电镀工艺电镀镍培训课程
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电镀工艺学
电镀镍
第七章 电镀镍
➢ 概述 镍是一种带微黄的银白色金属，具有良好的导电性
能和导热性能。
➢ 基本物理特性：
密度：8.9 g/cm3； 原子量：58.70 熔点：1452 ℃
电极电位为:
φ0
＝ 2＋
Ni
－0.250
V
电化当量： Ni2＋ ＝ 1.095 g/(A·h)
➢ 基本化学特性：镍在有机酸中很稳定，在硫酸、盐酸中溶 解很慢，在浓硝酸中处于钝化状态，但在稀硝酸中则不稳 定。
➢ 镍在空气中或在潮湿空气中比铁稳定，在空气中形成透 明的钝化膜而不再继续氧化，耐蚀性好。 ➢ 对钢铁基体来说，由于镍的标准电极电势比铁正，钝化 后电势更正，镍镀层是阴极镀层。 ➢ 镍镀层孔隙率较高，只有当镀层厚度超过25μm时，才是 无孔的，所以，一般不单独作为钢铁的防护性镀层，而是作 为防护装饰性镀层体系的中间层和底层。在工程领域里，也 有镀50μ m以上的厚镍层来防止钢铁件的腐蚀或用来修复被 磨蚀的零部件。 ➢ 在电镀中，由于镍镀层具有很多优异性能，其加工量仅 次于锌镀层而居第二位，其消耗量约占镍总产量的10％左右
5.0~5.6 25~35 0.8~1.5
3~5
钢铁
配方 强酸性冲击预镀液
240~260 120~130
10~35 5~20 2~4
不锈钢
中性预镀液 120~180
10~20 15~230 10~20 6.6~7.0 35~40 0.5~1.2
4~6
锌合金及铝合 金经浸锌处理 的表面
镀暗镍工艺，主要用于电镀某些只要求保持本色的零件， 或仅考虑防腐蚀作用而不需考虑外观装饰的零件。暗镍镀液 也用于电铸等方面。常规的暗镍镀液组成及操作条件
镀液呈微碱性，主要 用于锌压铸件上直接 镀镍
1 普通镀镍 普通镀镍即镀暗镍。根据使用目的不同，通常又可分为
预镀镍和常规镀镍两类。即使同样是预镀液，也因基体材 料情况不同而采用不同的组分。
1．镀液的组成及操作条件 采用预镀镍的目的，主要是为了保证镀层与基体有良好
的结合力，因而，要根据基体材料的特性而选用不 同的预 镀液。
镀镍的类型很多。若以镀液种类来分，有硫酸盐、硫酸 盐一氯化物、全氯化物、氨磺酸盐、柠檬酸盐、焦磷酸盐和 氟硼性盐等镀镍。由于镍在电化学反应中的交换电流密度(i0) 比较小，在单盐镀液中，就有较大的电化学极化。
以镀层外观来分，有无光泽镍(暗镍)、半光亮镍、全光亮 镍、缎面镍、黑镍等。
以镀层功能来分，有保护性镍、装饰性镍、耐磨性镍、电 铸(低应力)镍、高应力镍、镍封等。
38
滚镀，镀厚镍等
180
25 30
5.6~5.9
43~60
2.0~10
硬 度 可 达 HV350~ 500用作耐磨镀镍
氯化物 硫酸盐
NiCl2·6H2O H3BO3
NiSO4·6H2O H3BO3
氨磺酸盐
Ni(NH2S03)2 H3BO3
300 28 2.0
300 40 3～5
450 30 3～5
50～70 2.5～10
46
2.5~10
用于镀厚镍，修复 磨损工具、电铸； 高硬力镍的基础液
主要用于印刷线路 镀金前的底层电镀 （采用不溶性阳极）
40～60 2～30
用于镀厚镍和电铸 镍，镀层内应力低
类型 氟硼酸盐 焦磷酸盐
表8-1 部分镀镍电解液的成分，操作条件及主要用途
镀液组成
含量/g·L-1 pH值 温度/℃
Ni(BF4)2 HBF H3BO3
对预镀层不要求过厚，但结晶应细致，以保证整个镀层 体系表面平滑、光洁。
预镀液的组成及操作条件
成分及操作条件
弱酸性预镀液
硫 1 酸镍NiSO4·6H2O
/g·L-
氯化钠NaCl
1
/g·L-
硼 1 酸H3BO3
/g·L-
硫酸钠Na2SO4 十二烷基硫酸钠C12H25SO4Na 氯 1 化镍NiCl2·6H2O
Ni2P2O7 Na4P2O7·10H2O KCl (NH4)3C6H5O7
300～450 5～40 30～40
70～80 200～250
10～15 Fra Baidu bibliotek5～20
2.6～3.5 8～10
30~50 50～60
Dk /A·dm-2
主要用途
4~10
可用于镀厚镍和电铸 镍镀层内应力低，排 出物对环境有污染
2～4
自1843年R．班特格尔（R．Bottger）发明镀镍以来， 至今已有一百多年的历史，随着生产的发展和科学技术的 进 步 ， 各 种 镀 镍 电 解 液 不 断 出 现 和 完 善 。 1916 年 O．P．Watts提出了著名的瓦特型镀镍电解液，镀镍工艺 进入工业化阶段，瓦特型镀镍电解液至今仍是光亮镀镍、 封闭镍等电解液的基础。
类型 硫酸盐－
氯化物
硬镍
表8-1 部分镀镍电解液的成分，操作条件及主要用途
镀液组成
含量 /g·L-1
pH值
温度 /℃
Dk /A·dm-2
主要用途
NiSO4·6H2O NiCl2·6H2O H3BO3
NiSO4·6H2O NH4Cl H3BO3
330
多数镍电解液的基
45 1.5～4.5 45～65 2.5～10 础，可用于预镀，
第二次世界大战以后（1945），随着汽车工业的迅速发 展，半光亮镀镍和光亮镀镍工艺发展很快，然而，光亮镍 经镀络后，其耐腐蚀性能远不如暗镍抛光和半光亮镍的好， 所以促进了人们从镀层体系，耐腐蚀机理、快速腐蚀试验 方法和镀层质量评价标准等方面从事研究。美国哈夏诺 （ Har-shaw ） 化 学 公 司 的 双 层 镀 镍 工 艺 和 美 国 尤 迪 莱 特 （Udylite）公司三层镀镍工艺的问世，就是这些研究工作 的杰出成果之一。 60年代初期在西欧（荷兰的N．V·丽塞 奇公司）及美国的尤迪莱特公司几乎同时开发出一种弥散 镀层（复合镀层－镍封闭）。在镍的复合镀层上再镀铬， 形成微孔铬以提高镀层的耐腐蚀性能。
/g·L-1 /g·L-1 /g·L-
盐酸HCl(38%) 柠 1 檬酸钠Na3C6H5O7·2H2O
/mL·L-1 /g·L-
硫 1 酸镁MgS04·7H2O
/g·L -
pH值 温度 阴极电流密度 时间
/℃ /A·dm-1
/min
适用的基体材料
120~150 7~12 30~45 60~80 0.05~1
暗镍镀液的组成及操作条件
成分及操作条件
硫酸镍NiSO4·6H2O 氯化钠NaCl
/g·L-1 /g·L-1
电镀镍
第七章 电镀镍
➢ 概述 镍是一种带微黄的银白色金属，具有良好的导电性
能和导热性能。
➢ 基本物理特性：
密度：8.9 g/cm3； 原子量：58.70 熔点：1452 ℃
电极电位为:
φ0
＝ 2＋
Ni
－0.250
V
电化当量： Ni2＋ ＝ 1.095 g/(A·h)
➢ 基本化学特性：镍在有机酸中很稳定，在硫酸、盐酸中溶 解很慢，在浓硝酸中处于钝化状态，但在稀硝酸中则不稳 定。
➢ 镍在空气中或在潮湿空气中比铁稳定，在空气中形成透 明的钝化膜而不再继续氧化，耐蚀性好。 ➢ 对钢铁基体来说，由于镍的标准电极电势比铁正，钝化 后电势更正，镍镀层是阴极镀层。 ➢ 镍镀层孔隙率较高，只有当镀层厚度超过25μm时，才是 无孔的，所以，一般不单独作为钢铁的防护性镀层，而是作 为防护装饰性镀层体系的中间层和底层。在工程领域里，也 有镀50μ m以上的厚镍层来防止钢铁件的腐蚀或用来修复被 磨蚀的零部件。 ➢ 在电镀中，由于镍镀层具有很多优异性能，其加工量仅 次于锌镀层而居第二位，其消耗量约占镍总产量的10％左右
5.0~5.6 25~35 0.8~1.5
3~5
钢铁
配方 强酸性冲击预镀液
240~260 120~130
10~35 5~20 2~4
不锈钢
中性预镀液 120~180
10~20 15~230 10~20 6.6~7.0 35~40 0.5~1.2
4~6
锌合金及铝合 金经浸锌处理 的表面
镀暗镍工艺，主要用于电镀某些只要求保持本色的零件， 或仅考虑防腐蚀作用而不需考虑外观装饰的零件。暗镍镀液 也用于电铸等方面。常规的暗镍镀液组成及操作条件
镀液呈微碱性，主要 用于锌压铸件上直接 镀镍
1 普通镀镍 普通镀镍即镀暗镍。根据使用目的不同，通常又可分为
预镀镍和常规镀镍两类。即使同样是预镀液，也因基体材 料情况不同而采用不同的组分。
1．镀液的组成及操作条件 采用预镀镍的目的，主要是为了保证镀层与基体有良好
的结合力，因而，要根据基体材料的特性而选用不 同的预 镀液。
镀镍的类型很多。若以镀液种类来分，有硫酸盐、硫酸 盐一氯化物、全氯化物、氨磺酸盐、柠檬酸盐、焦磷酸盐和 氟硼性盐等镀镍。由于镍在电化学反应中的交换电流密度(i0) 比较小，在单盐镀液中，就有较大的电化学极化。
以镀层外观来分，有无光泽镍(暗镍)、半光亮镍、全光亮 镍、缎面镍、黑镍等。
以镀层功能来分，有保护性镍、装饰性镍、耐磨性镍、电 铸(低应力)镍、高应力镍、镍封等。
38
滚镀，镀厚镍等
180
25 30
5.6~5.9
43~60
2.0~10
硬 度 可 达 HV350~ 500用作耐磨镀镍
氯化物 硫酸盐
NiCl2·6H2O H3BO3
NiSO4·6H2O H3BO3
氨磺酸盐
Ni(NH2S03)2 H3BO3
300 28 2.0
300 40 3～5
450 30 3～5
50～70 2.5～10
46
2.5~10
用于镀厚镍，修复 磨损工具、电铸； 高硬力镍的基础液
主要用于印刷线路 镀金前的底层电镀 （采用不溶性阳极）
40～60 2～30
用于镀厚镍和电铸 镍，镀层内应力低
类型 氟硼酸盐 焦磷酸盐
表8-1 部分镀镍电解液的成分，操作条件及主要用途
镀液组成
含量/g·L-1 pH值 温度/℃
Ni(BF4)2 HBF H3BO3
对预镀层不要求过厚，但结晶应细致，以保证整个镀层 体系表面平滑、光洁。
预镀液的组成及操作条件
成分及操作条件
弱酸性预镀液
硫 1 酸镍NiSO4·6H2O
/g·L-
氯化钠NaCl
1
/g·L-
硼 1 酸H3BO3
/g·L-
硫酸钠Na2SO4 十二烷基硫酸钠C12H25SO4Na 氯 1 化镍NiCl2·6H2O
Ni2P2O7 Na4P2O7·10H2O KCl (NH4)3C6H5O7
300～450 5～40 30～40
70～80 200～250
10～15 Fra Baidu bibliotek5～20
2.6～3.5 8～10
30~50 50～60
Dk /A·dm-2
主要用途
4~10
可用于镀厚镍和电铸 镍镀层内应力低，排 出物对环境有污染
2～4
自1843年R．班特格尔（R．Bottger）发明镀镍以来， 至今已有一百多年的历史，随着生产的发展和科学技术的 进 步 ， 各 种 镀 镍 电 解 液 不 断 出 现 和 完 善 。 1916 年 O．P．Watts提出了著名的瓦特型镀镍电解液，镀镍工艺 进入工业化阶段，瓦特型镀镍电解液至今仍是光亮镀镍、 封闭镍等电解液的基础。
类型 硫酸盐－
氯化物
硬镍
表8-1 部分镀镍电解液的成分，操作条件及主要用途
镀液组成
含量 /g·L-1
pH值
温度 /℃
Dk /A·dm-2
主要用途
NiSO4·6H2O NiCl2·6H2O H3BO3
NiSO4·6H2O NH4Cl H3BO3
330
多数镍电解液的基
45 1.5～4.5 45～65 2.5～10 础，可用于预镀，
第二次世界大战以后（1945），随着汽车工业的迅速发 展，半光亮镀镍和光亮镀镍工艺发展很快，然而，光亮镍 经镀络后，其耐腐蚀性能远不如暗镍抛光和半光亮镍的好， 所以促进了人们从镀层体系，耐腐蚀机理、快速腐蚀试验 方法和镀层质量评价标准等方面从事研究。美国哈夏诺 （ Har-shaw ） 化 学 公 司 的 双 层 镀 镍 工 艺 和 美 国 尤 迪 莱 特 （Udylite）公司三层镀镍工艺的问世，就是这些研究工作 的杰出成果之一。 60年代初期在西欧（荷兰的N．V·丽塞 奇公司）及美国的尤迪莱特公司几乎同时开发出一种弥散 镀层（复合镀层－镍封闭）。在镍的复合镀层上再镀铬， 形成微孔铬以提高镀层的耐腐蚀性能。
/g·L-1 /g·L-1 /g·L-
盐酸HCl(38%) 柠 1 檬酸钠Na3C6H5O7·2H2O
/mL·L-1 /g·L-
硫 1 酸镁MgS04·7H2O
/g·L -
pH值 温度 阴极电流密度 时间
/℃ /A·dm-1
/min
适用的基体材料
120~150 7~12 30~45 60~80 0.05~1
暗镍镀液的组成及操作条件
成分及操作条件
硫酸镍NiSO4·6H2O 氯化钠NaCl
/g·L-1 /g·L-1