍合金电镀工艺才进行了广泛的研究,虽然获得了实际应用,但总的应用规模还很小,且锌-镍合金工艺镀层的镍含量一般都控制在6%～10%左右。 收稿日期:1999-10-18 作者简介:关兵(1967-),男,吉林省吉林市人,第一汽车集团热处理厂工程师,学士.
钯镀层
世上无难事，只要肯攀登 钯镀层 用化学方法在基体材料表面制备的以钯为主体的贵金属镀层。钯是一种优良的电接触材料(电阻系数为0.099Ωmm2／m)。钯镀层焊接性好。钯镀层是一种有效的扩散阻挡层，高频元件往往用钯做中间层，以防止基体金属向外表面扩散。镀钯主要用于电接触，防护和装饰目的。镀层厚度一般是2～5μm。钯镀层的主要缺点是对某些有机物特别敏感，表面易形成“褐粉”，使接触电阻大大增加。 20 世纪70 年代末期至今由于金价上涨，西方各国及日本对钯及其合金电镀 的研究逐渐重视。许多主要的电子公司均开展试验并取得良好的结果。钯合金镀层抗有机物污染比纯钯好，其他性能也优于纯钯镀层。如含钯为80％左右的钯镍合金镀层的主要性能是：抗硫化，抗蠕变腐蚀和弯曲延伸，硬度均优于硬金镀层，HV=450±50。同样厚度的钯镍镀层的花费仅为金镀层的1／3～1／5。目前印制板、针孑L 接插件上已推广用钯镍镀层取代金镀层。还报道了钯钴、钯铂、钯银、钯金、钯铟合金电镀。其中报道较多的是钯银，但是还没有商用报道。钯镍镀层外观白亮，但因镍易引起皮肤过敏，而限制了在首饰行业的应用。研究不含镍、钴的白亮的钯合金镀层将使钯在首饰行业的应用更广泛，并可望取代价格昂贵的铑。 钯和钯合金电镀溶液主要有氨一氯化物体系，氨基磺酸体系，胺一氯化物体系。其中氨一氯化物体系镀液(主要含二氯二氨钯10～40g／L，氯化铵10g／L，硫酸铵25g／L，溶液pH 值8.5～9)操作简单，适用于电接触元件镀钯及钯镍合金。 化学镀钯溶液含二氯二氨钯7.5g／L，乙二胺四乙酸(EDTA)8g／L，肼1mol ／L。所得钯镀层纯度99.4％，维氏硬度150～350，颜色为灰白色。
电极制备及测试
电极制备过程： 一、泡沫镍清洗： 1.泡沫镍大小大约6mm*5cm 2.用无水乙醇浸泡，超声震荡1～2h ，取出干燥4～5h, 注意：无水乙醇可以回收再用，如果要用冷却后称重。 3.用密封袋装好备用。 二、制片 （一）混样 1. 活性物质：乙炔黑：粘结剂(例如聚四氟乙烯)=85：10：5（参考文献） 注意：聚四氟乙烯的质量分数配置为8%，加入0.2mg活性炭，按比例算出聚四氟乙烯的量后再除以8%。 2.加入少量的乙醇(作为分散剂)使混合物成糊状 3.用玛瑙研钵研磨半个小时。使用前用无水乙醇洗清洗。 (二)擀片 1.先称好清洗过得泡沫镍的质量，在称之前可在用黑笔在泡沫镍的一端表上编号 方便辨认，做好记录，哪个批次对应哪些编号在制成电极前的质量。最好同一批次做三四个样备用。 2.用玻璃棒擀成“布状”用镊子夹起把另外一面擀一擀，像割豆腐块一样的方法，用刀片割取面积大约为3mm*3mm大小(尺子量)，用镊子夹取到洗涤好的泡沫镍上。 注意: 要事先在泡沫镍上滴酒精，这样活性炭能黏在泡沫镍上。 3.压片，调节对辊机左右两边压力为10mpa(参考文献）,干燥2～3h,冷却后记录质量，即算出附在泡沫镍上混合物质量
电极测试过程 一、循环伏安(三电极体系) a电解液中性酸性用饱和甘汞电极作参比电极，碱性用氧化汞电极作参比电极。 注意：不要混用，混用易损坏电极，例如碱性电解液用饱和甘汞电极。 b用铂电极作对电极 c工作电极为要被测试电极 注意：铂电极与工作电极面对面。 设置→实验技术→循环伏安→设置电压→扫描速度→扫描段数设置10→灵敏度设置1.e-002→确定 注意: a.扫描电压设置值为,通过能斯特方程计算析氢析氧电压范围。 b.扫描速度从小到大 数据导出：文件→转换文本→打开→刷新文件夹，即可看到文本文件 如果不行可以试试：打开→要转换的文件→文件→转换文本→打开→ 右键黏贴 如果在实验室电脑不行转换把软件和数据考回去可以试试。 二、交流阻抗 设置→实验技术→交流阻抗→低频改为0.01其他不变。 数据导出同上 三、恒流充放电(三电极体系) a甘汞电极或氧化汞电极作参比电极
镀层
一、端子电镀基本知识 1.定义 电镀：是金属电沉积过程的一种，指简单金属离子或络离子通过电化学方法在固体(导体或半导体)表面上放电还原为金属原子附着于电极表面，从而获得一金属层的过程。 2。目的 电镀由改变固体表面特性从而改变外观，提高耐蚀性，抗磨性，增强硬度，提供特殊的光、电、磁、热等表面性质。 3. 端子电镀知识简介 大多数的电子连接器，端子都要作表面处理，一般即指电镀。有两个主要原因：一是保护端子簧片基材不受腐蚀；二是优化端子表面的性能，建立和保持端子间的接触界面，特别是膜层控制。换句话说，使之更容易实现金属对金属的接触。 防止腐蚀： 多数连接器簧片是铜合金制作的，通常会在使用环境中腐蚀，如氧化、硫化等。端子电镀就是让簧片与环境隔离，防止腐蚀的发生。电镀的材料，当然要是不会腐蚀的，至少在应用环境中如此。 表面优化： 端子表面性能的优化可以通过两种方式实现。一是在于连接器的设计，建立和保持一个稳定的端子接触界面。二是建立金属性的接触，要求在插入时，任何表面膜层是不存在的或会破裂。没有膜层和膜层破裂这两种形式的区别也就是贵金属电镀和非贵金属电镀的区别。 贵金属电镀，如金、钯、及其合金，是惰性的，本身没有膜层。因此，对于这些表面处理，金属性的接触是“自动的”。我们要考虑的是如何保持端子表面的“高贵”，不受外来因素，如污染、基材扩散、端子腐蚀等的影响。 非金属电镀，特别是锡和铅及其合金，覆盖了一层氧化膜，但在插入时，氧化膜很容易破裂，而建立了金属性的接触区域。 (1) 贵金属端子电镀 贵金属端子电镀是指贵金属覆盖在底层表面，底层通常为镍。一般的连接器镀层厚度：15~50u 金，50~100u镍。最常用的贵金属电镀有金、钯及其合金。 金是最理想的电镀材料，有优异的导电及导热性能。事实上在任何环境中都防腐蚀。由于这些优点，在要求高可靠性的应用场合的连接器中，主要的电镀是金，但金的成本很高。 钯也是贵金属，但与金相比有高的电阻、低的热传递和差的防腐蚀性，可是耐摩擦性有优势。一般采用钯镍合金(80~20)应用于连接器的接线柱中(POST)。 设计贵金属电镀时需要考虑以下事项： a. 多孔性 在电镀工艺中，金在众多暴露在表面的污点上成核。这些核继续增大而在表面展开，最后这些岛状物(孤立的物体)互相冲撞而完全覆盖了表面，形成多孔性的电镀表面。金镀层的多孔性与镀层厚度有一定的关系。在15u以下，多孔性迅速增加，50u以上，多孔性很低，实际降低的速率可以忽略。这就是为什么电镀的贵金属厚度通常在15~50u范围内的原因。多孔性和基材的缺陷，如包含物、叠层、冲压痕迹、冲压不正确的清洗、不正确的润滑等也有一定的关系。 b.磨损
电镀锌镍合金工艺规范
电镀锌镍合金工艺规范 1主题内容与适用范围 本规范规定了钢铁零件电镀锌镍合金的工艺方法。 本规范适用于有三防要求的零件电镀锌镍合金。 2引用标准 HB5034零（组）件镀覆前质量要求 3主要工艺材料 电镀锌镍合金所需主要工艺材料见表1 表1主要工艺用材料 工艺材料 氢氧化钠 氧化锌 开缸剂ZN-2Mu 添加剂ZN-2A 光亮剂ZN-2B 镍溶液ZN-2C 盐酸 4工艺流程 4.1验收：零（部）件表面处理前的表面状态直接影响其表面处理质量，只有表面状态适合进行表面处理，再由操作者严格按工艺进行处理才能达到设计目的。因而，检查工件表面状态有无缺陷，是否合适是电镀的基础，也是电镀过程中最为重要的一步。
此工序要求检查电镀前零（部）件表面状态是否符合军标、车间第三层次文件中《金属零（部）件镀覆前质量控制要求》中相应的规定。应达到图样规定要求，以避免电镀后再次返工返修。 零（部）件表面状态适于进行电镀时方可进入下道工序。 4.2清理：除去零件内外表面污物、金属屑标识等附着物。 4.3有机溶剂除油； 4.4喷砂或抛光处理（有需要时进行）； 4.5装挂； 4.6化学除油：进行表面处理前工件表面常沾有大量油污，需要进行化学除油。 化学除油工艺：采用汽油或401除油剂擦拭/浸泡零件，至无明显油污为止。 分析纯 分析纯 — — — — 工业级技术标准用途 电解除油、镀锌镍合金 镀锌镍合金 镀锌镍合金
镀锌镍合金 镀锌镍合金 镀锌镍合金 弱浸蚀、活化 4.7水洗； 4.8电解除油：电解除油可完全除去工件表面油污，得到洁净金属表面。零（部）件除油后在流动水中清洗干净，观察呈全浸润状态即为除尽油污，可以转入下道工序。 电解除油工艺： 氢氧化钠：30～50g/l； 碳酸钠：20～30g/l； 时间：5～15min，至油污除尽为止； 温度：70～90℃； 阳极电流密度：10A/dm2。 4.9清洗； 4.10浸蚀、活化：浸蚀是为除去工件表面的轻微锈蚀、活化金属，保证锌镍合金镀层的质量。 浸蚀溶液： 盐酸：5％； 工作温度：20℃～30℃； 时间：0.5～3min（至除尽锈蚀为止，根据表面锈蚀程度而定）。 4.11清洗；
[整理版]电镀锌镍合金工艺标准
[整理版]电镀锌镍合金工艺标准 电镀锌镍合金工艺规范 1 主题内容与适用范围 本规范规定了钢铁零件电镀锌镍合金的工艺方法。 本规范适用于有三防要求的零件电镀锌镍合金。 2 引用标准 HB 5034 零(组)件镀覆前质量要求 3 主要工艺材料 电镀锌镍合金所需主要工艺材料见表1 表1 主要工艺用材料 工艺材料技术标准用途 氢氧化钠分析纯电解除油、镀锌镍合金 氧化锌分析纯镀锌镍合金 开缸剂ZN-2Mu —镀锌镍合金 添加剂ZN-2A —镀锌镍合金 光亮剂ZN-2B —镀锌镍合金 镍溶液ZN-2C —镀锌镍合金 盐酸工业级弱浸蚀、活化 4 工艺流程 4.1 验收:零(部)件表面处理前的表面状态直接影响其表面处理质量，只有表面状态适合进行表面处理，再由操作者严格按工艺进行处理才能达到设计目的。因而，检查工件表面状态有无缺陷，是否合适是电镀的基础，也是电镀过程中最为重要的一步。
此工序要求检查电镀前零(部)件表面状态是否符合军标、车间第三层次文件中《金属零(部)件镀覆前质量控制要求》中相应的规定。应达到图样规定要求，以避免电镀后再次返工返修。 零(部)件表面状态适于进行电镀时方可进入下道工序。 4.2 清理:除去零件内外表面污物、金属屑标识等附着物。 4.3 有机溶剂除油; 4.4 喷砂或抛光处理(有需要时进行); 4.5 装挂; 4.6 化学除油:进行表面处理前工件表面常沾有大量油污，需要进行化学除 油。 化学除油工艺:采用汽油或401除油剂擦拭/浸泡零件，至无明显油污为止。 4.7 水洗; 4.8 电解除油:电解除油可完全除去工件表面油污，得到洁净金属表面。零(部)件除油后在流动水中清洗干净，观察呈全浸润状态即为除尽油污，可以转入下道工序。 电解除油工艺: 氢氧化钠:30,50g/l; 碳酸钠:20,30g/l; 时间:5,15min，至油污除尽为止; 温度:70,90?; 2 阳极电流密度: 10A/dm。 4.9 清洗; 4.10 浸蚀、活化:浸蚀是为除去工件表面的轻微锈蚀、活化金属，保证锌镍合金镀层的质量。 浸蚀溶液: 盐酸:5,;
电镀钯镍合金
电镀钯镍合金 发布日期：2013-04-06 浏览次数：89 核心提示：代金材料的选用在国外已引起了人们的重视，如采用电镀银、锡、铅锡合金、锡镍合金、钯、钯镍合金等镀层代替金或部分代金镀层。而且，有的替代镀层已用于生产。如对镀层质量要求较高的接插件，用钯或钯镍合金镀层代替金镀层，已在工业生产中得到应用。 金镀层广泛应用于电子工业、首饰和钟表工业。随着电子工业的发展、人民生活水平的提高，需要的金量越来越大，为了节省资源，降低产品成本，世界各国都采取了很多措施节省黄金。代金材料的选用在国外已引起了人们的重视，如采用电镀银、锡、铅锡合金、锡镍合金、钯、钯镍合金等镀层代替金或部分代金镀层。而且，有的替代镀层已用于生产。如对镀层质量要求较高的接插件，用钯或钯镍合金镀层代替金镀层，已在工业生产中得到应用。 我国对钯镍合金代金镀层于20世纪70年代末开始研究。 镀层中含钯80％(质量分数)的钯镍合金镀层，其主要性能均已接近或达到硬金性能，见表4—7—1。 表4—7—1钯镍合金与硬金镀层性能对比 钯镍合金镀层与纯金镀层相比，成本可降低20％～80％(钯价通常为金价的l／3)，是一种较理想的代金镀层。近年来，国内外电镀工作者对钯镍合金镀层的性能测试和电镀工艺等方面作了大量工作，并取得一定效果。人们还发现，在钯镍合金镀层上再闪镀一薄层软金(0．1μm～0．2μm)或硬金，其镀层性能大大改善，并且符合消费者需要金色外观的心理。 一、电镀钯镍合金镀液及工艺条件 (一)镀液组成及工艺条件 电镀钯镍合金镀液是由钯和镍的可溶性化合物，相应的导电盐及缓冲剂组成，通常在室温下工作。已用于生产的镀液及工艺规范见表4—7—2。
含镍电镀废水处理
本文介绍含镍电镀废水处理方案，通过化学沉淀法，可以把镍处理至表三标准，镍浓度处理至0.1mg/L以下。 l 工具/原料 l 含镍电镀废水 l 化学镀镍废水 l 锌镍合金处理剂 l 重金属捕集剂 l 聚合氯化铝PAC、聚丙乙烯酰胺PAM、氢氧化钠 l 方法/步骤 1.含镍电镀废水介绍含镍电镀废水是指电镀镍时所产生的清洗水，一般分为电镀镍废水和化学镀镍废水，电镀镍废水是指通过电镀把金属镍镀在金属基底上，例如以铜为基底；化学镀镍废水是指通过化学氧化还原的方法把镍镀在基底上，基底多为塑料等非导体。电镀镍废水的成分比较简单，一般多为镍离子以及硫酸根等，化学镀镍废水成分复杂，除了镍离子外，废水中还含有大量的络合剂，比如柠檬酸、酒石酸、次磷酸钠等。 2.含镍电镀废水处理标准在电镀废水处理标准中，国家表一标准要求镍排放标准不高于1mg/L，国家表二标准要求不高于0.5mg/L，国家
表三标准要求不高于0.1mg/L，《电镀废水治理工程规范》中要求含镍废水需要单独收集，并且镍需要处理至标准才能排放至综合池。 3.针对电镀含镍废水以及化学镀镍废水，可采用化学沉淀法进行处理，化学沉淀法不需要复杂的设备。其中，电镀含镍废水可以直接采用加碱至11，PAC混凝，PAM絮凝沉淀出水，镍即可达标，如果含镍废水中混有前处理废水，那么需要在加碱之后的出水加入少量重金属捕集剂重金属捕集剂进行螯合反应，重金属捕集剂重金属捕集剂可以把镍离子从低浓度处理至达标。 对于化学镀镍废水，由于废水中存在大量的络合剂，络合剂与镍离子形成络合小分子溶解于废水中，因此直接加碱不能沉淀，通过加入锌镍合金处理剂进行反应，可以破坏络合健的结构，通过螯合反应与镍离子结合，再通过混凝絮凝沉淀，把镍离子去除。 4.根据含镍电镀废水处理方案，设计相应的含镍废水处理工艺。对于电镀镍废水，采用两步法处理比较划算，即先用氢氧化钠进行沉淀一次以后，再加入重金属捕集剂重金属捕集剂螯合沉淀。 5.对于化学镀镍废水，可以通过一步法直接加锌镍合金处理剂进行螯合沉淀，把镍离子去除。 l 注意事项 l 电镀镍废水与化学镀镍废水，镍的种类不一样，处理方法也不同l 注意在破坏络合剂时，有时也可以采用氧化破络的办法
粘结剂PTFE 对泡沫型氢氧化镍电极
第4卷 第2期1998年5月 电化学 EL ECTROCHEMISTR Y Vol.4 No.2 May1998 粘结剂PTFE对泡沫型氢氧化镍电极 电化学性能的影响① 周 震 阎 杰 王先友 林 进 袁华堂 宋德瑛 张允什3 (南开大学新能源材料化学研究所 天津 300071) 摘要 用恒电流放电、循环伏安法和电化学阻抗谱(EIS)研究了PTFE对泡沫型氢氧化镍电极电化学性能的影响,发现PTFE的存在会增加电极的电化学反应电阻,降低电极反应的可逆性, 从而使得电极的放电电位及容量有所降低,所以在制作粘结式电极的过程中应尽量减少粘结剂的 用量. 关键词 氢氧化镍电极,粘结剂,循环伏安法,电化学阻抗谱 目前高容量的Ni/Cd、Ni/MH电池中使用的正极多以泡沫镍作基体,球形氢氧化镍填充的粘结式电极,其优点是体积比容量高,生产工艺简单,制作成本低,能耗小等.并且这种泡沫镍正极是靠粘结剂把活性材料粘合在一起而涂填到基体的孔隙中的,目前常用的粘结剂有PVA、CMC、PTFE等及其混合物.选用适当的粘结剂和用量对于保证氢氧化镍正极的各方面性能是十分重要的.一般认为PTFE是一种效果较好的粘结剂,它能在电极基体中形成一种弹性网状结构,在这种网状结构中,活性物质彼此接触,且弹性的网状纤维还能起着一种对抗电极由于充、放电造成的膨胀、收缩的作用[1].但是粘结剂的憎水性基团会阻碍电解质溶液在基体孔隙中的扩散与渗透,从而降低了活性材料的利用率. 我们曾研究过以不同量的PTFE乳液作粘结剂的泡沫镍正极的放电性能,发现随着PTFE用量的增加,电极的放电容量和放电电位均有不同程度的降低[2].本文采用恒电流放电、循环伏安法和电化学阻抗谱(EIS)研究了PTFE对泡沫型氢氧化镍电极电化学性能的影响. 1 实 验 1.1 电极的制作 制作了两组泡沫型球形氢氧化镍电极:一是每克Ni(OH)2分别加入0.05、0.15、0.20或0.25ml的60%PTFE乳液作粘结剂;另一种是不加任何粘结剂,只用蒸馏水将Ni(OH)2搅拌成糊状,涂填到泡沫镍基体中.为了防止氢氧化镍的脱落,于1cm×1cm的泡沫镍中央涂填少量活性物质,并用另一片相同的泡沫镍与之压紧后,点焊极耳.同时为了消除其它干扰因素,实 ①本文1997206210收到,1997207215收到修改稿 3 通讯联系人