化学镀镍过程中甲醛具体作用?

日期: 2024-04-19 14:08:46|浏览: 17|编号: 52455

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化学镀镍过程中甲醛具体作用?

甲醛在化学镀镍过程中充当还原剂。

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化学镀镍镀液成分和工艺参数的影响。

(1)镍盐化学镀镍液中的主要盐是镍盐,如硫酸镍、氯化镍、醋酸镍等,它们提供化学镀反应时所需的镍离子。 早期以氯化镍为主要盐。 由于氯离子的存在不仅会降低涂层的耐腐蚀性,而且会产生应力,因此不再使用。 与硫酸镍相比,使用醋酸镍作为主盐对镀层性能的有益贡献被其高昂的价格所抵消。 事实上,最理想的镍离子来源应该是次磷酸镍。 使用时不会在镀液中积累大量的硫酸盐,也不会在使用过程中添加次磷酸钠而带入大量的钠离子。 此外,由于其价格因素,它也无法使用。 被工业化使用。 目前应用最广泛的是硫酸镍。 由于制造工艺略有不同,有两种带结晶水的硫酸镍。 由于硫酸镍是主要盐类且用量较大,因此电镀时必须不断添加。 其中所含的杂质元素会在电镀液中积聚,导致电镀速度下降,使用寿命缩短。 它还会影响涂层的性能,特别是耐腐蚀性能。 因此,供应商在采购硫酸镍时,应争取提供可靠的成分检测单,以确保每批产品质量稳定。 特别要注意对镀液有害的杂质和重金属元素的控制。

一般来说,沉积速度随着镍盐浓度的增加而加快。 但镍盐浓度过高时,速度过快,极易失控,造成镀液自分解。 同时,镍盐含量还受到络合剂与还原剂配比的限制,通常在20~35g/L范围内。

(2)还原剂 最常用的还原剂是次磷酸钠,因为其价格低廉,镀液易于控制,合金镀层性能良好。 次磷酸钠易溶于水,水溶液pH值为6。它是白磷溶解在NaOH中加热而得的产品。

当化学镀镍的pH值在4以上时,次磷酸盐可以还原镍离子。 通常,沉积1克镍需要5.4克次磷酸钠。 含量高,沉积速度快,但镀液稳定性差。 化学镀镍的沉积速度、质量和稳定性取决于Ni2+/的比例。 当Ni2+/[H2PO2] ØØØØ-=0.3~0.4时沉积率达到最大值,即20~30g/L硫酸镍应添加30~40g/L次磷酸钠。 当比例为0.25时,镀层变暗; 当高于0.6时,沉积速率很低。

(3)络合剂化学镀镍液中除主盐和还原剂外,最重要的成分是络合剂。 镀液性能和使用寿命的差异主要取决于络合剂的选择及其匹配关系。

络合剂的首要作用是防止镀液析出、析出,增加镀液的稳定性,延长其使用寿命。 如果镀液中没有络合剂,由于氢氧化镍的溶解度较低,在酸性镀液中会析出浅绿色絮状氢氧化镍水溶液沉淀。 硫酸镍溶于水时,形成六水镍离子,有水解倾向,水解后呈酸性。 此时,氢氧化物沉淀。 如果六水镍离子中存在一些络合剂分子,则其耐水解能力可显着提高,在碱性环境中甚至可能以镍离子的形式存在。 但随着pH值的升高,六水镍离子中的水分子会被OH取代,促使水解加剧。 为了完全抑制水解反应,镍离子必须充分螯合以获得抑制水解的最大稳定性。 镀液中仍存在较多的连二磷酸盐离子,但由于次磷酸镍溶液浓度较大,一般不会沉淀。 镀液使用后期,溶液中的亚磷酸基团积累,浓度升高,容易析出白色·6H2O沉淀。 添加络合剂后,溶液中游离镍离子的浓度大大降低,可以抑制镀液后期亚磷酸镍沉淀的析出。

络合剂的第二个功能是提高沉积速率。 有很多数据表明添加络合剂后沉积速率会增加。 添加络合剂会显着降低镀液中游离镍离子的浓度。 从质量作用定律来看,不可能降低反应物浓度却提高反应速度,所以这个问题只能从动力学角度来解释。 简单来说,有机添加剂吸附在工件表面后活性增强,为次磷酸盐释放活性原子氢提供更多的活化能,从而提高沉积反应速度。 此处络合剂还充当促进剂。

可用于化学镀镍的络合剂有很多,但化学镀镍溶液中使用的络合剂要求具有较大的溶解度,溶液中的pH范围符合化学镀工艺的要求,而且也有一定的反应性,价格因素也不容忽视。 目前常用的络合剂主要是脂肪族羧酸及其取代衍生物,如琥珀酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸和甘氨酸等,或它们的盐。 在碱性浴中,使用焦磷酸盐、柠檬酸盐和铵盐。 不饱和脂肪酸很少使用,因为不饱和烃饱和时会吸收氢原子,减少还原剂的利用率。 常见的一元羧酸如甲酸和乙酸很少使用。 乙酸通常用作缓冲剂,丙酸用作促进剂。

(4)稳定剂化学镀镍溶液是一个热力学不稳定的体系。 由于各种原因,如局部过热、pH值升高或某些杂质的影响,镀液中不可避免地会出现一些活性颗粒——催化核心。 ,引起镀液中剧烈的自催化反应,产生大量的Ni-P黑色粉末,使镀液在短时间内分解并释放出大量气泡,造成不可挽回的经济损失。 这些黑色粉末是有效的催化剂。 它们具有巨大的表面积和活性,加速了镀液的自发分解。 电镀液在几分钟内就会变成无色。 稳定剂的作用是抑制镀液的自发分解,使电镀过程在控制下有序进行。 稳定剂是一种毒化剂,即反催化剂。 只需添加微量即可抑制镀液的自发分解。 不要使用过多的稳定剂。 如果太多,电镀速度就会降低,并且不再发生电镀现象。 稳定剂吸附在固体表面,抑制次磷酸钠的脱氢反应,但不阻止次磷酸钠的氧化。 也可以说,稳定剂掩盖了催化活性中心,阻止了成核反应,但不影响工件表面正常的化学镀镍工艺。

(5)缓冲液由于化学镀镍过程中氢离子的产生,溶液的pH值随着镀覆过程逐渐降低。 为了稳定电镀速度,保证镀层质量,化学镀镍系统必须具有缓冲能力,这意味着,因此,电镀过程中pH值不会发生太大变化,可以维持在正常值。一定pH范围内的值。 某些弱酸(或碱)及其盐的混合物可以抵消少量外部酸或碱和稀释对溶液pH值变化的影响,使其在较小的范围内波动。 这种物质称为缓冲剂。

(6)促进剂为了提高化学镀的沉积速度,化学镀镍溶液中添加了一些化学物质。 它们具有提高电镀速度的作用,称为促进剂。 促进剂的作用机理一般认为是还原剂次磷酸根中的氧原子可以被外部酸根取代,形成配位化合物,或者是由于促进剂阴离子的催化作用所致。从而形成杂多酸。 在位阻作用下,HP键能减弱,有利于次磷酸根离子的脱氢,即增加次磷酸的活性。 实验表明,短链饱和脂肪酸的阴离子和至少一种无机阴离子可以取代氧,促进次磷酸盐脱氢,加快沉积速度。 化学镀镍中的许多络合剂也起到促进剂的作用。

(7)其他成分与电镀镍相同。 化学镀镍液中添加少量表面活性剂,有利于气体逸出,减少镀层孔隙率。 另外,由于所使用的表面活性剂还起到起泡剂的作用,当电镀过程中释放出大量气体时,镀液表面会形成一层白色泡沫,不仅可以保温,还可以减少电镀液的蒸发损失,并减少酸味,也使大量悬浮污垢滞留在泡沫中而易于清除,从而保持电镀件和电镀液的清洁。

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