复合化学镀
化学镀Ni-P-W/A12O3复合镀层的耐腐蚀性能研究
文 章 编 号 :232 2 (0 2 0 —280 0 5 — 3 8 2 1 ) 30 5 — 3
化学镀 N—- / l 3 i W A2 复合镀 层的耐 腐蚀性 能研 究 P 0
陈焕 铭 , 高亚 红 ,林 鑫鑫 ,杨 栋 ,汪 燕青 ,马 玲
( 宁夏 大 学 物理 电 气信 息 工程 学 院 , 夏 银 川 7 0 2 ) 宁 5 0 1
清洗 并活化 后放 置 于 YXS数 字 显 示 恒 温 水浴 锅 里
进行 化学 镀 (J1型 直 流 电 动搅 拌 器 搅拌 ) 化 学 施 J- . 镀工 艺条 件 : 化 学 镀 液 用 氨 水 调 节 至 p 将 H一 8 水 , 浴温 度加热 到 8 ℃开始 施镀 , 镀 时 间为 1h 化 学 5 施 .
化学 镀_ ] 如在 化 学 镀 中加入 超 声 波 或 电脉 冲 , 】 卜¨ ,
或在 室温 下利 用激光 束 的照射使 镀液 局部 升温达 到
化 学 镀 的 引 发 温 度 , 现 光 照 区 化 学 镀 , 方 面 增 加 实 一
了分 子碰 撞几 率 , 另一 方 面 可 导致 大 量 的 活性 自由 基产 生 , 基体 表 面充 分 活化. 粒 与合金共 沉积 复 使 微
化学 特 性 ; 层 或 多层 化 学 镀r 双 5 , 在 烧 结 Nd 如 —
用 扫描 电镜 对 含有 不 同质 量 的 AlO 。的 复 合 镀 层 的组织 形貌进 行分 析 , 全 浸腐 蚀 失 重 方 法对 所 制 用
备 复合镀 层 的耐腐蚀 性 能进行 了研 究.
1 实 验
o( / g・L_ ) 1
3 0 3 0
3 O
是一 种较 为安全 有效 的保 护层 , 工艺 过程增 多 、 但 控 制较 难 , 镀层 间 的性 能 匹配 问题 也 限 制其 实 际 应 且
Ni—P—WC复合合金的化学镀和性能
摘 要 :采用无 电镀沉积 技术 ,从 含有 WC粉 末 的柠 檬酸盐 中制取 Ni — — WC复 合镀层 。通 P
过控 制 电镀 参 数如 WC的含 量 、 H值 、 P 温度 和搅拌 速率 等来控 制 Ni — P合金 wc的沉积量 。 当镀 液 的 WC微 粒含 量为 2 gL P 0 / 、 H值 为 556 温度 为 8 —0 . 、 — 59 ℃和搅 拌速率 为 1 0p 时 , 5 rm wc 5 .5 P的 共沉积 量达到 最大 值 。 (o5 V ) 采用 扫描 电镜 和 x射线 衍射 的方法来 确定 Ni — — WC P 复合 镀层 的表面形 貌和微 观组 织结构 ,同时发现 ,WC 微粒 沉积 到 Ni — 金之 中并未 改 P合 变 固溶体 的结果 ,仅影 响 了晶粒的 生长 。通过与 没有 WC微粒 的 Ni 层 比较 ,可 以确定 镀 复合镀 层的一 些性 能 ,如硬 度 、耐磨性 等 ,同时发现 WC微 粒 的存 在大 大提 高 了复合 镀层 的硬 度和耐磨 性 。
浓 度 (-0 / ) 04 gL 、温度 (0 1 0 )和 P 6 .0 ℃ H值对 化 学镀 的影 响 来估计 沉积 的 最佳 条件 ( 用氢 采
氧 化钠 调整 P 值 ) H 。采用磁 力搅 拌机 (-0 02 0
rm) p 搅拌 镀液 以减少 WC粉 末的 结块 , 而后 化 学镀 2 。采用扫描 电镜 分析此镀 层 ,X射线衍 l 1 射 来分析确 定 Nj . P合金和 Ni — — WC镀 层加 热前 P 后的组 织结 构 。同时也 研 究 了 WC 粉 末与 Ni
布 。并根据 所得数 据可 知 ,WC颗 粒在 Ni — P合
化学复合镀工艺
化学复合镀工艺现代电镀网讯:化学复合镀是在金属的自催化过程中,惰性粒子与金属共同沉积在基体表面,形成复合材料镀层的表面处理工艺技术。
与电沉积复合镀相比,化学复合镀问世较晚,1966年第一次制备了Ni-P/Al,O,化学复合镀层。
最先获得实际应用的化学复合镀是Ni-P/SiC,主要用于提高发动机铝汽缸内壁的耐磨性。
自20世纪70年代以来,尽管化学复合镀技术在欧洲、美国和日本获得发展和应用,但至今仍有许多问题没有解决,其中镀液的稳定性和使用寿命是化学复合镀的最大问题。
目前常用的化学复合镀可分为两类,第一类为软质点的自润滑镀层,另一类为硬质点的耐磨镀层。
一、软微粒的自润滑化学复合镀层在Ni-P化学镀镍溶液中添加PTFE,氟化石墨,CaF2和MoS等,可得到具有低摩擦系数、抗粘着磨损的自润滑复合镀层。
自润滑化学复合镀层中研究报道最多和工业化应用最成功的是化学镀Ni-P/PTFE。
PTFE 是聚四氟乙烯(Polytetraflouroethylene)的英文缩写,又称Taflon。
PITE俗称塑料王,几乎不溶于任何酸、碱和有机溶剂,它的软化点为325℃,安全使用温度<290℃,其摩擦系数是所有聚合物中最低的。
化学镀Ni-P/PTFE主要应用于:(1)干摩擦、需要减磨的环境,如计算机内部,儿童玩具。
(2)改善耐磨性。
(3)改善塑料、橡胶的脱模性。
(4)可防止水、油和腊等结垢。
Ni-P/PTFE层施镀工艺中最困难的是PTFE粒子的前处理和分散,由于PTFE具有自身团聚行为,因此通常采用较多的是商品的PTFE乳液。
由于FIFE粒子的不仅粒度小,而且密度小,因此均匀分散在镀液中很困难,必须采用阳离子或非离子表面活性剂。
在Ni-P/PTFE 复合镀层中当PTFE粒子含量为25%~30%(体积)时,镀层的减磨性最好,此时镀层的硬度HV300。
较好的Ni-P/PTFE化学复合镀工艺见表1。
Ni-P/(CF)。
化学复合镀工艺见表2。
化学复合镀技术综述
化学复合镀技术综述摘要:本文旨在介绍化学复合镀技术的现状及未来发展方向。
对其历史和发展进行了简要综述,重点介绍了其原理、步骤和正在发展的技术。
此外,本文还讨论了化学复合镀技术的优缺点,并提出了未来发展方向。
总之,化学复合镀技术具有优良的特性和广泛的应用前景,有望在未来拓展更广泛的应用领域。
化学复合镀技术已经成为电子工业中重要的表面处理技术。
它以一种严格的步骤以及复杂的试验过程来处理多种金属材料的表面。
它是一种可以在短时间内获得良好表面质量的技术。
化学复合镀技术是一种成熟的技术,已经在电子工业领域得到了广泛应用和投入使用。
本文将对这一技术的历史演进、原理、步骤以及发展趋势进行详细阐述。
一、关于化学复合镀技术的历史化学复合镀技术最早发源于20世纪50年代晚期,当时称为“多金属镀技术”。
随着科学技术的发展,这项技术在当今的应用领域中得到了广泛的运用,今天的化学复合镀技术已经发展到先进的水平,改善了多金属镀层的质量,大大提高了其精度和耐久性。
二、化学复合镀技术的原理化学复合镀技术是一种专门用于表面处理的技术,它用于处理各种金属材料的表面,主要使用氧化物、碳化物和薄膜等复合物来将金属材料与基体融合在一起,形成一种保护性链接。
它可以有效增强金属材料的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性,从而提高其加工精度和性能。
三、化学复合镀技术的步骤化学复合镀技术主要包括五个步骤:表面预处理、洗涤、清洗、喷涂和烘干。
首先,采用软钝处理去除材料表面的污渍和多余的金属物质;其次,用清水洗涤;然后采用碱洗涤去除油污;最后,在表面喷涂化学复合物,将化学复合物烘干,得到理想的表面形貌。
四、化学复合镀技术发展趋势随着科技的发展,化学复合镀技术日益兴起。
今天的化学复合镀技术可以提供更大的范围覆盖,包括钝化、光亮化、抗腐蚀处理、保护处理和形态调节等。
未来,这种技术将不断完善,以适应现代工业的需求,以期更广泛的应用。
五、化学复合镀技术的优缺点化学复合镀技术具有优点和缺点。
纳米化学复合镀的开发及应用研究
王恒义
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 ,
性 能 ,弹射 系统 的使用 寿命 可延 长至 1 4~l 年 ,即增 8
加 1倍 。 8
化学 镀技术 具有 镀层均 匀 、针孑 小 、不 需直流 电源设 L 备 、能 在非导体 上沉积 和具有某些 特殊性 能等特 点 ,
沉积 ,获得性能更好 的镀层 。 纳米 粒子 在化 学镀 N— 合金 溶液 中 的悬浮是 获得 iP 粒 子含 量较高 的复合 镀层 的前 提条件 ,由于超 细纳米 粒 子密 度(— g m1 于溶液 的密度 ,需要 施加外 力 才 3 4/ c 大 能使 之悬浮 。试验 中根 据粒子 种类 与粒径 选用 不 同功
我 国的化学 镀工 业起 步较 晚 ,但 自九 十年代 以来
经 过各科 研单 位 的不懈努 力 ,现 已拥 有 了较 成熟 的工
艺 和经验 ,并 在 民品上获得 了一 定程 度 的实 用化 。特
别是化学镀 N— 工艺 已基本成熟 ,广泛应用 于P B、五 iP C
以其 工艺 简便 、节能 、环保 E益受 到人 们 的关 注 。化 l
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பைடு நூலகம்个发展 。
金 电 镀 等 领 域 。 本 文 重 点 研 究 纳 米 化 学 复 合 镀 N— i P ,以六水合硫 酸镍为 主盐 ,以次亚磷酸钠 为还原剂 , 配 合纳米 金属 化合 物 ,并 添加 一定量 的络合 剂 、稳定 剂 、缓 冲剂 、加速 剂等 ,在基 材上形 成纳 米化 学复合 镀层 ,研究复合镀层 的性能 。
5.第五讲-化学镀镍-特氟龙复合镀层
第五节镍-特氟龙(Ni-Teflon、或Ni-P-PTFE)复合镀层一、化学镀镍-特氟龙镀层的定义: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。
镍-特氟龙镀层:是将工件浸置于含有特氟龙的无电解镍镀液中,以化学沉积的方式将特氟龙PTFE、Ni-P镍磷合金均匀地镀于工件表面。
此具有干式润滑特性的特氟龙物质PTFE分布于化学镍磷镀层中并不影响其耐蚀性,且能有效降低摩擦系数。
复合镀层厚度:3μmNi(P)以上+2μmNi-PTFE以上。
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。
镍-特氟龙Ni-Teflon又称为:镍-特富龙、镍-特富隆Ni-PTFE、镍-氟龙镀层、Ni-特氟龙、Ni-P-PTF镀层等。
镍-特氟龙Ni-Teflon镀层可以应用在铸铁、炭钢、不锈钢、铝合金、铜、黄铜、青铜、合金钢、镍合金等金属材质上,也可以应用在玻璃、玻纤以及一些橡胶塑料等非金属材质上。
对于各种塑胶、橡胶材料的成型有很大帮助,尤其是PA、PVC、TPO、GF(玻璃纤维)、橡胶、硅胶、环氧树脂等特殊材料。
二、化学镀镍-特氟龙镀层的优点:(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。
三、化学镀镍-特氟龙的基本工艺:如同其他湿法表面处理一样,化学镀镍-特氟龙包括: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-特氟龙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-特氟龙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。
锦纶织物复合化学镀(Ni-P)-Fe_3O_4复合镀层
引 言
基 于磁 性 F , 纳米 颗 粒独 特 的物理 和 化学 性 e0
21 年4月 01
电 镀 与 精 饰
第 3 卷第 4 总27 3 期( 1 期)
・ 5・
文 章编 号 :0 13 4 (0 )4 0 0 .5 10 — 8 9 2 1 0 —0 50 1
锦 纶 织 物 复 合 化 学 镀 ( i 一 e04复 合 镀 层 N — F3 P)
郑继业 , 张 辉, 杨 璐
e e d t fe e te tn y s v r lf co s,s c s d y n e e a u e a d tme,F 3 a o p ril s n e o di r n xe t b e e a a t r f u h a r i g t mp r t r n i e n n — a ce 04 t
ma e Th fe to 3 a o p ril n t o e is o h lt d f b i s i v siae Re u t n d . e ef c fFe n n — a ce o hepr p r e ft e p ae a rc wa n e t t d. s lsi — 04 t t g
704 ) 10 8 ( 西安 工程 大学 纺 织:采 用复合 化 学镀技 术 , 实现 了锦 纶 织 物 纤 维表 面复 合 化 学镀 ( i )F 纳 米微 粒 复 合镀 N — 一eO P 层 。结 果表 明 : 化 学镀 镍 一 合金 相 比 , 同分散 剂分 散 F 纳米 颗 粒镀 层 表 面粗 糙 度 有 所 不 与 磷 不 e0 同, 晶体结构 没 有改 变 。 当质 量增 加 率 相 同时 , 性 化 学镀 镍一 合金 织物 的 电磁 波屏 蔽性 能优 但 酸 磷
化学镀合金复合热处理
化学镀合金复合热处理及其在模具表面处理上的应用近年来,随着科学技术的突飞猛进,新材料不断问世,对材料的处理加工工艺要求也不断提高,化学镀Ni-P合金复合热处理便是其中一种极具发展潜力的处理技术。
化学镀Ni-P合金复合热处理是将热处理工艺与化学镀Ni-P合金处理技术相复合,以更大程度地挖掘材料潜力,使零件获得单一工艺所无法达到的优良性能。
这一发展方向是我国2010年以前发展和改进中国的热处理工艺技术,缩小与先进国家热处理水平差距的重要方向之一[1]。
1化学镀Ni-P合金及其基本原理化学镀方法是一种操作简便,对设备要求不高,且适用于任何复杂形状工件的处理技术,其中研究和应用最为广泛的是化学镀Ni-P合金。
它具有较高的硬度、耐磨性、优异的耐腐蚀性和良好的钎焊性能,镀层均匀、光洁度高,且镀层与基体结合牢固。
因此受到国内外广泛的关注,并向许多应用领域延伸[2、3]。
化学镀Ni-P合金的基本原理目前为大多数人接受的是原子氢态理论[4],分为几个步骤:(1)镀液在加热时,通过次亚磷酸盐在水溶液中脱氢,形成亚磷酸根,同时放出初生态原子氢,即:(2)初生态的原子氢吸附催化金属表面而使之活化,使镀液中的镍阳离子还原,在催化金属表面上沉积金属镍,即:(3)随着次亚磷酸根的分解,还原成磷,即:(4)镍原子和磷原子共同沉积而形成Ni-P固溶体。
次亚磷酸盐在催化剂作用下,可生成活性氢原子,它将镍离子还原为金属镍,与此同时,活性氢原子还将次亚磷酸根还原生成单质磷,因而所得的镀层为Ni-P合金固溶体。
所沉积的镍具有自催化作用,使氧化还原反应不断进行,从而使Ni-P层不断增厚,理论上,镀层厚度与反应时间成正比。
从反应可知,伴随反应产生活性氢原子吸附在催化剂表面上并有大量氢气析出(副反应),故在镀层中夹杂有氢,因此镀层有较大的内应力和氢脆,镀层表现出较大的脆性;另一方面,当含磷量较高时,镀态组织形成非晶态[5],更增加了镀层的脆性,削弱了镀层与基体的结合力。
化学镀Ni—P复合耐磨镀层的研究进展
摘
要 : 学镀 N — 化 i P镀 层具 有 良好 的耐 蚀 性 , 耐磨 性 不 佳 , 但 通过 引入 纳 米 或微 米粒 子 可 以提 高
其 耐磨 性 。本 文综 述 了近几 年 来 国 内外在 颗 粒 增 强 复合 镀 层 、 土增 强复 合镀 层 和减 摩 复合 镀 层 方 面 稀
件 、 等 转动 零 件 、 用 枪 械 等应 用 领 域 对 镍 基镀 层 轴类 军 提 出 了更 高 耐磨性 的 要 求 。本 文 综 述 了近 年 来 国 内 外 镍基 耐磨 镀层 的研 究 现状 , 并指 出 了需要 重点 发 展 的 方
向。
碳 化物 硬质 相 粉 末 。李 晖 等人 研 究 了纳 米 S i 子 C粒
的研 究进展 , 并指 出 了 N —P复合 耐磨 镀层 在 基础研 究 中的主要 发展 方向 。 i
关 键词 : i P复 合镀 层 ; 学镀 ; N— 化 耐磨 ; 粒 微
中图分 类 号 : Q13 2 T 5 . 文 献标 识 码 : A
引
言
化学 复合 镀 是 在 化 学 镀 基 础 上 发 展 起 来 的 一 种 获
面 强度 , 良好 的耐蚀 性 , 性 与光 泽 等 , 应用 最 广 泛 的 磁 是 表 面镀层 之 一 。然 而 , 着 工 业 化 的推 进 和 高科 技 随
水平 的进 一 步 发 展 , 别 是 在 航 天 航 空 器 的 发 动 机 零 特
N— S 2 i P— i 镀层 的 H O V硬度提高到5 8 P , 0C 7 M a4 o热处 0
P镀层相比, —P— i2 N — SO 和 i P— r C2 复合镀层 0
的耐蚀 性 和耐磨 性 均 同时 得 到 提高 。 N —P镀 层 的 H i V 硬 度 仅 为 4 5M a 当 镀 液 中 S 的浓 度 为 3 g L时 , 9 P ; i O 5/
复合镀如Ni-PTFE介绍
2011-1-13
12
2011-1-13 6
3.6.2 复合镀的条件
要制备复合镀层,需满足下述基本条件: ①粒子在镀液中是充分稳定的,既不会发生 任何化学反应,也不会促使镀液分解。 ②粒子在镀液中要完全润湿,形成分散均匀 的悬浮液。为此,粒子都需经过亲水处理, 特别是那些疏水粒子,更应作充分的亲水处 理,并要降低镀液的表面张力,这样才能形 成悬浮性好的镀液。
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镀层的硬度随粒子含量及粒子硬度 升高而升高。所以在耐磨性复合镀 层中加入的粒子大多选用金刚石, WC , Al2O3 , ZrO2 , TiC, SiC , Cr3C2 等粒子。这种高耐磨性复合镀 层在中、高温条件下更显示其独特 的耐磨性能。在航空、机械。汽车 等工业中已被广泛应用。
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8
3.6.3 复合镀层的性能特点及应用
复合镀层的性能由镀层金属的 特性和粒子特性共同决定。这 里着重讨论由于粒子性质不 同,引起镀层性能最明显变化 的特点及其应用。 1.耐磨性镀层
将硬质粒子加入到Ni,Co,Cr, Co-Ni,Ni-P,Ni-B等镀层中,可大 幅度地提高金属或合金镀层的耐磨 性,例如 Ni-P-SiC的耐磨性随SiC 含量增加而迅速升高(即磨损量减 少).
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3.6.1复合镀层的沉积机理
固体微粒先经过消除杂质、润湿处理和 表面活性剂处理后,加入镀液中,形成 均匀的悬浮液。 分散粒子会吸附表面活性剂和镀液中各 种离子,包括将被沉积的金属离子。当 微粒子表面净吸附结果是正离子占优势 时,即微粒子表面带正电荷后,才有可 能与金属离子共沉积形成复合镀层。
2
任何金属镀层都可以成为复合镀层的基体材料, 但研究和应用得较多的有镍、铜、铁、钴、铬、 锌、银、金、铅、镍-磷、镍-硼、镍-铁、铝-锡、 铜-锡等。 固体微粒主要有金属氧化物、碳化物、硼化物、 氮化物等无机化合物分散剂,尼龙、聚四氟乙烯、 聚氯乙烯等有机分散剂,石墨以及不溶于镀液的 金属粉末都可作分散剂。 由于固体粒子的共沉积,赋予镀层一些特殊的功 能,大大扩大了镀层的应用范围和效果。复合镀 层可用电镀法和化学镀法获得,两种方法各有特 点,近年都在蓬勃发展。
复合化学镀(Ni-P)-Si3N4纳米微粒复合镀层研究——表面活性剂的影响
关
键
词 : 合化 学镀 ; i 纳 米微 粒 ;表 面活性 剂 ;分散 复 SN
— —
万 家瑰 , 骆 华峰 , 安 永庆
( 庆石 油学 院 材料科 学 与工程 系 , 大 黑龙 江 大庆 13 1 ) 638
摘要 : 采用化 学镀 方 法制备 ( iP 一i 纳 米微 粒 复 合镀 层 , 究 了不 同类 型表 面 活性 剂及 分散 N— )S N 研 方式对镀 液 中纳 米粉体 分散 稳 定性 的影响 。结 果表 明 : 用超 声 波加 阴 离子 表 面 活性 荆 分散 纳 米 采
Efe t f S r a t n s f c s o u f c a t
W AN Ja g i UO Hu -e g i— u ,L a fn ,AN Yo g qn n — ig
( e a m n o a r l c neadE g er g D q gP t l m Istt, i e n , a i e o u ntue D qn 6 38 C ia t M eaS e n i n re i A s a tA ( iP 一 a oS 4 o p s e ot g a rp rdb l t ls paig T ee et o i bt c : N— ) n n i m oi ai s e ae ye e o s l n . h f c f f r 3 c N tc n w p e re t f s d-
法 进行 了实验 , 期望 提 高 纳 米微 粒 在 镀 液 中 的分 散
化学复合镀工艺研究
化学复合镀工艺研究
化学复合镀工艺是一种电化学工艺,通过电解将金属离子与化学
物质复合,从而在基材表面镀上金属层。
该工艺对于制造高精度、高
质量的电子元件、半导体器件等具有重要的应用价值。
化学复合镀工艺主要分为以下几个步骤:
第一步:基材表面处理
在进行化学复合镀之前,需要对基材进行表面清洗和处理。
通过
去除表面的油脂、尘土等杂质,使得金属离子能够均匀地贴附于基材
表面。
第二步:电极涂覆
在基材表面处理完成后,需要将金属离子溶液涂覆在阳极上。
为
了达到更好的涂覆效果,需要将阳极温度保持在恰当的范围内,并且
控制涂覆时间。
第三步:电解沉积
在电极涂覆完成后,需要进行电解沉积。
通过对阳极电源进行电
解反应,金属离子会逐渐被还原成金属原子,并在阳极表面上沉积成
金属膜。
第四步:化学处理
在金属沉积完成后,需要进行化学处理。
例如,对于铜层来说,
通常需要进行氧化或者氧化还原处理,以便在铜层表面上形成一层密
封的氧化铜保护层。
这样可以有效地保护铜层免受腐蚀和氧化的损害。
综上所述,化学复合镀工艺是一种非常重要的技术,同时也是一
个复杂的过程。
通过对基材表面的处理、电极涂覆、电解沉积以及化
学处理等步骤的实施,我们可以在基材表面均匀地镀上金属层,在保
护基材的同时,也可以提高其导电、导热等性能。
随着制造技术的不
断进步,化学复合镀工艺也将得到进一步的发展和完善。
复合化学镀
颗粒间的相互作用力
分子间的作用力:
当微粒在液体中时候,必须考虑液体分子与颗粒分子群 的作用, 以及这种作用对颗粒间分子作用力的影响。
双电层作用力:
当固体与液体接触时,可以是固体从溶液中选择性吸附 某种离子,也可以是固体分子本身的电离作用使离子进入溶 液,以致使固液两相分别带有不同符号的电荷,在界面上形 成了双电层的结构。 固液之间可以发生相对移动处(即固相连带束缚的 溶剂化层和溶液之间)的电势称为ζ电位(Zeta电位)。
⑥加速剂:活化次亚磷酸盐离子,加速沉积反应的进行。如氟 化物、硼酸盐等
⑦湿润剂(表面活性剂):降低镀液与镀件的表面张力,提高 镀件表面的浸润性。如硫化脂肪酸、硫酸酯。
⑧光亮剂:增强化学镍层的光亮度,提高装饰效果。主要有丁 炔二醇、炔丙醇 等。 ⑨去应力剂:降低镀层的内应力(张应力),提高镀层与基体 的结合力。如糖精等。 ⑩PH 值调整剂:连续调整 PH 值。如HCl、NaOH、氨水等。
自润滑性
BN(六方氮化硼)
PTFE
非粘性 拒水性
PTFE
超声波功率对Ni-P-Al2O3镀层镀速及显微硬度 影响
温度对Ni-P-Al2O3镀层镀速及显微硬度影响
应用方向
• • • • 耐腐蚀复合化学镀层 分散强化复化学镀层 电接点用复合化学镀层 特殊装饰性复合化学镀层
第
3
部分
复合镀液的分散
固体颗粒在液体中的分散
采用阴极电流密度 受温度、pH 值的影 调节,沉积速度大 响,沉积速度小 长 细 不均匀 容易 导体 低 短 微小,非晶态 非常均匀 严格 导体、非导体 高
Ni_P_SiC纳米化学复合镀工艺的研究
工艺研究Ni 2P 2SiC (纳米)化学复合镀工艺的研究蔡莲淑,程秀,揭晓华,卢国辉(广东工业大学材料与能源学院,广东广州 510643)[摘要] 是在化学镀Ni 2P 工艺基础上添加不同浓度的纳米尺寸的S iC 粒子,探讨S iC 纳米粒子及其浓度对镀速、复合镀层性能等的影响。
结果表明:添加适量的S iC 纳米粒子,镀速和镀层硬度都有显著的提高,镀速可达到68.4μm/h ,镀层硬度可达到1650H V 。
[关键词] Ni 2P 2S iC ;纳米;化学复合镀[中图分类号]T Q153 [文献标识码]B [文章编号]1001-3660(2003)05-0038-03Study on T echnology of E lectroless Ni 2P 2SiC(nanometer)Composite CoatingCAI Lian 2shu ,CHENG Xiu ,J I E Xiao 2hua ,LU Guo 2hui(Material and Energy.Faculty ,G uangdong University of T echnology ,G uangzhou ,510643,China )[Abstract] On the basis of the technology of general Ni 2P electroless coating ,different quantity of nanometer S iC powder is put into Ni 2P s olution.And how nanometer S iC particles and the concentration of S iC in the s olution affect coating rate and film prop 2ertier are discussed.The results reveal that coating rate and film hardness increase much by putting proper nanometer S iC particles inthe s olution.The rate can reach 68.4μm/h and the film hardness can reach 1650H V .[K eyw ords] Ni 2P 2S iC ;Nanometer ;E lectroless composite coating[收稿日期]2003206205[基金项目]广东省教育厅科技基金资助项目(010046)[作者简介]蔡莲淑(1965-),女,吉林龙井人,讲师,硕士,从事金属材料表面强化的理论及应用研究。
化学复合镀性质
化学复合镀的性质
在化学镀中,微粒的添加量比较固定,一般都在1~5g/L之间。
在空气搅拌的情况下,在这个添加范围都能获得显著的效果。
这是比电镀工艺要优秀得多的性能,比如按3g/L的量添加量加入碳化硅,可以在化学镀中获得含有碳化硅7.72%的复合镀层。
如果要在电镀中获得同样含量的镀层,例如采用标准镀镍(瓦特型镀液)作基础液,取pH值为4、温度为50°C,阴极电流密度为5A/dm2,需要添加的碳化硅的量是120g/L,是化学复合镀添加量的40倍。
另外,电镀复合镀层的微粒在最外层的分布较为密集,在镀层的内部含量会下降。
而化学复合镀层的微粒分布在整个镀层的不同厚度层面都是比较均匀的。
对化学复合镀层进行耐磨试验表明,经过8h研磨以后,在显微镜下观察,研磨后的表面与当初没有研磨的表面组织状态是一样的。
由此可知,在化学复合镀中,可以用很少的微粒获得较高含量的微粒共沉积层。
这对于那些微粒成本较高复合镀来说,当然是好消息。
对不同复合镀层经200°C 1h热处理后,摩擦8h的试验结果见表3-3,试验结果表明,采用碳化硅复合镀层的耐磨性能是最好的。
复合镀
盐雾试验抗蚀性比较
4、耐蚀复合镀层
Ni-Pd复合镀层的化学稳定性高于普通镀镍层, 这是由于钯的标准电极电位比镍正得多,在腐 蚀微电池中钯是阴极。在复合镀层中,只要含 有不到1%体积分数的钯微粒,即可使基质金 属镍强烈地阳极极化,结果引起镍层阳极钝化, 提高了复合镀层的化学稳定。根据相同的原理, 除钯之外,还可向复合镀层中引入比较便宜的 铜、石墨或导电的金属氧化物(Fe3O4、MnO2) 微粒,也能起到提高以镍、钴、铁、铝等为基 质金属的复合镀层化学稳定性的作用。
2 3 2 2
复合镀层的硬度与普通方法得到的硬度比较
2.钴基复合镀层:钴的晶体结构为密排六方结 构,且具有良好的耐磨和摩擦性能,因此由硬 质微粒增强的钴基复合镀层具有良好的耐磨性。 3.铬基复合镀层:铬具有良好的耐磨、抗氧化 性,因而是一种引人注目的金属基质。 4.其他金属基复合镀层:如铜基复合镀层等。 2)减摩复合镀层 在高温、高速和低压、高压环境下工作的机械 零部件往往不能采用油脂类液体润滑剂,常常 采用固体润滑剂。 将具有润滑特性的固体微粒与金属共沉积, 能制备出多种具有自润滑特性的复合镀层。
1)分散在镀液中的微粒向镀面的机械运动, 产生碰撞吸附,该步骤取决于对镀液的搅拌方 式和强度。 2)吸附在活化镀面上的微粒即可被还原析出 的金属所掩盖,并逐步被包围形成复合镀层。
复合镀的一般过程
典型化学复合镀的配方及方法
复合镀层的种类与性能
1)耐磨复合镀层:耐磨复合层主要是复合高 硬度的颗粒,如 Al O ,TiO ,SiO ,WC,TiC,人造金刚石等 1.镍基复合镀膜:镍基复合镀层所采用的镀液 一般称为Watts镀液,它比氨基磺酸盐镀液更 为流行。复合镀层的耐磨行为依赖于微粒的 尺寸、形状、体积含量及基质的磨损特性, 晶格结构、摩擦副间的互溶度、硬度等对复 合镀层的磨损行为也有重要影响。
化学复合镀技术综述
化学复合镀技术综述化学复合镀技术是一种特殊的工艺,属于物理原理和化学原理配置耦合的过程,它可以用来制备各种高性能的表面覆盖层和复合功能材料。
化学复合镀技术的发展日趋完善,在表面工程中得到广泛应用,它可以提高表面硬度和耐磨性,同时还可以提供优异的抗腐蚀和光学性能,例如导电性和磁性,适合金属、壳体和微纳米表面。
化学复合镀技术可以将材料裸露在空气中干燥,并具有厚度和致密性。
它往往涉及到根据其结构特征而需要的各种次级批处理步骤,这些步骤包括表面处理、喷涂和烧结等。
吉钢镀技术的一大优势是可以在较短的时间内使产品变质,而且可以解决许多衰减和损坏的问题,而且它可以确保复合材料的完整性,使得它深受制造工厂和设备制造厂的青睐。
化学复合镀技术还具有节能环保的优势。
利用定向热处理,可以有效的减少热对材料的不良影响,安全可靠;同时,采用压力蒸发喷涂技术,可以利用潜热来降低涂层的厚度,减少喷涂前的烘干过程,减少材料的损耗,从而降低成本,节约能源,让生产环境更加绿色环保。
与其他镀技术相比,化学复合镀技术具有强大的制备性,可以制备出纳米层厚度的薄膜;同时,它可以有效地保护表面材料,避免受到空气中的氧化而受到损害。
同时,由于在开发过程中,技术的先进性和操作的完善性,可以保证在生产线铺装、电子设备和其他制造中能够安全稳定地工作。
从以上可以看出,化学复合镀技术具有众多优势,在表面工程中有着重要应用。
然而,由于该技术开发过程中环节较多,操作复杂,以及国内发展缓慢,因此生产中存在一定的安全风险。
因此,为了保障工艺的可靠性,在生产过程中应格外提醒,仔细检查操作流程,让其质量最高,以此确保技术的安全可靠性。
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自润滑性
BN(六方氮化硼)
PTFE
非粘性 拒水性
PTFE
超声波功率对Ni-P-Al2O3镀层镀速及显微硬度 影响
温度对Ni-P-Al2O3镀层镀速及显微硬度影响
应用方向
• • • • 耐腐蚀复合化学镀层 分散强化复化学镀层 电接点用复合化学镀层 特殊装饰性复合化学镀层
第
3
部分
复合镀液的分散
固体颗粒在液体中的分散
被还原析出的金属应具有催化活性,这样 镀层才能增厚。 反应生成物不防碍镀覆过程的正常进行, 即溶液有足够的使用寿命。
三、化学镀与电镀的比较
镀液与镀层的性能 镀层沉积驱动力 镀液的组成 溶液组成的复化 变 受 pH 值影响的程度 受温度影响的程度 沉积速度 镀液寿命 镀层结晶 膜层厚度分布 溶液管理 基体 成本 电镀 电能(电压) 比较单纯 小(可溶性阳极) 比较小 比较小 化学镀 化学能(还原剂) 相当复杂 大 大 大
采用阴极电流密度 受温度、pH 值的影 调节,沉积速度大 响,沉积速度小 长 细 不均匀 容易 导体 低 短 微小,非晶态 非常均匀 严格 导体、非导体 高
镀 液 成 分
①镍离子:提供镀层金属来源。主要有硫酸镍、氯化 镍、醋酸镍、磺酸镍等。 由于硫酸镍不易结块,廉 价,大多配方采用硫酸镍。 ②络合剂:形成镍的络合物或整合物,防止镍离子浓 度过量,从而稳定溶液, 阻止亚磷酸镍沉淀, 还 起 pH 值缓冲作用。 如羟基乙酸 (乙醇酸) 、氨 基乙酸、乳酸、羟基丁二酸、柠檬酸及其盐类。目 前,络合剂向复合应用方向发展。 ③缓冲剂:长期控制 pH 值,使其稳定。常用的有柠 檬酸、丙酸、乙二酸、硼酸及其钠盐。 ④稳定剂:通过吸附遮敝催化活性核心,防止镀液分 解。如 铅离子、锡的硫化物、钼酸盐、碘酸盐、偏 硫化物等。 ⑤还原剂:主要有次磷酸钠,硼氢化钠,二甲基胺硼 烷,二乙基胺硼烷等。
electroless plating
化学镀
汇报学员:叶雄
汇报内容
一.化学镀基本概念
二.化学复合镀
三.镀液的分散
第
1
部分
化学镀基本概念
一、化学镀的概念
• 化学镀: 不需要电源,是一种利用镀液中 的还原剂来还原金属离子的过程,也叫 自催化镀或无电镀。
二、实现化学镀应具备的条件
溶液中还原剂被氧化的电位要显著低于金属离子被还原的 电位,以使金属有可能在基材上被沉积出来。 配好的溶液不产生自发分解,当与催化表面接触时,才发 生金属沉积过程。 调节溶液的pH、温度时,可以控制金属的还原速度,即可 以调节镀覆速度。
2. 保证自催化反应能持续、正常的进行 3. 不能使用有自催化性的金属微粒,以免激发镀液的自 发分解 4. 微粒材料中的其他杂质要经清洗净化工序除去
复合镀层性能影响因素
• • • • • • 颗粒种类、 表面活性剂种类及含量、 热处理、 温度、 镀液性质、 搅拌方式
化学复合镀的固体颗粒
• 氧化物、碳化物、氮化物、硼化物等 几乎所有类型的陶瓷颗粒 • 树脂粉末 • 石墨 • 二硫化钼 • 聚四氟乙烯 • 金刚石
•
表面化学改性
添加分散剂
粉体颗粒表面化学修饰的共同规律
吸附性质 表面化学反应 吸附部位 固相反应 吸附形式 在表面生成独立新相 非类质同相离子或 分子的化学吸附 化学吸附 双电层内层 类质同相离子的 交换吸附 定位离子吸附 物理吸附向化 学吸附过渡 离子的特性吸附 双电层外层 离子的扩散层吸附 吸附特点 多层 生成表面化合物(单分子层) 可深入固相晶格内部 非等当量吸附,改变表面电位 可引起动电位变号 压缩双电层,静电物理吸附
(5)化学镀所得镀层具有光亮或半光亮的外 观,晶粒细小致密,具有极好的化学性 能、机械性能、电磁性能,例如孔隙率 低,耐腐蚀性高,硬度高,耐磨性高等 ,其结合力一般均优于电镀
化学镀的缺点:
化学镀具有镀液寿命短,废水排放量大, 镀覆速度较低,成本比电镀高,主要用于 不适合于电镀的特殊场合
四、化学镀的种类
几种金属沉积过程的比较
化学镀的最大特点及优缺点
• 化学镀最大的特点: 在同一表面上同时进行着两个过程
氧化
+
还原
化学镀的优点: (1)不需要直流电源 (2)适用于种类更多的基体,金属、非金属 (非导体)、半导体,化学镀是非金属 表面金属化的常用方法,也是非导体材 料电镀前获得导电底层的方法 (3)不管制件的几何形状如何,都能得到厚 度均匀的镀层学镀镀层分散能力好,无明显 的边缘效应 (4)化学镀过程是一种自催化化学反应过程, 可获得任意厚度的镀层,甚至可以电铸
第
2
部分
化学复合镀
பைடு நூலகம்
化学复合镀的特点及应用
• 化学复合镀:是在化学镀液中添加一种或 几种不溶性固体微粒,主要是非金属颗粒 ,在强烈的搅拌作用下,这些固体颗粒与 金属共沉积,从而获得某些特殊性能的化 学镀层的方法。
用于化学复合镀的复合材料微粒必须满足如下要求:
1. 用于化学复合镀的微粒直径应在7 μm之下
化学镀 镍 -磷 90% 化学镀镍 化学镀铜 化学镀贵金属 化学复合镀 二元镀层 三元镀层
黑色镍-磷镀层
化学镀 镍 -硼
常见的化学镀镍镀种
• • • • • • • • • 化学镀镍-磷 化学镀镍-硼 化学镀镍-铜-磷 化学镀镍-铁-磷 化学镀镍-铬-磷 化学镀镍-钨-磷 化学镀镍-钴-磷 化学镀镍-锡-磷 化学镀镍-钨-硼
• 提高硬度和耐磨性:SiC、WC、立方B4C、 Al2O3、 Si3N4 • 提高镀层自润滑能力:CuF2、 (CF)n、 PTFE、MoS2 • 镀梯度材料复合镀 • 纳米级化学复合镀
化学镀镍合金复合镀层的应用实例
要求特征 高硬度 耐磨 分散粒子 金刚石 SiC 应用实例
牙科用钻头、刀具、锉刀 等工具及重负荷齿轮 油压泵部件、压缩机上的 凸轮环、自动装置部件 (销子、凸轮定向盘、导 轨),生产丝材用的滚轧 系统的定向轮子 喷射成型机的进料螺杆、 喷射成型机配件(模子、 夹头、衬套) 照相机的快门、变焦镜头 部件、摄像机的滑块、熨 斗底板 注塑模具、电动机械、医 疗器械、钳、过滤器
固体颗粒在液体中的分散过程,本质上 受两种基本作用支配,即液体对固体颗粒的 浸润及液体中固体颗粒间的相互作用。
颗粒间的相互作用力
分子间的作用力:
当微粒在液体中时候,必须考虑液体分子与颗粒分子群 的作用, 以及这种作用对颗粒间分子作用力的影响。
双电层作用力:
当固体与液体接触时,可以是固体从溶液中选择性吸附 某种离子,也可以是固体分子本身的电离作用使离子进入溶 液,以致使固液两相分别带有不同符号的电荷,在界面上形 成了双电层的结构。 固液之间可以发生相对移动处(即固相连带束缚的 溶剂化层和溶液之间)的电势称为ζ电位(Zeta电位)。
二、化学法表面改性
• 包覆处理改性
固相包覆改性: 通常是指将常温下互无粘性也不发生化学反应的两种物质(一种是要改性 的无机物颗粒,另一种是无机物超细粉,也可是有机物)通过一定的处理, 使一种物质或几种物质包覆在颗粒表面,从而实现表面改性的方法。 实现固相包覆主要是靠机械力作用。对于高分子聚合物固相包覆,是使高 聚物在机械力的作用下产生裂解,结构化,环化,离子化和异构化等化学变 化,然后在活性固体表面,在引发剂作用下实现聚合及接枝而包覆固体颗粒 表面。 液相包覆改性 是指在液相中通过化学反应对颗粒表面进行包覆,包覆物质包括金属氧化物 ,金属,聚合物,硫化物等。常用的液相包覆方法包括溶胶凝胶法,沉淀法 ,微乳液法,非均相凝聚法,化学镀等。
分散方法 一、物理法表面改性 1. 超声处理:改变材料的特性和状态。 主要作用:清洗表面污染物; 分解表面试剂吸附层; 空化作用; 促进悬浮体结构分散; 解除微粒团聚。 2. 辐射处理:改变颗粒表面性质。 3. 电化学改性:改变颗粒表面成分及特性。 4. 等离子体表面改性:改变颗粒表面形态、结构和性质。
分子的氢键吸附
物理吸附 相界面 偶极分子吸附 分子的色散吸附 粘附 相-相作用
强分子吸附,具有向化学吸附的过渡性质
较强分子吸附 弱分子吸附 机械粘附性质
Thank you
谢谢
• 化学镀工艺
化学镀所需仪器:电热恒温水浴锅;搅 拌器(恒温磁力搅拌器控温搅拌、增 力电动搅拌机、超声机等 )
化学镀工艺流程:机械粗化→化学除油 →水洗→化学粗化→水洗→敏化→水洗 →活化→水洗→解胶→水洗→化学镀→ 水洗→干燥→镀层后处理。
电镀镍层与化学镀镍层的主要性质差别 结构与性能 电镀镍层 化学镀镍层 镀层晶体结 fcc(面心立方) 随含磷量的增加由晶态经过微晶最终转变成 构 非晶态 硬度(Hv) 240500 4001110 随含磷量而变, 当含磷量为 12.4wt%时最低, 熔点(℃) 1423 为 890℃ 耐蚀性 优良 随含磷量而变,但均显著优于电镀镍层 耐磨性 一般, 容易发生粘着 具有自润滑性,耐磨性能优异 磨损 磁性能 磁性 随含磷量增加磁性消失
⑥加速剂:活化次亚磷酸盐离子,加速沉积反应的进行。如氟 化物、硼酸盐等
⑦湿润剂(表面活性剂):降低镀液与镀件的表面张力,提高 镀件表面的浸润性。如硫化脂肪酸、硫酸酯。
⑧光亮剂:增强化学镍层的光亮度,提高装饰效果。主要有丁 炔二醇、炔丙醇 等。 ⑨去应力剂:降低镀层的内应力(张应力),提高镀层与基体 的结合力。如糖精等。 ⑩PH 值调整剂:连续调整 PH 值。如HCl、NaOH、氨水等。