仁昌小科：化學(xué)鍍鎳液的穩定性研究

眾所周知，在電鍍鎳時(shí)金屬離子的不足是靠陽(yáng)極鎳溶解來(lái)補充的，而化學(xué)鍍鎳每時(shí)每刻鎳離子的消耗若無(wú)處補給，鍍液會(huì )逐漸不平衡，需要加鎳鹽補充鎳離子的不足。

隨著(zhù)化學(xué)鍍的進(jìn)行，還原劑的含量也會(huì )發(fā)生變化，一方面反應過(guò)程消耗還原劑，另一方面還原劑也會(huì )被氧化生成有害物質(zhì)。例如以次磷酸鹽作還原劑的酸性鍍液，次磷酸鹽被氧化生成亞磷酸鹽是不可避免的，而亞磷酸鹽對化學(xué)鍍鎳是有害物質(zhì)。此外，鍍液尚有自然分解、PH值隨時(shí)改變等問(wèn)題。

因此，可以說(shuō)化學(xué)鍍鎳液從一開(kāi)始使用就存在自然分解、 值變化、主鹽濃度減少、還原劑濃度減少諸多問(wèn)題，隨時(shí)影響化學(xué)鍍鎳液的穩定性。這也可以說(shuō)是化學(xué)鍍鎳工藝難以掌握的原因所在。以上是說(shuō)明化學(xué)鍍鎳液不穩定的根源，具體地分析鍍液不穩定的原因，還與鍍液的配制方法、各成分比例、鍍前工件處理、操作工藝條件等因素有關(guān)。

1.關(guān)于鍍液自然分解現象

化學(xué)鍍鎳液使用與不使用都會(huì )發(fā)生自然分解現象，出現這種情況若不及時(shí)采取有效措施，則自然分解會(huì )越來(lái)越快。自然分解的表面現象是鍍液產(chǎn)生大量氣泡，嚴重時(shí)溶液會(huì )呈現泡沫狀，這時(shí)會(huì )使鍍層發(fā)黑，或鍍層生成許多形狀不規則的黑色粒狀沉淀物，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行下去。除了鍍液生成氣泡外，鍍液的顏色開(kāi)始變淡。因此當發(fā)現鍍液生成氣泡、顏色變淡，這就顯示了鍍液已發(fā)生自然分解，應盡快進(jìn)行處理，如補加絡(luò )合劑等，使其不再繼續分解。

2.鍍液的成分配比影響

(1)次磷酸鹽濃度的影響 如果鍍液中次磷酸鹽濃度過(guò)高，雖可以提高沉積速度，但會(huì )造成鍍液的自然分解，尤其對于酸性鍍液，且當 PH值偏高時(shí)，鍍液自然分解的趨勢就會(huì )愈嚴重。當次磷酸鹽濃度過(guò)高時(shí)，加速了鍍液內部的還原作用，這時(shí)如存在其他不穩定因素(局部溫度過(guò)高、在加熱器附近或有混濁沉淀物等)特別容易誘發(fā)鍍液自然分解。

此外，溶液中次磷酸鹽含量過(guò)高，容易產(chǎn)生亞磷酸鹽的沉淀。因為當次磷酸鹽含量過(guò)高時(shí)且 值也偏高時(shí)，亞磷酸鎳的允許濃度(稱(chēng)為極限濃度，高于此濃度即會(huì )生成沉淀)就大大降低，在較低濃度下就會(huì )發(fā)生沉淀，使鍍液處于不穩定狀態(tài)。

(2 )鎳鹽濃度的影響 如果溶液中鎳鹽濃度偏高，且 PH值也較高時(shí)，就容易生成亞磷酸鎳和氫氧化鎳沉淀，使溶液混濁，極易發(fā)生自發(fā)分解現象。

(3)絡(luò )合劑含量的影響 絡(luò )合劑應選擇合適，既能充分地絡(luò )合鎳離子，又能提高鍍液中亞磷酸鎳的沉淀點(diǎn)。試驗表明，當鍍液中鎳鹽濃度、溫度、PH值一定時(shí)，亞磷酸鎳在溶液中的溶度積也是一定的。這時(shí)如果溶液中絡(luò )合劑濃度偏低，同樣能降低亞磷酸鎳的允許濃度，使鍍液不穩定。

(4) 值調整劑含量的影響 在鍍液中其他成分不變的條件下，如果過(guò)高地增加值調整劑的濃度，容易產(chǎn)生亞磷酸鎳及氫氧化鎳沉淀;同時(shí)也易加速還原劑的分解。

亞磷酸鹽的允許濃度與溶液 值有著(zhù)密切的關(guān)系，石橋等人試驗結果證明，當PH=4.0時(shí)，極限濃度為 0.25mol/L; PH=5.0時(shí)，極限濃度為0303mol/L ; PH=6時(shí),極限濃度為0.003mol/L。說(shuō)明PH值越高，亞磷酸鹽濃度的允許極限濃度越低。因此，可以看出，當酸性鍍液的pH值高于5后，鍍液穩定性變壞。

在酸性鍍液加入乳酸，在堿性鍍液加入檸檬酸鹽，不僅對鎳離子有絡(luò )合作用，而且有提高亞磷酸鹽極限濃度的作用。

3.鍍液配制方法的影響

還原劑：次磷酸鹽在配制時(shí)加得過(guò)快或未完全溶解，都會(huì )使局部的次磷酸鹽含量過(guò)高，而產(chǎn)生亞磷酸鎳沉淀，造成鍍液不穩定。

加堿過(guò)快：配制溶液時(shí)或生產(chǎn)過(guò)程中調 值時(shí)，加堿時(shí)不能過(guò)快，否則會(huì )使鍍液局部的 值過(guò)高，容易產(chǎn)生氫氧化鎳沉淀。

配制溶液時(shí)的順序：配制溶液時(shí)順序不當也會(huì )造成鍍液不穩定，前面已論述按一定順序加配溶液的重要性。

鍍前處理的影響：鍍前處理是電鍍工作者十分重視的工序，它不僅影響電鍍件的質(zhì)量，同時(shí)還會(huì )影響到鍍液的穩定性。因為將鍍前處理的酸性或堿性溶液帶入鍍槽，會(huì )污染鍍液，并會(huì )使化學(xué)鍍鎳液的pH值發(fā)生變化。如果將其他具有催化活性的金屬雜質(zhì)帶入鍍液，就可能成為溶液自發(fā)分解的觸發(fā)劑。因此鍍件在進(jìn)入鍍槽前必須清洗干凈，尤其是需要用鈀鹽活化后才能進(jìn)行化學(xué)鍍鎳的非金屬零件，若未將鈀金屬離子清洗干凈而將其帶入鍍槽，將在其上優(yōu)先還原出鎳，沉淀在鍍液中，對鍍液穩定性影響極大。

4.操作工藝方法的影響

局部過(guò)熱：化學(xué)鍍鎳槽如果采用電爐、蒸汽直接加熱，就會(huì )使鍍液局部過(guò)熱(溫度超過(guò)96度)，且當pH值偏高時(shí)，很容易引起鍍液自然分解。

鍍液負荷：鍍液的負荷過(guò)高或過(guò)低，尤其在負荷過(guò)低時(shí)對槽液穩定性影響較大，因為此時(shí)沉積速度過(guò)高，所獲得的鍍層比較疏松，鎳結晶顆?？赡軓腻儗由厦撀涞藉円褐?，而形成自催化還原中心，促使溶液自發(fā)分解。

工裝：使用的工裝夾具，應進(jìn)行防蝕保護，以防止鍍液對其腐蝕，否則一旦掛具被腐蝕，勢必會(huì )增加鍍液的雜質(zhì)，而影響鍍液的穩定性。

本司的RC-2010全光亮酸性化學(xué)鍍鎳工藝特點(diǎn)：

循環(huán)壽命長(cháng)，可達8-10個(gè)循環(huán)（Metal Turn Over），[循環(huán)含義為每升鍍液將全部鎳鍍出再補加到開(kāi)缸時(shí)的鎳含量稱(chēng)為一個(gè)循環(huán)，一個(gè)循環(huán)至少可沉積鍍層900dm2·μm]；

a、鍍速可達20-22μm/h；

b、深鍍能力強、均鍍能力強，完全達到“仿型效果”；

c、硬度高、耐腐蝕能力強；

d、鍍層孔隙率低，10μm無(wú)孔隙；

e、耐磨性好，優(yōu)于電鍍鉻；

f、可焊性好,能夠被焊料所潤濕;

g、電磁屏蔽性能好,可用于電子元件及計算機硬盤(pán)；

h、鍍層為非晶態(tài)，非磁性Ni-P合金

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