化学知识镀镍及其原理.doc
化学镀镍艺配方
Sample
Substructure Sample 1 Sample 2 Sample 3
他们的工作是研究从柠檬酸镀液中电沉积镍一钨合金， 镀液在高温下进行。阴极是一个钢筒，钢筒内部按装上阳极， 仅在钢筒内的表面被镀覆。
4
1 化学镀镍历史（3）
镀层显示出很高的内应力，Brenner和Riddell认为存在柠檬 酸的氧化产物。为了解决这个问题，他们加入了一定量的还 原剂次亚磷酸盐。这时他们发现钢筒的外表除此以外镀上镍， 而且电流效率非常高，达到理论值的120%，这个结果说明 发生了类似电沉积的化学反应---发明化学镀镍。
2.2
羟基乙酸
HOCH2COOH
-
乙二胺
H2NCH2CH2COOH
13.5
丙二酸
HOOOCH2COOH
4.2
焦磷酸
H2O3POPO3H2
5.3
苹果酸
HOOOCH2CH(OH)COOH
3.4
21
4 化学镀镍溶液组成（7）
3) 配位体
丁二酸
水杨酸 酒石酸 苯二甲酸
乳酸 羟基醋酸
甘氨酸
22
4 化学镀镍溶液组成（8）
19
4 化学镀镍溶液组成（5）
3) 配位体
• 化学镀镍溶液经过几个循环（MTO）之后，必须补充镀液 中的配位体，以避免因生成亚磷酸镍而使镀液成糊状。
• 配位体对镀镍磷合金化学镀层耐蚀性影响深刻，同镍离子 生成五元环和六元环鳌合物的配位体所组成的镀液，其镀 层耐盐雾试验性能最佳。一般说来强络合剂比弱络合剂获 得的镀层磷含量高。
4 ) 缓冲剂 由于化学镀镍反应过程中，副产物氢离子的产生，所
以在沉积过程中溶液的pH值会连续下降。缓冲剂能有效 地稳定溶液的pH值。缓冲NaA和H+反应如下：
化学镀镍实验
钢铁表面化学镀镍一实验目的（1）了解化学镀镍的基本原理（2）掌握表面化学镀镍的一般操作步骤（3）了解化学镀镍的工艺条件（4）掌握钢铁表面预处理的方法二实验原理化学镀又称为无电解镀，指在无外加电流的状态下，借助合适的还原剂，使镀液中的金属离子还原成金属，并沉积到工件表面的一种镀覆方法。
化学镀过程中，以工件作为阴极，镀液作为虚拟阳极，组成一个虚拟电流回路，金属离子在具有催化作用的工件表面发生还原反应，从而沉积出金属并附着在工件表面。
溶液内的金属离子是通过获得还原剂提供的电子而被还原成相应的金属。
化学镀镍发生在水溶液与具有催化活性的固体界面，由还原剂将镍离子还原成金属镍层。
化学镀镍的机理：Ni2++ 2e →Ni,H2PO2－+ H2O →H2PO3-+ 2H+ + 2e ,总反应:Ni2+ + H2PO2- + H2O → Ni2+ + H2PO3- + 2H+伴随磷的析出H 2PO2-+2H+→P+2H2OH 2PO2-→P+HPO32-+H++H2OH 2PO2-+4H+→PH3+2H2O三、实验工艺流程除油→水洗→酸洗→水洗→施镀→水洗→后处理四、实验步骤（1）溶液的配制：硫酸镍（80g/L)+柠檬酸钠（40g/L）+醋酸钠（40g/L）混合溶液，次磷酸钠（60g/L）, 氯化亚锡（20g/L），盐酸，硫酸，氨水等.（2）除油：将去污粉液加热到90℃,放入试片,经0.3～20min取出,用蒸馏水漂洗,以水洗后试片不挂水珠为合格。
（3）酸洗：10mL硫酸( 98% )常温下进行, 时间0.5～10min,以表面氧化膜、锈迹脱落,现出金属基体颜色为准.酸洗后用蒸馏水充分漂洗。
（4）施镀：在200mL的烧杯中，取硫酸镍盐溶液、柠檬酸钠溶液、醋酸钠混合60mL，加入还原剂次磷酸钠溶液20mL，用醋酸或氢氧化钠调节镀液至pH值在4.5～5.5之间，加热到80－90℃，放入试片,即产生剧烈反应，试片上冒出大量气泡。
第二章化学镀镍机理
再结合 H＋H→H2
氧化
H＋OH－→H2O＋e－
金属析出 Ni2+＋2e－→Ni
（2.26） （2.27） （2.28） （2.29） （2.30）
析氢 磷析出
2Байду номын сангаас2O＋2e－→H2＋2OH－
（2.31）
m NiL22＋＋H2PO2－＋（2m+1）e－→
NimP＋2mL＋2 OH－
（2.32）
式中L表示络合物。其中式（2.28）、式（2.29） 与式（2.30）、（2.31）为两对竞争反应，由参 加反应的金属与还原剂特性决定。对于次磷酸还 原镍和甲醛还原铜的过程，反应式（2.28）是主 反应，全部阳极反应可统一写成：
H2PO2－+H2O→H2PO3－+2H++2e－ Ni2++2e－→Ni H2PO2－+2H++e－→2H2O+P 2H++2e－→H2
（2.5） （2.6） （2.7） （2.8）
三、正负氢离子机理
由Hersh 提出，在1964年被Lukes 改进。
在酸性溶液中： H2PO2－+H2O→H2PO3－+H++H－ Ni2++2H－→Ni+H2 H2PO2－+2H++H－→2H2O+ 1/2H2 +P H++H－→H2
（2.9 ） （2.10） （2.11） （2.12）
在碱性溶液中 H2PO2－+OH－→H2PO3－+ H－ Ni2++2H－→Ni+H2
H2O+ H－→H2＋OH－
化学镀镍及其原理.doc
化学镀镍及其原理目录：1化学镀2化学镀镍3化学镀镍的化学反应4化学镀镍的热动力学5化学镀镍的关键技术6化学镀镍中应注意的问题7化学镀镍的应用一化学镀概括：化学镀是一种新型的金属表面处理技术，该技术以其工艺简便、节能、环保日益受到人们的关注。
化学镀使用范围很广，镀金层均匀、装饰性好。
在防护性能方面，能提高产品的耐蚀性和使用寿命；在功能性方面，能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能，因而成为全世界表面处理技术的一个发展。
详解：化学镀[1](Electroless plating)也称无电解镀或者自催化镀（Auto-catalytic plating），是在无外加电流的情况下借助合适的还原剂，使镀液中金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的 1 种镀覆方法。
化学镀技术是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。
与电镀相比，化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点。
另外，由于化学镀技术废液排放少，对环境污染小以及成本较低，在许多领域已逐步取代电镀，成为一种环保型的表面处理工艺。
目前，化学镀技术已在电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。
原理化学浸镀（简称化学镀）技术的原理是：化学镀是一种不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。
化学镀常用溶液：化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。
目前以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀镍的自催化沉积反应，已经提出的理论有“原子氢态理论”、“氢化物理论”和“电化学理论”等。
在这几种理论中，得到广泛承认的是“原子氢态理论”。
二化学镀镍概念：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。
电镀镍是在由镍盐（称主盐）、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中，阳极用金属镍，阴极为镀件，通以直流电，在阴极（镀件）上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。
化学镀镍工艺
化学镀镍工艺化学镀镍机理：1)原子氢析出机理。
原子氢析出机理是1946年提出的，核心是还原镍的物质是原子氢，其反应过程如下：H2P02-+H20→HP032-+H++2HNi2++2H→Ni+2H+H2P02-+H++H→2H20+P2H→H2水和次磷酸根反应产生了吸附在催化表面上的原子氢，吸附氢在催化表面上还原镍离子。
同时，吸附氢在催化表面上也产生磷的还原过程。
原子态的氢相互结合也析出氢气。
2）电子还原机理(电化学理论)电子还原机理反应过程如下：H2P02-+H20→HP032-+H++2eNi2++2e→NiH2P02-+2H++e→2H20+P2H++2e→H2酸性溶液中，次磷酸根与水反应产生的电子使镍离子还原成金属镍。
在此过程中电子也同时使少部分磷得到还原。
3）正负氢离子机理。
该理论最大特点在于，次磷酸根离子与磷相连的氢离解产生还原性非常强的负氢离子，还原镍离子、次磷酸根后自身分解为氢气。
H2P02-+H20→HP032-+H++H-Ni2++2H-→Ni+H2H2P02-+2H++H-→2H20+P +1/2H2H-+H+→H2分析上述机理，可以发现核心在于次磷酸根的P-H键。
次磷酸根的空间结构是以磷为中心的空间四面体。
空间四面体的4个角顶分别被氧原子和氢原子占据，其分子结构式为：各种化学镀镍反应机理中共同点是P-H键的断裂。
P-H键吸附在金属镍表面的活性点上，在镍的催化作用下，P-H键发生断裂。
如果次磷酸根的两个P-H键同时被吸附在镍表面的活性点上，键的断裂难以发生，只会造成亚磷酸盐缓慢生成。
对于P-H键断裂后，P-H间共用电子对的去向，各种理论具有不同的解释。
如电子在磷、氢之间平均分配，这就是原子氢析出理论；如果电子都转移至氢，则属于正负氢理论；而电子还原机理则认为电子自由游离出来参与还原反应。
因此，可以根据化学镀镍机理的核心对各种宏观工艺问题进行分析解释。
化学镀镍工艺过程化学镀镍前处理工艺一：除油：（1）有机溶剂除油常用溶剂有：三氯乙烯、四氯乙烯、三氯乙烷（2）碱性除油常用的碱：氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠、乳化剂和表面活性剂（3）电化学除油阴极除油、阳极除油、交替电解除油二：酸洗（1）化学酸洗盐酸、硫酸、硝酸、磷酸（2）电解酸洗在酸的溶液中采用阴极、阳极，阳极阴极联合（PR）电解酸洗比单纯得浸蚀酸洗速率快，特别是溶液除去那些附着紧密的氧化皮，而且允许酸的浓度有较大变化三：镀液组成以次磷酸盐为还原剂的酸性化学镀镍液溶液组成及其作用1:镍盐最常用的镍盐有硫酸镍和氯化镍，硫酸镍价格低廉，容易制成纯度较高的产品，别人为是镍盐的最佳选择次磷酸镍是镍离子的最理想的来源镀液中镍离子浓度不宜过高，镍液中镍离子过多会降低镀液的稳定性，容易形成粗糙的镀层镍离子浓度较低时，速率随浓度升高而上升，达到一定浓度后速度不再改变。
化学镀镍相关知识.doc
、化学镀镍溶液的成分分析为了保证化学镀镍的质量，必须始终保持镀浴的化学成分、工艺技术参数在最佳范围(状态)，这就要求操作者经常进行镀液化学成分的分析与调整。
l.Ni2+浓度镀液中镍离子浓度常规测定方法是用EDTA络合滴定,紫脲酸胺为指示剂。
试剂(1)浓氨水(密度：0.91g/ml)。
(2)紫脲酸胺指示剂(紫脲酸胺：氯化钠=1：100)。
(3)EDTA容液0.05mol,按常规标定。
分析方法：用移液管取出10ml冷却后的化学镀镍液于250ml的锥形瓶中，并加入100ml蒸馏水、15ml浓氨水、约0.2g指示剂，用标定后的EDTA溶液滴定,当溶液颜色由浅棕色变至紫色即为终点。
镍含量的计算：CNi2+=5.87M・V(g/L)式中M——标准EDTA溶液的摩尔浓度；V——耗用标准EDTA溶液的毫升数。
2．还原剂浓度次亚磷酸钠NaH2PO2・H2O浓度的测定其原理是在酸性条件下，用过量的碘氧化次磷酸钠，然后用硫代硫酸钠溶液反滴定自剩余的碘，淀粉为指示剂。
试剂(1)盐酸1：1。
(2)碘标准溶液0.1mol按常规标定。
(3)淀粉指示剂1%。
(4)硫代硫酸钠0.1mol按常规标定。
分析方法：用移液管量取冷却后的镀液5ml于带盖的250mL锥形瓶中；加入盐酸25mL碘标准溶液于此锥形瓶中，加盖，置于暗处0.5h(温度不得低于25°C)；打开瓶盖，加入1mL淀粉指示剂，并用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点。
计算：CNaH2PO2・H2O=10.6(2M1V1-M2V2)(g/L)式中M1——标准碘溶液的摩尔浓度；VI——标准碘溶液毫升数；M2——标准硫代硫酸钠溶液的摩尔浓度；V2——耗用标准硫代硫酸钠溶液毫升数。
3.NaHPO3・5H2O的浓度化学镀镍浴还原剂反应产物中影响最大的是次磷酸钠的反应产物亚磷酸钠。
其他种类的还原剂的反应产物的影响较小甚至几乎无影响，如DMAB。
其测定原理是在碱性条件下，用过量的碘氧化亚磷酸，但次磷酸不参加反应；然而，用硫代硫酸钠反滴定剩余的碘；淀粉为指示剂。
化学镀镍技术入门
5、铝和铝合金工件
铝在水洗或暴露在空气中时，它的表面 很容易与氧反应形成氧化膜。这层氧化 膜就阻碍了镀层与基体之间的金属键合， 导致镀层与基体分离。为解决这一问题， 对铝基体需要进行特殊的工艺处理，包 括除油、除氧化膜和浸锌。
除油、除氧化膜
基体材料 工艺规范 NaOH/ g∙L-1 Na2CO3/ g∙L-1 Na3PO4∙12H2O/ g∙L-1 温度/℃
浸锌常用的配方和操作条件
NaOH
ZnO
NaKC4H4O6.4H2O FeCl3.6H2O NaNO3 温度 时间
120 g∙L-1 20 g∙L-1 50 g∙L-1 2 g∙L-1 1 g∙L-1 室温 20～30s
浸锌溶液的配制方法
① 将需要量的NaOH用配制体积1/3量的水搅拌溶 解；
⑤用蒸馏水或去离子水稀释至计算体积； ⑥用硫酸或氨水或氢氧化钠稀液调整pH值； ⑦仔细过滤溶液； ⑧取样化验，合格后加热试镀、生产。
四、化学镀镍工艺
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4、1 化学镀镍的前处理
镀层金属的生长首先是基材原子排列的 继续，要结合力好基材就必须是清洁的， 所以镀前的除油、活化工序是影响结合 力的重要因素。不恰当的前处理可能产 生镀层附着力不好，多孔，粗糙甚至漏 镀。另外，与电镀前处理工序比较，化 学镀的前处理须更加仔细。
在塑料上进行化学镀镍通常的前处理工艺包括： 除油(脱脂)、浸蚀(粗化)、敏化和活化。
（1）除油(脱脂)
塑料除油和其他固态表面除油一样，可在 有机溶剂或含表面活性物质的碱性水溶液 中进行。有机溶剂适用于去除塑料表面上 的石蜡、蜂蜡、脂肪和其他有机污垢。有 机溶剂除油时，应选用对该塑料不溶解， 不膨胀和不龟裂的相应溶剂。如聚丙烯酸 脂塑料应使用甲醇做溶剂，氟塑料应使用 丙酮做溶剂，聚甲基丙烯酸甲脂塑料应使 用甲醇，四氯化碳等作溶剂。
化学镀镍的原理
化学镀镍的原理
化学镀镍的原理是利用电化学反应将镍离子沉积在工件表面形成金属镍层。
具体过程如下：
1. 准备工件：将待镀工件作为阴极放入电解槽中，一般使用钢铁等金属作为工件。
2. 准备电解液：通常使用含有镍离子的化学溶液作为电解液，常用的镀镍溶液是含有硫酸镍的镍盐溶液。
3. 设定电源：将阳极连接到电源的正极，阴极连接到电源的负极，并通过电源施加一定的电压。
4. 开始镀镍：在电解槽中，镍盐分解产生镍离子(Ni2+)和氢离
子(H+)。
由于阴极连接到电源的负极，电压作用下，金属镍离子(Ni2+)会受到吸引而向工件表面迁移。
5. 镀镍反应：金属镍离子与工件表面的金属离子发生化学反应，还原成金属镍沉积在工件表面。
6. 形成镀层：随着反应的进行，金属镍离子持续沉积在工件表面，形成均匀的金属镍层。
镀层的厚度和均匀度可以通过调节电流密度、温度和镍盐浓度等参数进行控制。
通过以上的步骤，化学镀镍可以在工件表面形成一层均匀、致密、具有抗腐蚀性的金属镍层，提高金属工件的耐腐蚀性、硬度和外观质量。
镀镍知识
化学镀镍基本知识化学镀镍即使用化学方式的镀镍方法，最初作为电镀镍的代用方法被工业化应用，以后由于镀层的耐磨性、耐蚀性等物理化学性能优异，化学镀镍获得了广泛应用。
本文综述了化学镀镍的基本原理和工艺流程，介绍了国内外化学镀镍的发展状况及其在工业上的应用前景。
一、化学镀镍的基本原理从水溶液中沉积金属常有置换、电解等方法。
置换法是一种金属浸在另一种金属的盐溶液中，其中，第一种金属的表面发生局部溶解，同时在其表面上沉积第二种金属。
如将一枚铁钉浸在硫酸铜溶液中，铁钉上就镀上薄薄一层铜。
化学反应可表示如下：Fe-2e→Fe2+Cu2++2e→Cu基底金属是还原剂。
电解法使金属沉积基于溶液中金属离子的阴极放电。
其中，阴极起电子源的作用，阳极是电子的吸收处。
如在铁件表面镀铜时，阴极反应为：Cu2++2e→Cu阳极材料一般是铜，反应为：Cu-2e→Cu2+化学镀镍过程沉积金属的原理与置换法和电解法等不同，它是利用镍盐溶液在强还原剂的作用下，使镍离子还原成金属镍，还原金属离子所需的电子由还原剂提供。
化学镀镍工艺流程种类，按镀液的pH值可分为酸性和碱性两大类，按镀层成分可分为Ni-P 和M-B等情况。
酸性Ni-P化学镀镍工艺按镀层中磷的含量又可分高磷、中磷和低磷3类。
对于这些不同类型的化学镀镍工艺，具体发生的反应有所差异，但反应原理则基本相同，都是镀液中的还原剂将镍离子在催化活性的物体表面还原成金属镍镀层。
二、化学镀镍的溶液化学镀镍工艺水平，主要取决于镀液的组成。
最原始的化学镀镍溶液，仅是镍盐和次亚磷酸钠的混合溶液，这种镀液极不稳定，在无催化活性表面时也能发生氧化还原反应。
第二代镀液在镍盐和次亚磷酸钠混合溶液的基础上，添加了适当的络合剂，其组成情况与银镜反应所用的混合溶液相类似，这一代镀液的稳定性有所提高，但只能一次性使用。
经过不断的改良和发展，目前的镀液已成为镍盐、还原剂、络合剂、稳定剂、促进剂、缓冲剂等的混合溶液，具有很高的稳定性，可以实现微机自动控制和自动补加，成本比过去大大下降。
镀镍原理
镀镍原理
1.镀镍溶液通常不含配位剂，基本配方组成也很简单：一是供给镍离子的主盐硫酸镍；二是促进镍阳极溶解的氯离子（氯离子是以氯化镍或氯化钠形式提供的）；三是能稳定镀液pH值的硼酸。
由于不存在络合离子，因而电极i反应也较简单。
在阴极不存在络合离子，因而电极反应也较简单。
在阴极上，镍离子衣
2.在日常生产中，如发现阳极上有较多气泡产生，并能闻到一股氯气的味儿，说明此时的阳极已经钝化，宜增加镍阳极面积或提蘆高镀液中氯离子的含量化，宜增加镍阳。
3.第四代镀镍光亮剂的质量水平，也就无法同他们相抗衡。
相比之下，在出光速度、整平性、镀层白亮程度和稳定性等方面，第三代镀镍光亮剂和第四代镀镍光弓剂都差了一个数深圳电镀设备量级。
随着我国改革开放政策的逐渐放宽M，我国与国外电镀技术交流也增多起来，起先我们靠引进一些镀镍中间体来自己配制光亮剂，后来一些电镀添加剂厂（公司）也进行镀镍中间体的研制和g生产。
1998年，经过国也进行镀镍中间体的研制和生产。
1998：年，经过国帆电镀技术有限公司和广州二轻工业技术研究所的帆电镀技术有限公司和广州二轻工业技术研究所的第四代镀镍光亮剂在，芒总体质量上与国q外最佳的镀镍间体大多是自己生产的。
所以，我们有理由抛说，IHJ体大多是自己生产的。
所以，我们有理由地说，我国目前的镀镍光亮剂已能达到当代1际上先进水平。
由于国内生产镀镍添加剂自厂家较多，存在着要通过一段相驾当长的市场5争才能逐渐。
4.电镀镍是应用最广泛的镀种之一，因而电镀工外观作者对它的研究也最充分。
根据不同用途，镀镍溶造的液可有不同的配方组
合，下面我们将进行介绍。
化学镀镍及其原理
化学镀镍及其原理 This manuscript was revised on November 28, 2020化学镀镍及其原理目录：1化学镀2化学镀镍3化学镀镍的化学反应4化学镀镍的热动力学5化学镀镍的关键技术6化学镀镍中应注意的问题7化学镀镍的应用一化学镀概括：化学镀是一种新型的金属表面处理技术，该技术以其工艺简便、节能、环保日益受到人们的关注。
化学镀使用范围很广，镀金层均匀、装饰性好。
在防护性能方面，能提高产品的耐蚀性和使用寿命；在功能性方面，能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能，因而成为全世界表面处理技术的一个发展。
详解：化学镀[1](Electroless plating)也称无电解镀或者自催化镀（Auto-catalyticplating），是在无外加电流的情况下借助合适的还原剂，使镀液中金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的 1 种镀覆方法。
化学镀技术是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。
与电镀相比，化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点。
另外，由于化学镀技术废液排放少，对环境污染小以及成本较低，在许多领域已逐步取代电镀，成为一种环保型的表面处理工艺。
目前，化学镀技术已在电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。
原理（简称化学镀）技术的原理是：化学镀是一种不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。
化学镀常用溶液：化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。
目前以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀镍的自催化沉积反应，已经提出的理论有“原子氢态理论”、“氢化物理论”和“电化学理论”等。
在这几种理论中，得到广泛承认的是“原子氢态理论”。
二化学镀镍概念：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。
化学镀镍_精品文档
化学镀镍1 化学镀的定义化学镀是在无电流通过(无外界动力)时借助还原剂在同一溶液中发生的氧化还原作用,从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种镀覆方法.M n+ + ne(由还原剂提供的) 催化表面M02 化学镀与电镀的区别电镀是利用外电流将电镀液中的金属离子在阴极上还原成金属的过程。
而化学镀是不外加电流，在金属表面的催化作用下经化学还原法进行的金属沉积过程。
3 化学镀的优缺点优点：(1)可以在由金属，半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属。
(2)无论零件的几何形状如何复杂，凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层。
(3)可以获得较大厚度的镀层，甚至可以电铸。
(4)无需电源。
(5)镀层致密，孔隙小。
(6)镀层往往具有特殊的化学，机械或磁性能。
缺点：（1）溶液稳定性差，溶液维护，调整和再生等比较麻烦，成本比电镀高。
（2）镀层常显示出较大的脆性。
4 化学镀镍和电镀镍制品性能比较5 化学镀能获得镀层的构成（1）纯金属镀层，如C u Sn Ag Au Ru Pd（2）二元合金镀层，如Ni—P Ni—B C o—P C o—B（3）三元及四元合金镀层，如Ni—Co—P Ni—W—Sn—P（4）化学复合镀层6 化学镀镍的定义化学镀镍，又称为无电解镀镍，是在金属盐和还原剂共同存在的溶液中靠自催化的化学反应而在金属表面沉积了金属镀层的成膜技术.7 化学镀镍的基本工艺如同其他湿法表面处理一样，化学镀镍包括镀前处理、施镀操作、镀后处理各部分工艺序列组成，正确地实施工艺全过程才能获得质量合格的镀层。
然而，与电镀工艺比较，化学镀镍工艺全过程应格外仔细。
化学镀取决于在工件表面均匀一致的、迅速成的初始状态（起镀过程），化学镀镍并无外力启动和帮助克服任何表面缺陷；于是，工件一进入镀液即形成均匀一致的沉积界面，这一点很重要，因为化学镀是靠表面条件启动的，即异相表面自催化反应，而不是电力。
一般来说，化学镀镍液比较电镀液更加敏感娇弱。
化学镀镍的特点、原理及应用
125
耐蚀和耐磨
75
耐蚀和润滑
25
耐磨、防粘结和防
应力腐蚀
75
耐磨、防粘结和防
应力腐蚀
75
耐蚀、耐磨
50
耐蚀、耐磨
75
耐蚀和防应力腐
蚀
75
耐蚀、耐磨
40-50
耐磨
燃气涡轮机轴 涡轮铲叶 扩散器壳 多向接头
直升飞机桨叶及 安全螺栓 齿轮箱壳体 轴颈轴承 伺服阀 压缩机叶片 活塞头 起落架元件 油嘴元件
镀镍即为此种。 （二）化学镀镍的分类：
1．按镀液的 PH 值分类：有酸性、中性和碱性三类。 2．按沉积温度分类：有低温、中温、高温三类。 3．按合金成分分类：有低磷、中磷和高磷三类。 4．按所用还原剂分类：有 Ni-P、Ni-B 等。
三、 化学镀镍的原理
化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂次亚磷酸钠的作用下，使化表面的镀件上，获得 NI-P 合金镀层。关于其氧化-还原机理的解释有许多理论论述。
五、 化学镀镍的应用
化学镀镍主要应用于下列几种不同情况：（1）耐磨性；（2）耐蚀、耐热性； （3）光亮性、脱模性；（4）润滑性；（5）焊接性；（6）电磁及导电性；（7） 磨损或超差表面的加厚和修复等。如表（2）所示。
表（2） 化学镀镍的应用范围
应用部门
基体金属
一、汽车工业
喷油嘴
钢
汽化器元件
钢
同步齿轮
阀门
节流和控制阀
油田工具 油管和泵 钻探泥浆泵
防喷装置 五、航空和航天工
业 除水阀
钢
合金钢 钢
合金钢 合金钢
钢 钢 钢
铝 铝 钢 不锈钢 钢 钢 钢 45#钢
钢 钢 钢 铸铁/钢 铁 铁 钢 钢/铝
化学镀镍原理
化学镀镍原理化学镀镍是一种常见的金属表面处理方法，它可以使金属表面获得一层均匀、致密、光亮的镍层，从而提高金属的耐腐蚀性能、机械性能和装饰性能。
化学镀镍原理是通过在金属表面形成一层镍的化合物或合金，从而实现对金属表面的保护和改性。
下面我们将详细介绍化学镀镍的原理及其过程。
首先，化学镀镍的原理是基于电化学原理的。
在化学镀镍的过程中，金属基体被作为阴极，而镍离子则被作为阳极。
在适当的电解液条件下，施加电流后，镍离子会在金属基体表面还原成金属镍，从而形成一层均匀的镍层。
这一过程是通过电化学反应来实现的，因此电流密度、电解液成分、温度等因素都会对化学镀镍的效果产生影响。
其次，化学镀镍的原理还涉及到化学反应的过程。
在电化学反应的基础上，化学镀镍的过程也包括了一系列的化学反应。
例如，镍离子在电解液中的生成、镍离子在金属基体表面的还原、镍离子与金属基体的化学结合等。
这些化学反应的进行需要在适当的条件下进行，以保证镀层的均匀性和致密性。
最后，化学镀镍的原理还与表面活性剂和添加剂的使用有关。
在化学镀镍的过程中，通常会添加一些表面活性剂和添加剂，以调节电解液的性质和改善镀层的质量。
表面活性剂可以降低液体表面的张力，使镀层更加均匀，而添加剂则可以调节电解液的PH值、温度等参数，以提高镀层的质量和性能。
综上所述，化学镀镍的原理是基于电化学原理和化学反应的基础上，通过控制电流密度、电解液成分、温度等因素，实现金属基体表面的镀镍过程。
同时，表面活性剂和添加剂的使用也对化学镀镍的效果产生重要影响。
通过对化学镀镍原理的深入了解，可以更好地掌握化学镀镍的工艺参数和控制方法，从而提高镀层的质量和性能，满足不同工程应用的需求。
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。
化学镀镍及其原理
化学镀镍及其原理目录：1化学镀2化学镀镍3化学镀镍的化学反应4化学镀镍的热动力学5化学镀镍的关键技术6化学镀镍中应注意的问题7化学镀镍的应用一化学镀概括：化学镀是一种新型的金属表面处理技术，该技术以其工艺简便、节能、环保日益受到人们的关注。
化学镀使用范围很广，镀金层均匀、装饰性好。
在防护性能方面，能提高产品的耐蚀性和使用寿命；在功能性方面，能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能，因而成为全世界表面处理技术的一个发展。
详解：化学镀[1](Electroless plating)也称无电解镀或者自催化镀（Auto-catalyticplating），是在无外加电流的情况下借助合适的还原剂，使镀液中金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的 1 种镀覆方法。
化学镀技术是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。
与电镀相比，化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点。
另外，由于化学镀技术废液排放少，对环境污染小以及成本较低，在许多领域已逐步取代电镀，成为一种环保型的表面处理工艺。
目前，化学镀技术已在电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。
原理化学浸镀（简称化学镀）技术的原理是：化学镀是一种不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。
化学镀常用溶液：化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。
目前以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀镍的自催化沉积反应，已经提出的理论有“原子氢态理论”、“氢化物理论”和“电化学理论”等。
在这几种理论中，得到广泛承认的是“原子氢态理论”。
二化学镀镍概念：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。
电镀镍是在由镍盐（称主盐）、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中，阳极用金属镍，阴极为镀件，通以直流电，在阴极（镀件）上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。
化学镀镍的原理及配方构成
反应速度
镍的化学还原反应速度取决于下列变量：
溶液温度 酸碱度 溶液的搅拌 表面积与体积比 镍离子的浓度 次磷酸盐的浓度 配位剂的特性 稳定剂
反应速度
稳定剂的影响
稳定剂通过吸附在悬浮颗粒表面防止镍的自 发分解，从而防止阴极过程的产生。在低的 稳定剂水平下，镍沉积的速度较快。
当稳定剂的吸附速率超出了镍的沉积速率， 则中毒会发生。最终会导致边缘上漏镀。
在催化表面和充分能量的情况下，次亚磷酸盐离子被氢 氧根离子与水氧化，生成亚磷酸盐。
反应
3. H+ + e
H
6. NiOH+ ads + 2e
Ni + OH-
在这些反应中产生的电子参与将H+离子还原成氢气和吸附 的NiOH 离子还原成镍的反应
反应
5. Ni2+ + H2O 6. NiOH+ ads + 2e
电镀定律
欧姆定律 解释了有多少电流实际到达待镀的工件 E= i x R i = E / R
电镀定律
墨菲定律
任何可能出错的事情，在绝大多数不应该的 时候会终将出错！
溶液化学
如何工作的呢？
自催化化学
还原过程 而非
电化学置换 或
浸没反应
自催化化学
还原过程
定义
在催化表面通过化学还原反应，金属或合金的沉积不 需要使用连续的电流
H2PO3- ads + H ads + e H2PO3- ads + H ads + H+ + e H H2 NiOH+ ads + H+ Ni + OHP + 2 OHP + 2H2O
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化学镀镍及其原理目录：1化学镀2化学镀镍3化学镀镍的化学反应4化学镀镍的热动力学5化学镀镍的关键技术6化学镀镍中应注意的问题7化学镀镍的应用一化学镀概括：化学镀是一种新型的金属表面处理技术，该技术以其工艺简便、节能、环保日益受到人们的关注。
化学镀使用范围很广，镀金层均匀、装饰性好。
在防护性能方面，能提高产品的耐蚀性和使用寿命；在功能性方面，能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能，因而成为全世界表面处理技术的一个发展。
详解：化学镀[1](Electroless plating)也称无电解镀或者自催化镀（Auto-catalyticplating），是在无外加电流的情况下借助合适的还原剂，使镀液中金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的 1 种镀覆方法。
化学镀技术是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。
与电镀相比，化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点。
另外，由于化学镀技术废液排放少，对环境污染小以及成本较低，在许多领域已逐步取代电镀，成为一种环保型的表面处理工艺。
目前，化学镀技术已在电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。
原理化学浸镀（简称化学镀）技术的原理是：化学镀是一种不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。
化学镀常用溶液：化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。
目前以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀镍的自催化沉积反应，已经提出的理论有“原子氢态理论”、“氢化物理论”和“电化学理论”等。
在这几种理论中，得到广泛承认的是“原子氢态理论”。
二化学镀镍概念：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。
电镀镍是在由镍盐（称主盐）、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中，阳极用金属镍，阴极为镀件，通以直流电，在阴极（镀件）上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。
从加有光亮剂的镀液中获得的是亮镍，而在没有加入光亮剂的电解液中获得的是暗镍。
化学镀镍是在加有金属盐和还原剂等的溶液中,通过自催化反应在材料表面上获得镀镍层的方法。
化学镀镍经过多年的不断探索与研究，近几年已发展极成熟了。
如Q/YS.602(贻顺）化学镀镍水几乎适用于所有金属表面镀镍。
如：钢铁镀镍，不锈钢镀镍，铝镀镍，铜镀镍等等，它同样适用于非金属表面镀镍。
比如：陶瓷镀镍，玻璃镀镍，金刚石镀镍，碳片镀镍，塑料镀镍，树脂镀镍等等。
使用范围是非常广泛的。
发展史化学镀镍的历史与电镀相比，比较短暂，在国外其真正应用到工业仅仅是70年代末80年代初的事。
1844年，A.Wurtz发现金属镍可以从金属镍盐的水溶液中被次磷酸盐还原而沉积出来。
化学镀镍技术的真正发现并使它应用至今是在1944年，美国国家标准局的A.Brenner 和G.Riddell的发现，弄清楚了形成涂层的催化特性，发现了沉积非粉末状镍的方法，使化学镀镍技术工业应用有了可能性。
但那时的化学镀镍溶液极不稳定，因此严格意义上讲没有实际价值。
化学镀镍工艺的应用比实验室研究成果晚了近十年。
第二次世界大战以后，美国通用运输公司对这种工艺发生了兴趣，他们想在运输烧碱筒的内表面镀镍，而普通的电镀方法无法实现，五年后他们研究了发展了化学镀镍磷合金的技术、公布了许多专利。
1955年造成了他们的第一条试验生产线，并制成了商业性有用的化学镀镍溶液，这种化学镀镍溶液的商业名称为“Kanigen”。
在国外，特别是美国、日本、德国化学镀镍已经成为十分成熟的高新技术，在各个工业部门得到了广泛的应用。
中国的化学镀镍工业化生产起步较晚，但近几年的发展十分迅速，不仅有大量的论文发表，还举行了全国性的化学镀会议，据第五届化学镀年会发表文章的统计就已经有300多家厂家，但这一数字在当时应是极为保守的。
据推测国内每年的化学镀镍市场总规模应在300亿元左右，并且以每年10%～15%的速度发展。
三化学镀镍中的化学反应目前，化学镀镍（镍磷合金）有四种沉积机理，即原子氢理论、氢化物传输理论、电化学理论及羟基—镍离子配位理论。
最为人接受的是原子氢理论:1 化学镀镍溶液加温后，在催化作用下，次亚磷酸根脱氢形成亚磷酸根，同时析出初生态原子氢2 初生态原子氢被吸附在催化金属表面上使其活化，使溶液中的镍阳离子还原，在催化金属表面上沉积金属镍：Ni2+ + 2[H]- → Ni + 2H↑3 催化金属表面上的初生态原子氢使次亚磷酸根还原成磷；同时，由于催化作用使次亚磷酸根分解，形成亚磷酸；原子态的氢还会合成氢气放出:H+ + H- → H2+其总反应为：Ni2+ + H2PO2- + H2O → HPO3 2- +3H+ + Ni4 镍原子和磷原子共沉积，形成镍磷-合金层：Ni + P → NI-P合金（固溶体或非晶态）四．化学镀镍的热动力学化学镀起源于化学镀镍。
化学镀镍已有66年的历史, 但至今仍然作为一种高新技术而成为国内外的研究热点。
化学镀镍镀液的基本成分由主盐(镍盐)、还原剂、络合剂、缓冲剂和稳定剂组成。
化学镀反应进行的必要条件是镀液中还原剂的氧化电位必须低于氧化剂( N i2+)的氧化电位, 满足这一条件的常用还原剂有次磷酸钠、肼、氨基硼烷和硼氢化钠等。
络合剂是镀液中除了主盐与还原剂外的最重要的组分, 它的主要作用是在镀液中形成镍的络合物, 降低游离镍离子的浓度, 稳定镀液, 抑制氢氧化镍和亚磷酸镍沉淀的析出, 保持镀液有一定的沉积速率和较长的循环周期。
络合反应能否自发地朝着目标方向进行, 对整个化学镀过程能否顺利进行起着关键性作用。
因此进行络合反应的热力学研究对化学镀镍过程的理论和实践均有着重要的意义。
有关化学镀镍中多元有机酸络合反应的热力学模型及其分析仅在文献[ 8] 中报道过。
但该文献存在不足的一是对不同酸根离子数(n = 1, 2, 3) 的有机酸络合反应分别建立热力学模型, 而不是通式模型, 使得模型繁多和使用不便; 二是对模型进行计算时, 未考虑平衡时反应物和产物浓度对吉布斯自由能G值和镀液pH 值(当G > 0时) 的影响, 使之计算误差较大; 三是未对模型中各有关参数对G 值的影响进行较为系统的理论计算和分析。
针对以上不足, 本文采用热力学函数吉布斯自由能( G ) 为判据, 以次磷酸钠为还原剂, 取一元酸乳酸、二元酸琥珀酸、三元酸硼酸和四元酸焦磷酸4种络合剂为例,建立了n 元酸与镍盐络合反应的热力学通式模型,并着重分析了pH 值、温度、络合率和络合剂种类对化学镀镍中络合反应热力学过程的影响。
热学模型的建立在化学镀镍过程中, n 元酸性络合剂与镍盐的和[H L] 、热力学配位平衡中G 值不仅与化学镀镍的工艺条件(如硫酸镍盐和络合剂的初始摩尔浓度[ N i2+ ] 施镀温度T、n 元酸的络合率x 和镀液的pH 值有关, 而且还与络合剂的种类(不同的络合剂具有不同的电离常数K 和酸根离子数n )有关。
但凡镀镍的化学反应，必定存在以下步骤：•反应物向表面扩散；•反就硪在催化表面上吸附；•在催化表面上发生化学反应；•产物从表面层脱附；•产物扩散离开表面这些步骤中按化学动力学基本原理，最慢的步骤是整个沉积反应的控制步骤。
五化学镀镍的关键技术( 1) 化学镀镍液可实现再生循环利用,并可节省大量镍盐和其它成分。
此外, 连续使用还可大大减少镀镍废水的排放量, 这对于提高经济效益、保护环境都有着重要的意义。
(2)旧镀液施镀过程pH 值的降低与新镀液相比有所减少, 镀层中P 含量也有所下降。
这可能是由于随着调整pH使镀液的缓冲能力增加随着施镀次数的增加, 旧镀液镍盐的利用率在逐步提高, 镀速的增加也更快, 相应地劳动生产率也会提高, 所得镀层的外观比相同条件下新镀液的还要好一些。
（3）镀液离子浓度。
首先遇到的问题是, 镀件面积大,所需镀液容积太大。
镀槽中不同位置镀液中的Ni离子浓度不均匀: 靠近镀件表面处, 因为Ni已经发生化学反应, 生成了镍磷合金镀层, 附着在设备的表面, 因而镀件周围的镀液离子浓度偏低; 而其它地方镀液离子浓度偏高,造成生产中的检测和控制困难。
为此进行了一些试验。
开始试验将镀件平放在镀槽底部, 换热器的管内镀液的流动是强制性的, 用封头把换热器的一头封住,与循环水泵连在一起,用循环水泵的抽吸力来带动管内镀液流动。
但是结果因为镀件管内镀液流速太快, 导致形成的NiP 合金颗粒无法沉积到镀件日表面,最后镀件的两个端头没有镀好。
后来发现,化学镀镍的反应过程中会产生大量的氢气, 这些气体自然会上浮到水面, 从而带动镀液发生循环流动。
因此就将换热器的一端提高, 形成一定倾斜角度,反应过程中生成的气体在浮力的作一定倾斜角度,反应过程中生成的气体在浮力的作一定倾斜角度,反应过程中生成的气体在浮力的作件的面积较大,反应激烈, 因而产生的气体量巨大这样大量气泡的流动就带动了镀液的流动,使镀液换热器管内的这一端流动到了那一端,然后从换热器的管外再循环到这一端,形成了对流; 这样, 镀液的浓度就均匀了。
六化学镀镍中应注意的问题化学镀镍与电镀相比,缺点是:所用的溶液稳定性较差,且溶液的维护、调整和再生都比较麻烦, 材料成本较高。
但是化学镀镍得到的镀层是一种非晶态镍磷合金,结晶细致、孔隙率低、硬度高、镀层厚度均匀、可焊性好, 镀液深镀能力好, 化学稳定性高。
1 镀镍液离子浓度应均匀。
由于粒子浓度的差异，会导致最后被镀物两端没有镀好，因此应加强镀液的整体对流, 又采用循环水泵抽吸的办法,把镀液从镀槽的这一端抽起, 另一端流入, 方向与化学镀反应自动形成的对流循环方向一致, 加强了镀液在镀槽内的整体流动性,使镀液中的离子浓度分布更加均匀一致。
2 镀镍面积问题由于镀件大, 液体多, 因此化学反应不易控制致使生产的镀件产品容易形成阴阳面, 这是指镀件和的上表面与下表面的镀层光亮程度、致密性和孔隙率不一致:上表面镀层粗糙、金属颗粒大、孔隙率高、易生锈; 下表面手感光滑, 孔隙率低、致密性良好。
形成这一现象的原因有几个方面, 在后来的生产中采取多种措施进行了改进。
改进了配制镀液的用水用加热到90并经过沉淀以后的水取代自来水。
由于所用的自来沉淀。
如果这种颗粒在镀液中产生,伴随它的生成,颗粒表面具有很大的表面活性和能量, 能起到高效催化作用,使Ni 和(H2PO2 ) 在它的表面发生化学反应,生成NiP 合金小颗粒,产生沉积, 小颗粒在镀液中漂浮生长,再沉积到镀件的上表面。
3 渡槽内衬材料要及时更换原来的镀槽是橡胶内衬, 在使用一段时间后会自然老化。
考虑橡胶成本较高, 在试验室用镀液对847 涂料涂装件进行水煮试验, 经历36 h 的连续煮沸, 847 涂层无溶解变化。