化学镀中稳定剂及加速剂的作用机理
化学镀镍溶液的组成及其作用
化学镀镍溶液的组成及其作用work Information Technology Company.2020YEAR化学镀镍溶液的组成及其作用主盐：化学镀镍溶液中的主盐就是镍盐，一般采用氯化镍或硫酸镍，有时也采用氨基磺酸镍、醋酸镍等无机盐。
早期酸性镀镍液中多采用氯化镍，但氯化镍会增加镀层的应力，现大多采用硫酸镍。
目前已有专利介绍采用次亚磷酸镍作为镍和次亚磷酸根的来源，一个优点是避免了硫酸根离子的存在，同时在补加镍盐时，能使碱金属离子的累积量达到最小值。
但存在的问题是次亚磷酸镍的溶解度有限，饱和时仅为35g/L。
次亚磷酸镍的制备也是一个问题，价格较高。
如果次亚磷酸镍的制备方法成熟以及溶解度问题能够解决的话，这种镍盐将会有很好的前景。
还原剂：化学镀镍的反应过程是一个自催化的氧化还原过程，镀液中可应用的还原剂有次亚磷酸钠、硼氢化钠、烷基胺硼烷及肼等。
在这些还原剂中以次亚磷酸钠用的最多，这是因为其价格便宜，且镀液容易控制，镀层抗腐蚀性能好等优点。
络合剂：化学镀镍溶液中的络合剂除了能控制可供反应的游离镍离子的浓度外，还能抑制亚磷酸镍的沉淀，提高镀液的稳定性，延长镀液的使用寿命。
有的络合剂还能起到缓冲剂和促进剂的作用，提高镀液的沉积速度。
化学镀镍的络合剂一般含有羟基、羧基、氨基等。
在镀液配方中，络合剂的量不仅取决于镍离子的浓度，而且也取决于自身的化学结构。
在镀液中每一个镍离子可与6个水分子微弱结合，当它们被羟基，羟基，氨基取代时，则形成一个稳定的镍配位体。
如果络合剂含有一个以上的官能团，则通过氧和氮配位键可以生成一个镍的闭环配合物。
在含有0.1mol的镍离子镀液中，为了络合所有的镍离子，则需要含量大约0.3mol的双配位体的络合剂。
当镀液中无络合剂时，镀液使用几个周期后，由于亚磷酸根聚集，浓度增大，产生亚磷酸镍沉淀，镀液加热时呈现糊状，加络合剂后能够大幅度提高亚磷酸镍的沉淀点，即提高了镀液对亚磷酸镍的容忍量，延长了镀液的使用寿命。
化学镀镍溶液的基本组成
化学镀镍溶液的基本组成优异的镀液配方对于产生最优质的化学镀镍层是必不可少的。
化学镀镍溶液应包括：镍盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、促进剂、稳定剂、光亮剂、润湿剂等。
主盐化学镀镍溶液中的主盐就是镍盐，如硫酸镍、氯化镍、醋酸镍等，由它们提供化学镀反应过程中所需要的镍离了。
早期曾用过氯化镍做主盐，由于氯离子的存在不仅会降低镀层的耐蚀性，还产生拉应力，所以目前已不再使用。
同硫酸镍相比用醋酸镍做主盐对镀层性能的有益贡献因其价格昂贵而被抵消。
其实最理想的镍离子来源应该是次磷酸镍，使用它不至于在镀浴中积存大量的硫酸根，也不至于使用中被加次磷酸钠而大量带入钠离子，同样因其价格因素而不能被工业化应用。
目前应用最多的就是硫酸镍，由于制造工艺稍有不同而有两种结晶水的硫酸镍。
因为硫酸镍是主盐，用量大，在镀中还要进行不断的补加，所含杂质元素会在镀液的积累，造成镀液镀速下降、寿命缩短，还会影响到镀层性能，尤其是耐蚀性。
所以在采购硫酸镍时应该力求供货方提供可靠的成分化验单，做到每个批量的质量稳定，尤其要注意对镀液有害的杂质元锌及重金属元素的控制。
还原剂用得最多的还原剂是次磷酸钠，原因在于它的价格低、镀液容易控制，而且合金镀层性能良好。
次磷酸钠在水中易于溶解，水溶液的pH值为6。
是白磷溶于NaOH中，加热而得到的产物。
目前国内的次磷酸钠制造水平很高，除了国内需求外还大量出口。
络合剂化学镀镍溶液中除了主盐与还原剂以外，最重要的组成部分就是络合剂。
镀液性能的差异、寿命长短主主决定于络合剂的选用及其搭配关系。
络合剂的第一个作用就是防止镀液析出沉淀，增加镀液稳定性并延长使用寿命。
如果镀注保没有络合剂存在，由于镍的氢氧化物溶液度较小，在酸性镀液中艰险可析出浅绿色絮状含水氢氧化镍沉淀。
硫酸镍溶于水后形成六水合镍离子，它有水解倾向，水解后呈酸性，这时即析出了氢氧化物沉淀。
如果六水合镍离子中有部分络合剂分子存在则可以明显提高其抗水解能力，甚至有可能在碱性环境中以镍离子形式存在。
化学镀镍液的主要组成及其作用
化学镀镍液的主要组成及其作用优异的镀液配方对于产生最优质的化学镀镍层是必不可少的。
化学镀镍溶液应包括：镍盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、促进剂、稳定剂、光亮剂、润湿剂等。
主盐化学镀镍溶液中的主盐就是镍盐，如硫酸镍、氯化镍、醋酸镍等，由它们提供化学镀反应过程中所需要的镍离子。
早期曾用过氯化镍做主盐，但由于氯离子的存在不仅会降低镀层的耐蚀性，还产生拉应力，所以目前已很少有人使用。
同硫酸镍相比用醋酸镍做主盐对镀层性能是有益的。
但因其价格昂贵而无人使用。
其实最理想的镍离子来源应该是次磷酸镍，使用它不至于在镀浴中积存大量的硫酸根，也不至于在使用中随着补加次磷酸钠而带入大量钠离子，同样因其价格因素而不能被工业化应用。
目前应用最多的就是硫酸镍，由于制造工艺稍有不同而有两种结晶水的硫酸镍。
因为硫酸镍是主盐，用量大，在镀中还要进行不断的补加，所含杂质元素会在镀液的积累，造成镀液镀速下降、寿命缩短，还会影响到镀层性能，尤其是耐蚀性。
所以在采购硫酸镍时应该力求供货方提供可靠的成分化验单，做到每个批量的质量稳定，尤其要注意对镀液有害的杂质尤其是重金属元素的控制。
还原剂用得最多的还原剂是次磷酸钠，原因在于它的价格低、镀液容易控制，而且合金镀层性能良好。
次磷酸钠在水中易于溶解，水溶液的pH值为6。
是白磷溶于Na OH中，加热而得到的产物。
目前国内的次磷酸钠制造水平很高，除了国内需求外还大量出口。
络合剂化学镀镍溶液中除了主盐与还原剂以外，最重要的组成部分就是络合剂。
镀液性能的差异、寿命长短主要取决于络合剂的选用及其搭配关系。
络合剂的第一个作用就是防止镀液析出沉淀，增加镀液稳定性并延长使用寿命。
如果镀液中没有络合剂存在，由于镍的氢氧化物溶解度较小，在酸性镀液中便可析出浅绿色絮状含水氢氧化镍沉淀。
化学镀镍原理
化学镀镍原理化学镀镍镀液主要由金属盐、还原剂、pH缓冲剂、稳定剂或络合剂等组成。
镍盐用得最多的是硫酸盐，还有氯化物或者醋酸盐。
还原剂主要是亚磷酸盐、硼氢化物等。
pH缓冲剂和络合剂通常采用的是氨或氯化铵等。
以次亚磷酸钠作还原剂的化学镀镍是目前使用最多的一种。
其反应机理如下。
在酸性环境：Ni2++H2PO2+H20—Ni+H2P03-+2H+在碱性环境：[NiXn ]2++H2PO3-+30H一一Ni+HP032-+nX+2H2磷的析出反应如下:H2PO2-+2H+一P+2H2O2H2PO2-—P+HPO32-+H++H2OH2PO2-+4H+H+一PH3+2H2O化学镀镍的沉积速度受温度、pH值、镀液组成和添加剂的影响。
通常温度上升，沉积速度也上升。
每上升l0℃，速度约提高2倍。
pH值是最重要的因素，对反应速度、还原剂的利用率、镀层的性质都有很大的影响。
镍盐浓度的影响不是很主要的，次亚磷酸钠的浓度提高，速度也会相应提高，但是到了一定限度以后反而会使速率下降。
每还原lmol的镍，需消耗3mol的次磷酸盐(即1g镀层消耗5．4g的次亚磷酸钠)。
同时，一部分次亚磷酸盐在镍表面催化分解。
常常以利用系数来评定次亚磷酸盐的消耗效率，它等于消耗在还原金属上的次亚磷酸盐与整个反应中消耗的次亚磷酸盐总量的比：次亚磷酸盐的利用系数与溶液成分如缓冲剂和配位体的性质和浓度有关。
当其他条件相同时，在镍还原速度高的溶液里，利用系数也高。
利用系数随着装载密度的加大而提高。
在酸性环境里，可以用只含镍离子和次亚磷酸盐的溶液化学镀镍，但是为了使工艺稳定，必须加入缓冲剂和络合剂。
因为化学镀镍过程中生成的氢离子使反应速度下降乃至停止。
常用的有醋酸盐缓冲体系，也有用柠檬酸盐、羟基乙酸盐、乳酸盐等。
络合物可以在镀液pH值增高时也保持其还原能力。
当调整多次使用的镀液时，这一点很重要，因为在陈化的镀液里，亚磷酸的积累会增加，如果没有足够的络合剂，镀液的稳定性会急剧下降。
化学镀
六.化学镀镍机制
化学镀镍实际上是镍一类金属（Ni-P；Ni-B）合金镀 层，在酸性镀液中，次磷酸盐作还原剂，可在铁、钴、钯 、铑、铂等活性金属的催化下发生镍和磷的化学共沉积， 其电化学过程包括下面的阳极过程和阴极过程。 局部阳极反应：H2PO2-+H2O-2e-→ H2PO3-+2H+ 局部阴极反应：Ni2++2e-→Ni↓ 2H++2e- → H2↑ H2PO2-+2H++e- → P ↓+2H2O 其中溢出氢气是副反应，另外，镀液还有可能发生次磷 酸盐自分解，亚磷酸镍析出等副反应，造成镀液不稳定， 所以，通常把镀液的PH值控制在4~5，或者加入合适的络 合剂和稳定剂，以保证镀液的稳定性和沉积速度。
九.化学镀溶液的维护调整
做好溶液生产管理和维护，对提高溶液的稳定性，防 止溶液自然分解，是保证镀层质量和降低成本的关键因素 。 1.首先做好镀前的预处理工作，必须把镀件清洗干净，防 止各种杂质或金属杂质带人镀液中，此杂质可能成为溶液 自发分解的触发剂，对镀液的危害最大。 2.在施镀中要控制镀件的装载量，装载量过高反应剧烈时 ，镍颗粒可能从镀层上脱落到镀液中，形成自催化还原中 心，就会加速溶液的自然分解。 3.及时添加材料调整PH值，施镀时对主盐和还原剂的消耗 最快，若不及时补充主盐和还原剂，就会影响镀层的质量 和镀液的稳定性。PH值是随着施镀的进行逐渐降低，如 不及时调整，亚磷酸盐的积累就会明显的增加，就会影响 沉积的速度和镀层的质量。
镀前处理中，酸洗是将金属工件浸入酸（或酸性盐）中， 除去金属表面的氧化膜、氧化皮以及锈蚀物。弱浸蚀的实 质是要剥离工件表面的加工变形层以及在前处理工序生成 的极薄的氧化物（因此也称活化），将基体组织暴露出来 以便镀层金属在其表面进行生长，因而不需要酸洗那样长 的时间。这个工序对镀层和基体的结合起到重要作用。弱 浸蚀的浸蚀溶液浓度低，浸蚀时间短（数秒至1min），多 在室温下进行。工件活化后，要立即清洗并开始实施化学 镀。 镀后处理中，热处理一方面是除氢及去应力的低温退火， 改善机械性能；另一方面形成一层钝化膜，封闭孔隙，阻 断腐蚀介质，进一步提高镀层的耐蚀性。
化学镀资料
化学镀铝和铝合金有易产生晶间腐蚀,表面硬度低,不耐磨损等弱点。
在其表面进行化学镀处理，可以改善一些性能：改善耐腐蚀性，提高耐磨性，良好的耐磨性，高硬度，提高装饰性。
而纳米TiO2的加入，可以显著提高镀层的耐磨性，硬度，自润滑性，耐腐蚀性等性能。
化学镀概述化学镀:也称无电解镀，是在无外加电流的化学沉积过程。
借助合适的还原剂，使镀液中金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的一种镀覆方法。
也叫做”自催化镀”,”无电解电镀”。
化学镀可以分为“置换法”,“接触度”,“还原法”。
一．化学镀相对电镀优点①化学镀可以用于各种基体，包括金属，非金属以及半导体。
②化学镀镀层均匀，无论工件如何复杂，只要采用合适的施镀方法，都可以在工件上得到均一镀层。
③对于可以自催化的化学镀而言，理论上可以得到任意厚度的镀层。
④化学镀所得到的镀层有很好的化学，机械，磁性性能。
⑤化学镀相对电镀而言最大的优点是镀层厚度均匀，针孔率低。
二．发展概况1.1844年，A．Wurtz通过亚磷酸盐还原镍得到了金属镍的镀层。
2.1911年，Bretean发表有关沉积过程是镍与次磷酸盐的催化过程的化学镀研究报告。
3.1916年，Roux从柠檬酸盐一次亚磷酸盐体系中得到了镀镍层，注册了第一份化学镀镍专利。
4.1944年，美国国家标准局从事轻武器改进研究的A.Brenner与G.Riddel在枪管实验中证实了次亚磷酸钠催化还原镍，1946年，1947年，两人公布了研究结果。
5.20世纪五十年代，美国通用运输公司对化学镀镍溶液组成与工艺进行系统研究。
为后来化学镀镍工业应用奠定基础。
6.1955年，开发出“Kanigen”技术；1964年，开发出“Durapositli”技术；1968年，开发出“Durnicoat”技术；1978年至1982年，开发成“诺瓦泰克”商品镀液。
7.20世纪六十年代，小规模化学镀镍工艺进入美国市场。
8.20世纪七十年代末至八十年代初，化学镀镍研究重点转向高磷镀层。
化学镀中稳定剂及加速剂的作用机理
化学镀中稳定剂及加速剂的作用机理现代电镀网讯：1、化学镀的稳定简介化学镀中最主要的一个系列是有自催化能力的还原型化学镀液。
当反应速度较快时，镀层质量变差，会出现粗糙镀层甚至粉末状镀层；同时，由于自催化一旦促发即会持续下去，甚至会因剧烈的还原反应而失去控制，导致镀液迅速失去作用。
因此，需要要加入稳定剂以控制其反应速度。
稳定剂的作用是控制反应速度和抑制镀液的自发分解，从而使化学镀能有序地进行。
不同的化学镀液会用到不同的稳定剂，有时还需要用到几种稳定剂以进到联合控制的作用。
常用的稳定剂有以下几类。
①元素周期表中第VI主族元素的化合物：一些硫的无机物或有机物，如硫代硫酸盐、硫氰酸盐、硫脲及其衍生物、疏基苯并噻唑、黄原酸酯等。
②重金属离子：如铅、锡、锑、镉、锌、铋、钛等金属二价、三价离子。
③水溶性有机物：有些含有双极性的有机阴离子，至少含有6个或8个碳原子并能在某一定位置吸附形成亲水膜功能团的有机物，如不饱和脂肪马来酸、苯亚甲基丁二酸、3-S-异硫脲鎓盐的丙烷酸盐、邻苯二甲酸酐的衍生物等。
④某些含氧化合物：如AsO2-、IO3-、BrO3-、NO2-、MoO42-等，双氧水也属于这一类。
2、化学镀稳定剂的作用机理化学镀稳定剂的作用机理没有统一的模式，而是因稳定剂的类别不同而有所不同，但也有着一些共同点，这就是稳定剂都是通过在表面吸附而影响金属离子的还原过程的。
也就是稳定剂的添加量一般都很少的原因，因为它们只是通过电极的双电层起作用的，过多的量反而会破坏化学镀的平衡。
有机类稳定剂的作用可以认为这类稳定剂具有的表面吸附作用和影响电子交换的作用，通过吸附而改变金属离子的还原过程。
因此，在一定添加量范围内，有机稳定剂有时还会有促进金属离子沉积的作用。
而含氧化合物则是通过改变双电层结构而增加作为阴离子的稳定剂在表面的吸附，从而影响金属离子还原的过程。
重金属离子也是通过在具催化活性表面的吸附来影响还原过程。
总之，化学镀稳定剂是通过在反应表面吸附而阻滞金属离子的还原过程来起到稳定镀液的作用。
稳定剂原理
稳定剂原理
稳定剂是一种化学物质，可以防止或减缓化学反应的进行。
它们的主要作用是在化学反应中抑制或控制反应速率，从而保持体系的稳定性。
稳定剂的使用可以改变反应的动力学，这对于许多工业过程和产品的制造至关重要。
稳定剂的工作原理可以通过以下几个方面来解释：
1. 阻碍反应物的接触：稳定剂可以通过形成反应物的复合物或在其表面形成保护层来阻碍反应物之间的接触。
这样可以减少反应发生的机会和速率。
例如，在食品加工中，某些稳定剂可以与氧气结合，防止食物中的脂肪氧化。
2. 降低活性物质的浓度：在某些情况下，稳定剂可以通过与活性物质反应形成某种不活跃的产物，从而减少活性物质的浓度。
这样可以减缓反应速率。
例如，在药物制剂中，酸碱稳定剂可以与药物中的酸或碱反应，从而保持药物的稳定性。
3. 改变反应体系的物理性质：稳定剂可以通过改变反应体系的物理性质，如温度、压力或溶液中的离子浓度等，来影响反应速率。
例如，在皮肤护理产品中，稳定剂可以通过调整产品的pH值来控制产品中活性成分的释放速率。
4. 抗氧化作用：一些稳定剂具有抗氧化性质，可以中和或减少自由基的形成，这是很多化学反应的副产物。
通过抑制自由基反应，稳定剂可以减缓或阻止不必要的反应的进行。
总之，稳定剂的作用是通过不同的机制来防止或减缓化学反应的进行，从而维持体系的稳定性。
这些机制包括阻碍反应物接触、降低活性物质浓度、改变反应体系的物理性质和抗氧化作用等。
稳定剂的选择和使用对于许多工业和生活中的化学过程都具有重要的意义。
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化学镀中稳定剂及加速剂的作用机理
1、化学镀的稳定简介
化学镀中最主要的一个系列是有自催化能力的还原型化学镀液。
当反应速度较快时，镀层质量变差，会出现粗糙镀层甚至粉末状镀层；同时，由于自催化一旦促发即会持续下去，甚至会因剧烈的还原反应而失去控制，导致镀液迅速失去作用。
因此，需要要加入稳定剂以控制其反应速度。
稳定剂的作用是控制反应速度和抑制镀液的自发分解，从而使化学镀能有序地进行。
不同的化学镀液会用到不同的稳定剂，有时还需要用到几种稳定剂以进到联合控制的作用。
常用的稳定剂有以下几类。
①元素周期表中第VI主族元素的化合物：一些硫的无机物或有机物，如硫代硫酸盐、硫氰酸盐、硫脲及其衍生物、疏基苯并噻唑、黄原酸酯等。
②重金属离子：如铅、锡、锑、镉、锌、铋、钛等金属二价、三价离子。
③水溶性有机物：有些含有双极性的有机阴离子，至少含有6个或8个碳原子并能在某一定位置吸附形成亲水膜功能团的有机物，如不饱和脂肪马来酸、苯亚甲基丁二酸、3-S-异硫脲鎓盐的丙烷酸盐、邻苯二甲酸酐的衍生物等。
④某些含氧化合物：如AsO2-、IO3-、BrO3-、NO2-、MoO42-等，双氧水也属于这一类。
2、化学镀稳定剂的作用机理
化学镀稳定剂的作用机理没有统一的模式，而是因稳定剂的类别不同而有所不同，但也有着一些共同点，这就是稳定剂都是通过在表面吸附而影响金属离子的还原过程的。
也就是稳定剂的添加量一般都很少的原因，因为它们只是通过电极的双电层起作用的，过多的量反而会破坏化学镀的平衡。
有机类稳定剂的作用可以认为这类稳定剂具有的表面吸附作用和影响电子交换的作用，通过吸附而改变金属离子的还原过程。
因此，在一定添加量范围内，有机稳定剂有时还会有促进金属离子沉积的作用。
而含氧化合物则是通过改变双电层结构而增加作为阴离子的稳定剂在表面的吸附，从而影响金属离子还原的过程。
重金属离子也是通过在具催化活性表面的吸附来影响还原过程。
总之，化学镀稳定剂是通过在反应表面吸附而阻滞金属离子的还原过程来起到稳定镀液的作用。
化学镀加速剂是指在可控制的条件下提高镀速的添加剂。
因此加速剂也叫做促进剂。
以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀，就常用到加速剂。
化学镀镍中的许多络合剂也兼有加速剂的作用。
常用的加速剂有以下几种。
(1).未被取代的短链和脂肪族二羧酸根阴离子。
属于这一类的有丙二酸、丁二酸、戊二酸和已二酸等。
常用的是丁二酸。
(2).短链饱和氨基酸。
这是较为优良的加速剂，最典型的是氨基乙酸，它兼有缓冲剂、络合剂和加速剂三种作用。
(3).短链饱和脂肪酸。
从醋酸到戊酸都属于这一类，其中以丙酸最为常用，但效果没有丁二酸和氨基乙酸好，优点是成本最低。
(4).无机离子加速剂。
目前在化学镀镍中只有氟离子具有加速作用，但用量也要严格控制，用量大时不仅减少镀速，对镀液稳定性也会有影响。