化学镀镍的研究进展

上海市科学技术委员会课题 （０９ＱＴ１４００６００）；上海市教委科研创新项 目（０９ＹＺ３８７）
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２０１４年 ３月
电 镀 与 精 饰
第 ３６卷第 ３期（总２５２期） ·１９·
不 同 ，复合 化学 镀 出 现 了 三 大趋 势 ，即 复合 化 、合 金 化 和稀 土化 。 １．１ 复合 化
有利 于改 变镀 层 的组 织 结 构 和性 能 ，不 同 的颗 粒 种 类对 镀层 有 不 同 的 作 用 Ｊ。 目前 人 们 对 各 种 单 质 金属 或非 金属 ，氧 化 物 、碳 化 物 、氮 化 物 、硫 化 物 、金 刚石 或石 墨等 各 种 颗粒 的 复 合 化 学 镀 及 其 镀 层 性 能都 有 了一 定 的 研 究 Ｊ。本 文 主 要 对 复合 化 学 镀 镍 一磷合 金 三大趋 势进 行 了归 纳 ，探 究 了 复合 化学 镀 的沉 积 机 理 ，并 对 镀 层 的 抗 磨 和 耐 腐 蚀 性 进 行 了 总结 。
引 言
化 学镀 是 通 过 溶 液 中适 当 的 还 原 剂 使 金 属 离 子 在金 属 表 面 的 自催 化 作 用 下 进 行 还 原 的金 属 沉 积过程 ，随着航空航天 、机械及汽车等领域 的发展 ， 对 机械 零部件 的耐磨 性 能 的 要 求越 来 越 高 ，单 一 化 的化 学镀 镍越 来越 不 能 满 足 工业 发 展 的 需 要 ，因此 具有 良好抗磨 耐腐蚀 的复合化学镀 发展起来。复 合化学镀是在原有 化学镀 的基础上发展而来 的一 种表面处理工艺 ，并兼有基质金属与复合颗粒两类 物 质 的综合性 能 。大 量 研 究 表 明 ，加入 的 复合 颗 粒
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｔｅｘｔ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅ— ｓｕｌｔｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｅ ｐｌａｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ａｌｌｏｙｉｎｇ，ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ，ｒａｒ ｅ ｅａｒｔｈ ｕｓｉｎｇ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｎｉｃｋｅｌ ｐｌａｔｉｎｇ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｍｅａｎ— ｗｈｉｌｅ，ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｒｅｓｅａｒ ｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｌａｔｉｎｇ ｉｎ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ａｂｒａｓｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｍａｄｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ—ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｌａｔｉｎｇ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ，ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｕｌｄ ｄｅｖｅｌｏｐ ｔｏｗａｒｄｓ ａ ｍｏｒｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ Ｎｉｃｋｅｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｌａｔｉｎｇ；Ｗ ｅａｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ Ｐｌａｔｉｎｇ ｏｆ Ｎｉｃｋｅｌ－ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ａｌｌｏｙ
Ｗ Ｕ Ｈｕｉ—ｈｕｉ，ＨＡＯ Ｌｉ—ｆｅｎｇ，ＨＡＮ Ｓｈｅｎｇ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇ ｙ Ｍａｔｅｒｉａ ｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１４１８，Ｃｈｉｎａ）
摘要 ：综述 了化学镀工艺的发展 ，详细论述 了在合金化 、复合化、稀 土化方面复合化 学镀的研究成 果 ，并探讨 了化 学镀 镍 的沉积机 理 。 同时 ，详 细综述 了复合 化 学镀 层 在 耐 腐蚀 、耐摩擦 方 面 的研 究 进展 ，提 出复合 化 学镀镍－磷合 金今 后 的发展 方 向 ，应朝 着更 实用的方 向发展 。 关 键 词 ：复合化 学镀 ；耐磨 性 ；沉积 原理 中图分类 号 ：ＴＱ１５３．２ 文献标 识码 ：Ａ
１ 复合化学镀
在 复合化 学镀 溶 液 中 ，根 据 加 入 第 二 相粒 子 的
收 稿 日期 ：２０１３．０６．０３
修 回 日期 ：２０１３．０６．３０
基金项 目 ：国家 自然基金（２０９７６１０５）；上海市教委科技创新重点项 目（１ｌＺＺ１７９）；上海市教委重点学科建设（Ｊ５１５０３）；
复 合 化 是 在 单 一 的 化 学 镀 溶 液 中 加 入 ＴｉＣ、 Ａ１：０，、金刚石、Ｚｒ０：或 Ｃｒ Ｏ 等复合粒 子以得到 高 硬 度 、耐磨 、耐 蚀 的 复合 镀层 。 自从 １９６６年 西 德 采 用 化学 沉积 的方法 获 得 复 合镀 层 后 ，对 复合 化 学 镀 的研究 一直 在进 行 ，已经 研 制 出许 多 不 同 的复 合 化 学镀溶 液 ，大 部分 仍 以镍．磷 合 金化 学 镀 为基 础。 Ｇｒｏ￣ｅａｎ．Ａ 发现 复合 化学镀 层 中增 加 ＳｉＣ的粒 径 大 小有 利 于 减 少 膜 与 钢 球 的摩 擦 系 数 。 由于 金 刚 石 具有 高 的 硬 度 ，常被 用 于 抗 磨 材 料 ，因此 加 人 到 镍 一磷合 金 化学 镀溶 液 中可 以提 高镀 层 的耐磨 损 性 。 Ｈａｍｅｄ Ｍａｚａｈｅｆ ｉ等 研究 了纳 米 尺寸金 刚石 在不 使 用 任何 表 面活性 剂 的 情 况 下 获得 的复 合 沉 积 层 ，结 果 镀 层 表 现 出较 高 的 耐 腐 蚀 性 和 硬 度 。Ｗｉｎｏｗｌｉｎ Ｊａｐｐｅｓ．Ｊ．Ｔ＿４ 研 究 了 多 晶金 刚石 的复 合 化 学镀 镍 ， 实 验表 明热 处 理后 的镀 层 耐 磨 损 性 大 幅增 加 。Ｐａｎ Ｔａｏ等 也研究 了另一 种镍 ．磷 一ＺｎＸ复 合镀 ，同样 发 现 镀层 表面 光亮 均匀 ，具 有很 强 的耐腐 蚀性 。 １．２ 合 金化
· １８· Ｍａｒ．２０１４
Ｐｌａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ
Ｖｏ１．３６ Ｎｏ．３ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．２５２
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８４９．２０１４．０３．００５
化 学 镀 镍 的研 究进 展
武慧慧 ， 郝利峰 ， 韩 生
（上海 应用 技术 学 院 新 能源材 料研 究室 ，上海 ２０１４１８）