仁昌小科：化學(xué)鍍鎳液的穩(wěn)定性研究

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

隨著化學(xué)鍍的進行，還原劑的含量也會發(fā)生變化，一方面反應(yīng)過程消耗還原劑，另一方面還原劑也會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值隨時改變等問題。

因此，可以說化學(xué)鍍鎳液從一開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題，隨時影響化學(xué)鍍鎳液的穩(wěn)定性。這也可以說是化學(xué)鍍鎳工藝難以掌握的原因所在。以上是說明化學(xué)鍍鎳液不穩(wěn)定的根源，具體地分析鍍液不穩(wěn)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(xiàn)象

化學(xué)鍍鎳液使用與不使用都會發(fā)生自然分解現(xiàn)象，出現(xiàn)這種情況若不及時采取有效措施，則自然分解會越來越快。自然分解的表面現(xiàn)象是鍍液產(chǎn)生大量氣泡，嚴(yán)重時溶液會呈現(xiàn)泡沫狀，這時會使鍍層發(fā)黑，或鍍層生成許多形狀不規(guī)則的黑色粒狀沉淀物，使生產(chǎn)無法進行下去。除了鍍液生成氣泡外，鍍液的顏色開始變淡。因此當(dāng)發(fā)現(xiàn)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(yīng)盡快進行處理，如補加絡(luò)合劑等，使其不再繼續(xù)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高，雖可以提高沉積速度，但會造成鍍液的自然分解，尤其對于酸性鍍液，且當(dāng) PH值偏高時，鍍液自然分解的趨勢就會愈嚴(yán)重。當(dāng)次磷酸鹽濃度過高時，加速了鍍液內(nèi)部的還原作用，這時如存在其他不穩(wěn)定因素(局部溫度過高、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高，容易產(chǎn)生亞磷酸鹽的沉淀。因為當(dāng)次磷酸鹽含量過高時且 值也偏高時，亞磷酸鎳的允許濃度(稱為極限濃度，高于此濃度即會生成沉淀)就大大降低，在較低濃度下就會發(fā)生沉淀，使鍍液處于不穩(wěn)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，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(xiàn)象。

(3)絡(luò)合劑含量的影響 絡(luò)合劑應(yīng)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。試驗表明，當(dāng)鍍液中鎳鹽濃度、溫度、PH值一定時，亞磷酸鎳在溶液中的溶度積也是一定的。這時如果溶液中絡(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(wěn)定。

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

亞磷酸鹽的允許濃度與溶液 值有著密切的關(guān)系，石橋等人試驗結(jié)果證明，當(dāng)PH=4.0時，極限濃度為 0.25mol/L; PH=5.0時，極限濃度為0303mol/L ; PH=6時,極限濃度為0.003mol/L。說明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(dāng)酸性鍍液的pH值高于5后，鍍液穩(wěn)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：次磷酸鹽在配制時加得過快或未完全溶解，都會使局部的次磷酸鹽含量過高，而產(chǎn)生亞磷酸鎳沉淀，造成鍍液不穩(wěn)定。

加堿過快：配制溶液時或生產(chǎn)過程中調(diào) 值時，加堿時不能過快，否則會使鍍液局部的 值過高，容易產(chǎn)生氫氧化鎳沉淀。

配制溶液時的順序：配制溶液時順序不當(dāng)也會造成鍍液不穩(wěn)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，同時還會影響到鍍液的穩(wěn)定性。因為將鍍前處理的酸性或堿性溶液帶入鍍槽，會污染鍍液，并會使化學(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。因此鍍件在進入鍍槽前必須清洗干凈，尤其是需要用鈀鹽活化后才能進行化學(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(wěn)定性影響極大。

4.操作工藝方法的影響

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

鍍液負荷：鍍液的負荷過高或過低，尤其在負荷過低時對槽液穩(wěn)定性影響較大，因為此時沉積速度過高，所獲得的鍍層比較疏松，鎳結(jié)晶顆?？赡軓腻儗由厦撀涞藉円褐校纬勺源呋€原中心，促使溶液自發(fā)分解。

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

本司的RC-2010全光亮酸性化學(xué)鍍鎳工藝特點：

循環(huán)壽命長，可達8-10個循環(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缸時的鎳含量稱為一個循環(huán)，一個循環(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；

h、鍍層為非晶態(tài)，非磁性Ni-P合金

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