镍钨合金电沉积的电流效率和镀层显微硬度
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／ 镍钨合金电沉积的电流效率和镀’层显微硬度
『＾ ＼／Ｕ、 腿＇逛莲 郑雪清， 许书楷， 周绍民 『ｌｌ— 、ｚ
．ｎ （厦门大学化学系物理化学研究所，福建厦门３６１００５） ｆ Ｌ”／
Ｊ／， ‘ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ Ｄｅｐｏｓｉｔ Ｍｉｅｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ
Ｎｉｃｋｅｌ—ＴｕｎｇｓｔｅｎＡｌｌｏｙＥｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
摘要：通过调节镀液中不同的Ｎｉ／Ｗ比例、温度和沉积电流密度．研究在焦磷酸盐体
系中镍钨舍金电沉积的电流效率、沉积层组成和显微硬度。实验结果表明：舍垒共
沉积的电流效率不高 为了尽量提高合金的沉积电流效率，主要途径宜增大镀液中
硫酸镍和钨酸钠的浓度；提高合金沉积电流密度，降低镀液中［Ｎｉｌ／［Ｗ］比例，则镀层
中的钨舍量增大；合垒沉积层的显微硬度随镀层中的Ｗ含量提高而增大。 …二 关键词：兰苎全竺坚竺； 塑；里堕垩 毫渔 谨； 咤
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｕｒｒｅｎｔ ｅ．ｆｌｉｃｉｅａａｃ＇ｙ—ｄｅｐｏｓｉｔ￣ｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｉｅｒｏ￣ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ一［１ｌｌｌ￣［ｅｎ枷 ｄｅｅｔｒｏｄｅｐｏｓｌ－
ｔｉｏｎ １０Ｐｈ衄ｐｈ０啮ｂｅｔｈ帆ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ａｄｊ Ｉ｜ｇ Ｎｉ／Ｗ ｒａｔｉｏ ｐｌａ “ｇ ＳＯｈＪＩｔｉＯｌｌｌ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕ￣ａｎｄ ｐ０ － ｔｉｏｎ ｎｅｒＩｔ ｄｅｍｉｔ）．．Ｔｈｅ ｒｅｓＩｌｂ ｓｈｏｗｅｄｔｌｍｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃ４Ｅｃｉｅｔ￣－－ｙ ｏｆｔｈｅ￣ｌｌｏｙ ｃｏｄｅｐｏｅｉｔ￣ｏｎ ＷＳｆｌ ｎｏｔｌｌｉ曲Ｆｏｒ
ｔｈｅ Ｐｕ ｔｏｍｌｓｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｅｔｆｉｃｉｅｔ￣－－ｙ∞ｆａｒ∞ｐｏｓｓｉｂｌｅｔｈｅ ｓｕｉ￣ｂｌｅ Ｉ】ｌｉ∞ⅧｌＤｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅ。０ｒＩｃｅｒＩｍ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ ｓｕｌｆａｔｅ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｒｕｎ，ｓｔａｔｅｉｎｔｈｅ ｂｅｔｈ．Ｔｔｍｇｍｅｎ ｃｏｒｍｍＩｉｎｔｈｅ ａＵｏｙ ｄｅｐｏｓｉｔ ｃａｎ ｂｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙｍｉｓ－ ｉｎｇ ｅｌｅｃｔｎｘｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｕＨｅｍ ｄｅｍｉｔｙ ａｎｄ ｄｅｃｒｅｅ，ｒｉｎｇ［Ｎｉｌ／【ｗＪ ｍｔｉ￣，ｉｎ ｔｈｅ ｐｌ Ｉｌｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅ Ｉｌｌｊ∞血ａＩｄ口ｅ鲫
ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌｏｙ ｄｅｐｏｓｉｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｉｓｅ ｏｆ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｐｏｓｉｔ． Ｋ ｗⅢ ：ｒｆｉｃｋｄ—ｔｏｎｇｓｔｅｌａ ａｌｌｏｙ；ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔ；ＣｔＬｒｒ￣ｃ４￣ｃｉｅｎｃｙ；ｍｉｃｒｏｈａｒ￣ｅｓｓ
水溶液中钨不能单独电沉积而可以与
镍以Ｎｉ—ｗ台金形式一起共沉积。 —ｗ
台金电沉积层可以在某些耐磨、耐热和耐蚀
等环境中应用。在合适的镍钨合金镀液组
成和沉积条件下，加人含硼或含磷物质，可
电沉积出性能更加优异的Ｎｊ—ｗ—Ｂ（Ｐ）合
金代铬镀层＿］。Ｊ。Ｎｉ—ｗ合金电沉积已有
许多报道＿５ 一。
收稿日期：１９９９一［Ⅵ一２０ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（２９７７３Ｏ３９） 在镍钨合金电沉积过程中．伴随着阴极
析氢和阳极析氧以及表面活性添加剂的消
耗，沉积电流效率的高低与电能的有效利
用、镀液稳定和镀层质量密切相关，沉积层
的组成、晶体结构和金相组织月４是其性能的
内在基本因素。本文通过调节镀液中不同
的Ｎｊ／ｗ此例、温度和沉积电流密度，探索在
焦磷酸盐体系中 —ｗ台金电沉积的电流
效率、沉积层组成和显微硬度。
维普资讯 http://www.cqvip.com ２· Ｓｅ．１９９９ ｌ呲＆Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ Ｖｏｌ堪Ｎｏ ３
１实验条件
镀液组成（异／Ｌ）和沉积条件：ＮｉＳＯ４·６Ｈ２０
１５，Ｎａ２ＷＯ４‘２ＨｚＯ ５０，Ｋ４ ０７ ３Ｈ２０ ２５０，
（Ｎｌｈ），Ｈｉ＇Ｏ４ ３０，添加剂２０ ｉｒｄ／Ｌ。用化学纯
试剂和蒸馏水配制溶液，沉积条件：５５℃，用
氨水调节镀液ＤＨ ８．５，阳极为纯镍片，阴极
为单面用过氯乙烯胶绝缘的紫铜片
（９９．９９％），工作面积为１．０ ｘ ２．５ ｃ ，镀液
州磁力加热搅拌器中速搅拌，沉积电流密度
（Ａ／ｄｎ ）分别为：１．０、２．０、４．０，８．０和１２．０；
沉积时间（ｗａｎ）相应为：１５０，１２０，９０，６０和
５０ 镀层的组成和显微硬度：镀层的组成（
含量）采用分光光度法＿］ 测定。镀层剥离，
经王水溶解和进一步处理后，用丁二肟为络
合剂．在氨介质中测定波长为４４５ ｎｍ时的吸
光度。镀层的＿显微硬度用上海第二光学仪
器厂的７１型显微硬度计测量，负荷为∞ｇ，
时间为１５ ｓ。 Ｎｉ—ｗ合金电沉积的电流效率 ：
Ｗ％‘，ＳＧ／Ｅｗ Ｎｉ％‘△Ｇ／ＥＮｉ １ ｍ —— 一 —— 一
式中：Ｗ、ｍ 一ｗ和Ｎｉ的分电流效率
Ｅｗ、Ｅ 一ｗ和Ｎｉ的电化当量，分别为
０．３０４×１０－３ Ｃ和０．３１８×
１Ｏ ｖ／Ｃ
△ｃ—镀层重量，ｇ
ｗ％、Ｎｉ％一镀层中ｗ和 的重量百
分含量
Ｉ、卜分别为沉积电流（Ａ）和时间ｓ
２结果与讨论
２．１ Ｎｉ—ｗ合金电沉积的电流效率
镀液组成是影响合金沉积电流效率的
重要参数之一。分别改变镀液中硫酸镍含
量为５，１０，２０，３０和４ｏ异／Ｌ，沉积电流密度分 别为４＇Ａ／ｄｍ：和８ａ／，ａｍ２，经计算镀液中的
［Ｎｉ］／ＥＮｉ］＋［ｗ］摩尔比值与电流效率 关
系分别如图ｈ和ｂ所示。
／ ＋ｆ ，ｒａｏ１％ ［Ｎ￣７／ＩＮｉｌ＋［ｗ】，ｔｏｏ１％ ｎ ｂ 圈１在４／ｋ／ｄｍ２（ａ）和８Ａ／ｄｉｎ２（ｂ）下镀液中不同硫酸镍含量对沉积电流效率的影响。 曲线１ ２和３分别表示总电流嫂卓和Ｍ及ｗ的分电流嫂率
镀液中硫酸镍含量提高，说明镀液中离
子浓度增大，有利于提高液相传质速度，结 果显然受扩散控制电极反应。 的Ｎｉ分电流
效率ｍｉ明显增大；合金共沉积的总电流效率
１也逐渐增大；尽管Ｗ的分电流效率 也 呈提高之势，但变化幅度不大。镀液中硫酸
镍含量从５ ｇ／Ｌ提高至４０ ｇ／Ｌ，经计算 ／ｗ
比值呈现增大趋势，由４ Ａ／ｄｍ２时的１．４７增
大至３．２５和８Ａ／ｄｍ２时的１．３４提高至２．９７，
如表１所示。
维普资讯 http://www.cqvip.com ｌ９９９年９月 电镀与涂饰 第ｌ８卷第３期
表ｌ在８ Ａ／ｄ （ａ】和４Ａ／ｄｉｎ （ｂ）下镀液中硫酸镍 含■变化对镀层钨含■和 ／ 比值的影响
ＮｉＳＯ４－６１１２０，ｇ／Ｌ ５ １０ ２０ ３０ ４０ Ｗ，ｗｔ％（ａ）４４．１ ４２ ４ ４０．０ ３０．６ ２６ ｌ ／ 【ａ） １．３４ １ ４ｌ １ ５６ ２．３６ ２． Ｗ．ｗｔ％（ｂ）４１．３ ３４．８ ３０ ９ ２７ ２ ２４ ３ ／聊【ｂｊ １ ４７ １ ９５ ２ ３５ ２．７７ ３ ２５
沉积电流密度的变化对镍钨合金电沉
积的总电流效率没有明显的影响，结果如图 ２所示。但电流密度增大有利于促进钨的共
沉积，使ｗ沉积的分电流效率帅逐渐提高；
而不利于镍的沉积，致使１］Ｎｊ值逐渐减小；表
２结果表明，电流密度从１Ａ／ｄｉｎ２增大至１２
Ａ／ｄｉｎ２．ｍ／＇ｑｗ比值相应地从３．９０下降至
１．３３
３５ ３Ｏ ２５ ２０ ｝ １５ １Ｏ ５
Ｄｋ．Ａ／ｄｍ 图２电藏密度对沉积电流效率的影响 曲线１．２和３所示与图１相同 表２电流密度对镀层鹤含■和 ／ 比值的影响
ｉｅ，Ａ．／ｄ￣ １ ２ ４ ８ １２ Ｗ． 、％ ２１ １ ２８．６ ３０．５ ４２．２ ４３．９ ／ ３、９０ ２．６０ ２．３９ １．４３ １．３３
温度对镍钨合金沉积电流效率的影响
如图３所示。
３５ ３０ ２５ ２０ １５ １０ ５
图３温度对沉积电流效率的影响 曲线１．２和３所示与图１相同 由图３可见，在所述的镀液组成的沉积
条件下，镀液温度为５５℃时，镍钨合金共沉
积的电流效率最大，达３４．０％，尽管ｍ 和帅
随温度的变化与台金共沉积的总电流效率
的变化相似，但 ｉ／帅比值仍呈现随温度提
高而下降的趋势，见表３。从２０℃时的１．５６
下降至７ｏ℃时的１．０９。 表３温度对镀层钨含■和啊，／御比值的影响
ｗ合金共沉积电流效率的实验结
果表明，合金共沉积的电流效率不高。为了
尽量提高合金的沉积电流效率，主要途径君
增大镀液中硫酸镍和钨酸钠的浓度。通过
调节硫酸镍和钨酸钠的浓度和此例，达到提
高沉积效率和获得合适合金比例沉积层的
目的。
２、２ Ｎｉ—ｗ合金电沉积层的组成
镀液中硫酸镍含量、电流密度和温度对
Ｎｉ—ｗ合金电沉积层组成的影响分别如表
ｌ、表２和表３所示。结果表明，提高镀液中
硫酸镍的含量，即镀液中［Ｎｉ］／［Ｗ］比值增
大，显然阴极界面上镍的浓度提高，促进了
镍的扩散传质而有利于其在阴极上的还原
和沉积，镀层中的钨含量自然地则随着镀液
中硫酸镍含量的提高而明显下降。
电流密度的变化对镀层钨含量有明显
的影响。电流密度提高，镀层钨含量明显增
大。可见较高的电流密度有利于钨的还原
和沉积，使镀层中的钨含量提高。镀液的温
度低于５５℃时，合金沉积层中的钨含量没有
明显变化，只有达到７０℃时才较明显地增大
至４８．８ ｗｔ％。尽管如此．在所述的镀液组成
和沉积条件下，镀液温度在２０℃以上仍可保
持合金镀层中的ｗ含量高于４０％因此，保
持镀液温度为５５℃可获得较高的合金沉积 维普资讯 http://www.cqvip.com
电镀Ni资料
1、作用与特性
P C B（是英文Printed Circuie Board印制线路板的简称）上用镀镍来作为贵金属和贱金属的衬底镀层，对某些单面印制板，也常用作面层。对于重负荷磨损的一些表面，如开关触点、触片或插头金，用镍来作为金的衬底镀层，可大大提高耐磨性。当用来作为阻挡层时，镍能有效地防止铜和其它金属之间的扩散。哑镍/金组合镀层常常用来作为抗蚀刻的金属镀层，而且能适应热压焊与钎焊的要求，唯读只有镍能够作为含氨类蚀刻剂的抗蚀镀层，而不需热压焊又要求镀层光亮的PCB，通常采用光镍/金镀层。镍镀层厚度一般不低于2.5微米，通常采用4-5微米。
PCB低应力镍的淀积层，通常是用改性型的瓦特镍镀液和具有降低应力作用的添加剂的一些氨基磺酸镍镀液来镀制。
我们常说的PCB镀镍有光镍和哑镍（也称低应力镍或半光亮镍），通常要求镀层均匀细致，孔隙率低，应力低，延展性好的特点。
2、氨基磺酸镍（氨镍）
氨基磺酸镍广泛用来作为金属化孔电镀和印制插头接触片上的衬底镀层。所获得的淀积层的内应力低、硬度高，且具有极为优越的延展性。将一种去应力剂加入镀液中，所得到的镀层将稍有一点应力。有多种不同配方的氨基磺酸盐镀液，典型的氨基磺酸镍镀液配方如下表。由于镀层的应力低，所以获得广泛的应用，但氨基磺酸镍稳定性差，其成本相对高。
3、改性的瓦特镍（硫镍）
改性瓦特镍配方，采用硫酸镍，连同加入溴化镍或氯化镍。由于内应力的原因，所以大都选用溴化镍。它可以生产出一个半光亮的、稍有一点内应力、延展性好的镀层；并且这种镀层为随后的电镀很容易活化，成本相对底。
4、镀液各组分的作用：
主盐──氨基磺酸镍与硫酸镍为镍液中的主盐，镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。镀镍液的浓度随供应厂商不同而稍有不同，镍盐允许含量的变化较大。镍盐含量高，可以使用较高的阴极电流密度，沉积速度快，常用作高速镀厚镍。但是浓度过高将降低阴极极化，分散能力差，而且镀液的带出损失大。镍盐含量低沉积速度低，但是分散能力很好，能获得结晶细致光亮镀层。
电镀镍及合金
电镀镍及合金
镍是一种银白略带微黄色的金属，相对原子质量58．69，密度为8．99／cm3，熔点
1452℃，Ni2+的电化学当量为1．095g／(A·h)，标准电极电位一0．25V。
金属镍自身具有很高的化学稳定性，在空气中与氧作用形成钝化膜，使镍镀层具有良好
的抗大气腐蚀性，镍电位比铁正，并具有强烈的钝化能力，钝化后电位更高，对钢铁基体来
讲，镍层属阴极性镀层，而且镍镀层孔隙率高，因此镍镀层只有在足够厚(40～50／-m)时才
能在空气和某些腐蚀介质中起到防腐作用。为节省金属镍，减少孔隙率，通常采用镀镍层与
镀铜层一起使用或采用多层电镀，如Cu-Ni、Cu-Ni-Cr、Ni-Cu-Ni-Cr、Cu-Cu-Ni-Cr等形式
达到防护一装饰目的。
镍具有良好的塑性，易滚压与压延，同时具有较高的硬度，所以镍镀层常用于镀覆外科
器械、印刷业中铅及铜锌板表面处理以及塑料模具电铸等，由传统的防护一装饰镀层，发展
到功能性镀层。电镀行业中，其产量仅次于电镀锌。
按照电镀液种类，电镀镍工艺包括硫酸盐、硫酸盐一氯化物、氯化物等；按照镀层外观
可分为暗镍、半光亮镍、光亮镍、黑镍、砂镍等；按照镀层功能，分为保护镍、装饰镍、耐
磨镍、电铸、镍封闭等。
4．2．1电镀镍电极过程
(1)阴极过程
由于镍在电化学反应中的交换电流密度较小(Ni2+，i0为10-8～10-9A／cm2；Zn2+，i0约为
l0．5A／cm2；Cu2+，i0约为l0-3A／cm2)，因此镍本身具有较大的极化电阻，在单盐镀液中就
有较大的电化学极化，获得良好的镀层，而且镍分散能力好，得到的镀层均匀，因此镀液种
类虽多，但均由单盐组成。镀镍液中阳离子有Ni2+、Na+、Mg2+、NH4+、H+等，阴离子有SO42-、
Cl+、0H-等，由于Na+、Mg2+、NH4+的电位较负，在电镀电位下，不发生电解反应，因此其阴极反应为
生产中镀液pH=3～6之间(pH值高于6时，易生成Ni(OH)2沉淀，pH值低于3时析氢严
电沉积钨钴合金的研究
： ： ： 盥 出苎
文章编号：１００１—２２７Ｘ（２Ｌ￣２）Ｏ２—００Ｏ４—０２
电沉积钨钴合金的研究
陈颢，杜海燕 （南方冶金学院材料与化工分院，江西赣州３４１０００）
摘要：鸽钴合金镀层的外观接近铬镀层，且镀液分散能力及覆盖能力好。在此研究
了钨酸钠、硫酸钴、添加荆、电流密度及ｐＨ值对镀层钨含量及性能的影响。钨钴舍
金具有很好的耐蚀、耐热和耐磨性能，应用前景好
关键词：钨诂合金； 电沉积 中圈分类号：ＴＱ１５３．２ 文献标识码：Ａ
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｕｎｇｓｔｅｎ—ｃｏｂａｌｔ ａｌｌｏｙ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
ＣＨＥＮ Ｈａｏ，ＤＵ Ｈａｉ—ｙａｈ
（Ｃｏｌｌ，￣ｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｌｎｓｔ ０ｒ Ｍｅｔａｌｌｕｖｇ？ Ｃ，￣ａ／１ｚ］ｑｏｕ ３４１０００，Ｃｈｉ￣）
Ａｂｓｔｒａ￣：Ｔｕｎｇｓｔｅｎ—ｃｏｂａｌｔ ａｌｌｏｙ ｄｅｐｏｓｉｔｓ ａｒｅ ｓｉｔｎｉｌａｒ ｔｏ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｄｅ ｂ ｉｎ珥 郫 ａｒ－ｃｅ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ—ｃｏｂａｌｔ
ｐｌａｔｉｎｇ ｂａ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ｔｈｒｏｗｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｖｅｍ￣ｇ ｐｏｗｅｒ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ０ｆ ｓｓ３ｄｉｕｍ ｔｕｎｇｓｌａｔｅ，ｃｏｂａｌｔ ｓｕｌｆａｔ￣，ａｄｄｉｔｉｖｅ， ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｏｓｉｔｙ ａｎｄ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｎ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｐｍｐｅ ｅｓ ｏｆ ｔｕｎｇｓｔｅｎ—ｃｏｂａｌｔ ｄｅｐｏｓｉｔｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ—ｃｏｂａｌｔ ａｌｌ￣ｙ ｄｅｐｏｓｉｔｓ ｈａｖｅ ｓｏｏｄ ｃｏｒｔ＇￣ｉｏｎ，ｈｅａｔ ａｎｄ ｗｅｉ￣Ｆ ｒ Ⅱｒｌｃｅ ａｎｄ ｈａｓ ｇ｝ｌｌ ｐｍ。ｐｅｃＥ ｉｎ ａｐｐｌｌ—
ｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｇｓｔｅｎ—ｃｏｂａｌｔ ａｌｌｏｙ；ｅｌｅｃｔｒｏ＆ｐｏｓｉｔｉｏｎ
电镀镍工艺手册
电镀镍工艺手册
通过电解或化学方法在金属或某些非金属上镀上一层镍的方法，称为镀镍。镀镍分电镀镍和化学镀镍。下面是店铺精心为你们整理的电镀镍工艺手册的相关内容，希望你们会喜欢!
电镀镍工艺手册
1、作用与特性
PCB(是英文Printed Circuie Board印制线路板的简称)上用镀镍来作为贵金属和贱金属的衬底镀层，对某些单面印制板，也常用作面层。对于重负荷磨损的一些表面，如开关触点、触片或插头金，用镍来作为金的衬底镀层，可大大提高耐磨性。当用来作为阻挡层时，镍能有效地防止铜和其它金属之间的扩散。哑镍/金组合镀层常常用来作为抗蚀刻的金属镀层，而且能适应热压焊与钎焊的要求，唯读只有镍能够作为含氨类蚀刻剂的抗蚀镀层，而不需热压焊又要求镀层光亮的PCB，通常采用光镍/金镀层。镍镀层厚度一般不低于2.5微米，通常采用4-5微米。
PCB低应力镍的淀积层，通常是用改性型的瓦特镍镀液和具有降低应力作用的添加剂的一些氨基磺酸镍镀液来镀制。
我们常说的PCB镀镍有光镍和哑镍(也称低应力镍或半光亮镍)，通常要求镀层均匀细致，孔隙率低，应力低，延展性好的特点。
2、氨基磺酸镍(氨镍)
氨基磺酸镍广泛用来作为金属化孔电镀和印制插头接触片上的衬底镀层。所获得的淀积层的内应力低、硬度高，且具有极为优越的延展性。将一种去应力剂加入镀液中，所得到的镀层将稍有一点应力。有多种不同配方的氨基磺酸盐镀液，典型的氨基磺酸镍镀液配方如下表。由于镀层的应力低，所以获得广泛的应用，但氨基磺酸镍稳定性差，其成本相对高。
3、改性的瓦特镍(硫镍)
改性瓦特镍配方，采用硫酸镍，连同加入溴化镍或氯化镍。由于内应力的原因，所以大都选用溴化镍。它可以生产出一个半光亮的、稍有一点内应力、延展性好的镀层;并且这种镀层为随后的电镀很容易活化，成本相对底。
4、镀液各组分的作用：
主盐──氨基磺酸镍与硫酸镍为镍液中的主盐，镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。镀镍液的浓度随供应厂商不同而稍有不同，镍盐允许含量的变化较大。镍盐含量高，可以使用较高的阴极电流密度，沉积速度快，常用作高速镀厚镍。但是浓度过高将降低阴极极化，分散能力差，而且镀液的带出损失大。镍盐含量低沉积速度低，但是分散能力很好，能获得结晶细致光亮镀层。
电镀镍
摘要:对电沉积镍-磷合金的工艺与性能进行了综述,包括镀液成分、镀覆条件、阳极组成等工艺条件的研究现状,并介绍了合金镀层的物相结构、非晶态与晶态之间的转化和不同成分的镀层的硬度、耐磨性、耐蚀性及影响这些性质的因素。
引 言
当镀层中磷的质量分数超过8%时,镍-磷镀层是一种非晶态合金,具有高耐蚀、耐磨、可焊性、磁性屏蔽、高硬度、高强度、高导电性等优异的性能,已广泛应用于汽车、航空、计算机、电子、化工和石油等领域。近年来,由于环保的要求,以其它镀层代替铬镀层的技术越来越受到重视。镍-磷合金镀层经热处理后的硬度接近或超过硬铬镀层,并且电镀镍-磷合金镀层具有很多优点,在成本和性能方面代替硬铬镀层是可行的。目前用于制备镍-磷合金的方法有化学镀和电镀两种,电镀法与化学镀法相比具有很多优点,例如沉积速度快、镀液工作温度相对较低、镀液稳定性高、可制得更厚的镀层、成本较低等。本文综述了电镀镍-磷合金的研究进展。
1 镍-磷合金的制备工艺
目前,用于制备镍-磷合金的电镀一般有氨基磺酸盐、次磷酸盐和亚磷酸盐体系。总体来说,这些镀液通常是由镍源(硫酸镍、氯化镍、氨基磺酸镍等)、磷源(亚磷酸或次磷酸)、缓冲剂、络合剂及添加剂等组成。
1.1 镍源的影响
研究表明,镀液中镍离子浓度低会导致沉积速度变慢,析氢严重。随着镍离子浓度的增加,一般阴极电流效率会随之增高,镀层质量得到改善。但镍离子浓度过高,镀层的沉积速度过快将导致镀层粗糙,镀层中磷的含量也会下降。所以镀液中的镍离子要保持在一合适的浓度范围内。对于不同的镍源,其阴离子也会对电镀产生影响。BrennerA[1]的研究表明,硫酸镍的加入将有利于提高阴极电流效率。余维平[2]等认为,硫酸根可能会在阴极还原,使镀层中夹杂少量硫。
1.2 磷源的影响
次磷酸盐和亚磷酸是目前研究最多的两种磷源。
有研究认为以次磷酸为磷源的镀液制得的镀层有更好的光亮度[3],张春丽等[4]认为采用次磷酸为磷源的镀液有更高的镀速以及镀层硬度。采用次磷酸盐为磷源的镀液,可以在较高的pH下进行电镀阴极的电流效率较高,但存在高pH下镀层中磷含量低的缺点。降低pH有利于磷含量的增加,但同时会使次磷酸根离子在阳极的氧化变得容易,生成亚磷酸根离子,影响镀液的稳定性。冯力群提出采用一种专门的处理方法使次磷酸钠和镍离子形成络合离子会提高镀液的稳定性[2]。也有学者指出,在次磷酸盐体系中加入氯化铵能够实现低温电镀(约40℃)镀层中的磷含量随着镀液中氯化铵含量的增大几乎线性增加,此法适合制备镀层中磷原子质量分数在6%～8%的镀层[5]。有学者认为,次磷酸盐体系中电镀得到的镍-磷合金质量不稳定,温度及电流稍有变化就容易引起镀层发黑[6]。
电镀镍 2
镀镍（nickel plating）
主要用作防护装饰性镀层。镍镀层对铁基体而言，属于阴极性镀层。其孔隙率高，因此要用镀铜层作底层或采用多层镍电镀。从普通镀镍溶液中沉积出来的镍镀层不光亮，但容易抛光。使用某些光亮剂可获得镜面光亮的镍层。它广泛用于汽车、自行车、钟表、医疗器械、仪器仪表和日用五金等方面。含有一部分氯化物的硫酸盐-氯化物溶液，称为“瓦特”镍镀液，在生产中应用最广。
借电化学作用，在黑色金属或有色金属制件表面上沉积一层镍的方法。可用作表面镀层，但主要用于镀铬打底，防止腐蚀，增加耐磨性、光泽和美观。广泛应用于机器、仪器、仪表、医疗器械、家庭用具等制造工业。将制件作阴极，纯镍板阳级，挂入以硫酸镍、氯化钠和硼酸所配成的电解液中，进行电镀。如果在电镀液中加入萘二磺酸钠、糖精、香豆素、对甲苯磺胺等光亮剂，即可直接获得光亮的镍镀层而不必再抛光。
PCB（是英文Printed Circuit Board印制线路板的简称）中的电镍
电金前工序-电镍
在PCB生产中，电镍一般是为下一步工序电金所做的镀层，当然也有单纯镀镍。为什么要在电金前先镀一层金属镍呢？这要视乎金属活动性而决定，经此工序以保证产品的稳定性。
PCB上用镀镍来作为贵金属和贱金属的衬底镀层，对某些单面印制板，也常用作面层。对于重负荷磨损的一些表面，如开关触点、触片或插头金，用镍来作为金的衬底镀层，可大大提高耐磨性。当用来作为阻挡层时，镍能有效地防止铜和其它金属之间的扩散。哑镍/金组合镀层常常用来作为抗蚀刻的金属镀层，而且能适应热压焊与钎焊的要求，唯读只有
镍能够作为含氨类蚀刻剂的抗蚀镀层，而不需热压焊又要求镀层光亮的PCB，通常采用光镍/金镀层。镍镀层厚度一般不低于2.5微米，通常采用4-5微米。
PCB低应力镍的淀积层，通常是用改性型的瓦特镍镀液和具有降低应力作用的添加剂的一些氨基磺酸镍镀液来镀制。
我们常说的PCB镀镍有光镍和哑镍（也称低应力镍或半光亮镍），通常要求镀层均匀细致，孔隙率低，应力低，延展性好的特点。
关于电流效率
电镀液的电流效率：阴极电流效率
电沉积时，人们希望直流电源所提供至阴极的电子全部用来还原沉积镀层所需的金属组分，即全部用于主反应上。但实际上，副反应的发生也会消耗电子，即电流的利用率往往达不到百分之百，这就存在一个电流利用效率的问题。为了表征电流利用率的大小，确定了一个镀液指标参数——电流效率。常用η表示阴极电流效率，ηa表示阳极电流效率，均以百分比表示。阴极电流效率有2种定义：(1)通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比；(2)沉积一定质量的金属时理论上应通入的电量与沉积相同质量的金属时实际消耗的电量之比。
不同价态的金属离子还原为金属原子理论上所需的电量或通过一定电量(常用安培·小时即A．h表示)时理论上应沉积的单金属质量，被称为“电化学当量”，可计算求出，计算结果可从许多电镀书籍或手册的附录中查到。
实际沉积的金属质量可用“增重法”称量得知：增重=镀后试样质量-镀前试样质量。
实际通过的电量用电量计(即库仑计)测量。经典方法采用“铜库仑计”，它实际上是一个串接于试验槽上、阴极电流效率几乎百分之百的酸性镀铜槽。用增重法得知其中阴极实际沉积的铜质量，再依Cu2+的电化学当量换算为理论电量。随着电子技术的发展，目前已可制出精密电量计(也称为“安培·小时计”)，用以代替铜库仑计，则测定更为简单。具体的测定操作及计算方法在许多电镀手册中都可查到，此处不再赘述。
单金属镀层的阴极电流效率的测定与计算比较简单，合金电镀时的测定则较麻烦。应准确分析镀层合金成分后，分别用不同组分金属的电化学当量单独计算后再综合计算
如何测定电镀溶液的电流效率?
镀液电流效率的测试通常是采用铜库仑计法。铜库仑计实际上是一个镀铜电解槽。它具有电流效率为100％，而电极上的析出物又都能收集起来的特点，并且镀槽中没有漏电现象。测试的精确度可达到0．1％～0．05％，完全可以满足电沉积工艺的要求。铜库仑计的电解液组成如下：硫酸铜l25g／L，硫酸25ml／L，乙醇50ml／L。
电沉积镍(电流密度)
学 号14091700375
题目 ：镍电沉积实验
作 者 XX 级 别 2009 级
系 别 化学化工 专 业 化学师范
指导教师 XXX
完成时间 2012 年6 月1日
创新性实验——镍电沉积实验
摘要： 电沉积镍的效果与溶液中镍离子的浓度、添加剂与缓冲剂的种类和浓度、pH、温度及所使用的电流密度、搅拌情况等因素有关。本实验通过研究5～10
A/dm2 电流密度范围内的电流效率，发现当电流密度为8.3 A/dm2左右时，电沉积镍的电流效率最高，达到66.9%。
关键词：电沉积镍；电流密度；电流效率
Abstract
Electrodeposition of nickel depend on the nickel ion concentration in the solution,
the type and concentration of additives and buffer, pH, temperature and the use of
current density, agitation and other factors. Through the study of 5～10 A/dm2 current
density within the current efficiency, found that when the current density is about
8.3A/dm2, nickel electrodeposition current efficiency is the highest, reaching 66.9%.
Keywords：Electrodeposition of nickel； Current density；Current efficiency
金属电沉积速度表格
金属电沉积速度表格
镀层厚度为10um时，金属的沉积时间（min）与阴极电流密度的关系
注1：表中电镀时间，除镀铬电流效率按13%计算外，其余均按100%计算。
注2：如果电流效率不等于100%，则金属的沉积时间可按下式计算：t′=t*100/nk。
金属名称 阴极电流密度（A/dm2） 沉积时间（min） 备注
锌（Zn2+） 0.10 355
0.25 142
0.50 70
1.0 35
2.0 18
3.0 12
4.0 9
5.0 7
10 4
20 2
镉（Cd2+） 0.10 247
0.25 99
0.50 50
1.0 25
2.0 13
3.0 9
4.0 6
5.0 5
10 3
锡（Sn2+） 0.10 200
0.25 80
0.50 40
1.0 20
2.0 10
3.0 7
4.0 5
5.0 4
10 2
20 1
锡（Sn4+） 0.10 400
0.25 160
0.50 79
1.0 40
2.0 20
3.0 13
4.0 10
5.0 8
20 2
铜（Cu2+） 0.10 451
0.25 180
0.50 90
1.0 45
2.0 23
3.0 15
4.0 11
5.0 9
10 5
铜（Cu+） 0.10 226
0.25 90
0.50 45
1.0 23
2.0 12
3.0 8
镍（Ni2+） 0.10 485
0.25 192
0.50 97
1.0 49
2.0 25
3.0 16
4.0 12
5.0 10
10 5
铁（Fe2+） 0.10 452
镍电沉积实验
镍电沉积实验
（一）电沉积工艺条件—Hull 槽
试验一、实验目的
1．熟悉Hull槽试验的基本原理、实验操作和结果分析。
2．试验并了解添加剂糖精、苯亚磺酸钠、镍光亮剂XNF和十
二烷基硫酸钠对电沉积光亮镍的影响。
电沉积是用电解的方法在导电基底的表面上沉积一层具
有所需形态和性能的金属沉积层的过程。传统上电沉积金
属的目的，一般是改变基底表面的特性，改善基底材料的外观、耐腐蚀性和耐磨损性。现在,电沉积这一古老而又年
轻的技术正日益发挥着其重要作用,已广泛应用于制备半导
体、磁膜材料、催化材料、纳米材料等功能性材料和微机电加工领域中。二、实验原理
电沉积过程中，由外部电源提供的电流通过镀液中两个电极
（阴极和阳极）形成闭合的回路。当电解液中有电流通过时，
在阴极上发生金属离子的还原反应，同时在阳极上发生金属的氧化（可溶性阳极）或溶液中某些化学物种(如水)的氧化
（不溶性阳极）。其反应可一般地表示为：
阴极反应：Mn++ne=M（1）
副反应：2H++2e=H2(酸性镀液)（2）
2H2O+2e=H2+2OH-(碱性镀液)（3）
当镀液中有添加剂时，添加剂也可能在阴极上反应。
阳极反应：M–ne=Mn+（可溶性阳极）（4）
或2 H2O –4 e = O2 + 4 H+ (不溶性阳极，酸性) （5）
镀液组成（金属离子、导电盐、配合剂及添加剂的种类和浓
度）和电沉积的电流密度、镀液pH值和温度甚至镀液的搅拌形
式等因素对沉积层的结构和性能都有很大的影响。确定镀液组
成和沉积条件，使我们能够电镀出具有所要求的物理-化学性
质的沉积层，是电沉积研究的主要目的之一。
镍电沉积层在防护装饰性和功能性方面都有广泛的应用。
大量的金属或合金镀层如Cr、Au及其合金、Sn及其合金、枪黑
色Sn-Ni合金、CdSe合金等都是在光亮的镍镀层上电沉积进行
的。在低碳钢、锌铸件上沉积镍，可保护基体材料不受腐蚀，
并可通过抛光或直接电沉积光亮镍达到装饰的目的。在被磨损
的、腐蚀的或加工过度的零件上进行局部电镀镍，可对零件进