其他获得镀层的工艺

1、其他获得镀层的工艺1化学镀（ 1）镀镍（ 2）镀铜（ 3）镀钴（ 4）镀银2刷镀的特点及使用范围（ 1）刷镀工艺介绍（ 2）刷镀的特点及使用范围（ 3）刷镀工艺的有关参数3双极性电镀4其他电镀方法（ 1）机械镀（ 2）真空镀1 .化学镀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。所以化学镀可以叙述为一种用以沉积金属的、可控制的、自催化的化学还原过程，其反应通式为：岫还原剂提供的上述简单反应式指出， 还原作用仅发生在一个催化表面上。因为化学镀的阴极反应常包括脱氢步骤，所需反应活化能高， 但在具有催化活性的表面上， 脱氢步骤所需活化能显 著降低。化学镀的溶液组成及其相应的工作条件也必须是使反应只限制在具有催化作用的零 件表面上进行，而在溶液本体内，反应却不应自发地产生，以免溶液自然分解。对于某一特 定的化学镀过程来说，例如化学镀铜和化学镀馍时的情形，如果沉积金属(铜或馍)本身就 是反应的催化剂，那么， 这个化学镀的过程是自动催化的，基本上是与时间成线性关系，相 当于在恒电流密度下电镀， 可以获得很厚的沉积层

2、。 如果在催化表面上沉积的金属本身不能 作为反应的催化剂， 那么一旦催化表面被该金属完全覆盖后，沉积反应便终止了， 因而只能取得有限的厚度。例如化学镀银时的情形，这样的过程是属于非自动催化的。化学镀不能与电化学的置换沉积相混淆。后者伴随着基体金属的溶解；同时，也不能与均相的化学还原过程 (如浸银)相混淆，此时沉积过程会毫无区别地发生在与溶液接触 的所有物体上。随着工业的发展和科技进步，化学镀已成为一种具有很大发展前途的工艺技术，同其它镀覆方法比较，化学镀具有如下特点：(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)对于自催化的化学镀来说，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，孔隙少；(6)镀层往往具有特殊的化学、机械或磁性能。化学镀的缺点是溶液稳定性较差，溶液维护、调整和再生等比较麻烦，成本比电镀高；镀层常显示出较大的脆性。一个有实用价值的化学镀溶液的基本构成，列于表3-1-1。表3-1-1化学镀溶液的基本构成成分作用实例金属盐提供被沉积的金属离子硫酸

3、盐，氯化物，醋酸盐，有机酸盐等还原剂还原金属离子，化学镀的驱动力Ni, Co用次磷酸钠，硼化氢； Cu用甲醛；Ag、Au用蔗糖等络合剂pH值调节剂防止产生金属氢氧化物沉淀，在酸性溶液 中控制反应速度和防止自然分解乳酸、丙二酸、EDTA酒石酸、柠檬酸、二乙醇胺、三乙醇胺等调节pH值，控制反应速度NHOH KOH NaOH无机酸、有机酸缓冲剂防止溶液工作中pH值波动HBO、CHCOOH无机弱碱盐稳定剂防止自然分解，延长使用寿命Pb2+、Sn2+、MoQ 尿素、硫月尿、a , a -联叱咤、氧化物、苯骈三氮座等含N含S的杂环化合物改善剂在表面活性物质中选择，依化学镀金属种 改善镀层性质，增加光泽防止针孔等类而异现在能用化学镀获得纯金属、合金及复合镀层，按其组成可分为以下各种:1 .纯金属镀层，有 Cuk Sn、Agb Au、Ruh Pd。2 .二元合金化学镀层，主要集中于Ni和Co分别与P和B形成的二元合金，如Ni-P、Ni-B ; Co-P、Co-Bo3 .三元及多元合金化学镀层，如三元合金有Ni-M-P (M=Cr Mo W Ruh Fe、CoNh Cuk Sn Zn、Re) , Ni-

4、M-B (M=Co Ma W Sn) , Co-M-P (M=Nk W Mrj);四元合金有 Ni-W-Sn-P、Ni-W-Sn-B、Co-Ni-Re-P、Co-Mn-Re-P。4 .化学复合镀层，是将金属、金属化合物或非金属化合物微粒加入到化学镀液中，使之均匀地沉积到化学镀层中去的一种技术。按加入的微粒性质可分为三大类：（1）金属化合物如Al 203、TiO2、ZrO2、CrzQ、CeO、TiC、WCCnG、MoS、WSCaE、BaE; （2）非金属化合物如 SiC、BC、BG BN （CF）、金刚石、石墨、聚四氟乙烯；（ 3）金属微粒 如Cr、Ni、Cuk Zr、Nb。将这种复合镀层进行热处理时，可形成新的介稳或非晶态合金相。化学复合镀所用微粒直径为110 d m之间。微粒的化学稳定性要好，不溶于化学镀液中，而且不具备催化活性，否则镀液很快自分解。化学复合镀主要集中于Ni-P镀液，以提高其硬度、耐磨润滑等性能。本章主要介绍化学镀银、铜、钻、银等金属的化学镀方法。（1）镀银化学镀馍已成为国际上表面处理领域中发展最快的工业技术之一，以其优良的性能，在几乎所有的工业部门都得到了广泛应用，

5、每年总产值达10亿美元，而且每年还以 5%- 7%勺速度递增。一、性质和用途用次磷酸钠作还原剂获得的镀层实际上是馍磷合金。依含磷量不同可分为低磷（1%l4%）、中磷（4% 10%和高磷（103 12% 。从不同pH值的镀液中可获得不同含磷 量的镀层，在弱酸性液（pH=45）中可获得中磷和高磷合金；从弱碱性液（pH=810）中可获得低磷和中磷合金。含磷为8%A上的Ni-P合金是一种非晶态镀层。因无晶界所以抗腐性能特别优良。经过热处理（300400C）变成非晶态与晶态的混合物时硬度可高达 HV=1155;化学复合镀层硬度更高， 如Ni-P-SiC，镀态HV=70Q 350c热处理后可达到 HV=130Q 非晶态合金是开发新材料的方向，现已成为工程学科的一大热门。近年低磷化学镀馍是研究开发的又一热点，含磷1%- 4%勺Ni-P合金，镀态的HV=70O,热处理后接近硬铭的硬度，是替代硬铭层的理想镀层，又是可在铝上施镀的好镀种。化学镀层的种类、性质和主要用途，列于表 3-1-2。化学镀馍层与电镀馍层的性能比较，列于表3-1-3 。表3-1-2化学镀馍种类性质和主要用途“种主要性质主要用途Ni-P

6、耐蚀性酸性（7312%P工程上用；碱性（1%尸4%P电子行业，代硬铭Ni-B高耐热、硬度高耐磨，良好的导电 性、焊接性酸性（ 3%B电子工业；碱性（约5%B航空工业。Ni-M-P （M=Cu W Cr、Fe、Zn、NbW MO耐蚀、耐热、磁性能和电阻性能非磁性应用、薄膜电阻器、金属电 阻器、医疗及制药装置、厨房设施Ni-P/SiC、Al 2。、人造金刚石、CFx、PTFE TiOz、ZrOz、Ni-B/TiO 2、ZrO2耐磨性、自润滑性化工、机械、纺织、造纸等工业部 门，如模具、泵、阀门、液压轴、 内燃机汽化部件表3-1-3化学镀馍与电镀馍的性能比较比较项目电镀馍层化学镀银层组成99蛆上Ni92%Nk 8%P （平均值）外观暗至光亮半光亮至光亮结构晶态非晶态密度8.97.9 （平均）厚度均匀性差好硬度（镀态）HV=200- 400HV=500- 700加热硬化无变化HV=900-1300耐磨性相当好极好耐蚀性好（多孔隙）优良（孔隙少）相对磁化率（为364电阻率/ v Q cm1760100热导率/J - cm-1 - s-1 - C-10.160.01 0.02无润滑油磨损0.38有

7、润滑油0.20.2化学镀馍的脆性较大，在钢上仅能经受2.2%的塑性变形而不出现裂纹。在620c下 退火后，塑性变形能力可提高到6%当热处理温度达 840c时，其塑性还可进一步改善。化学镀馍层同钢铁、铜及其合金、馍和钻等基体金属有良好的结合力。在铁上镀覆1012 dm的化学镀馍层，经反复弯曲 180。后未出现任何裂纹和脱落现象。但与高碳钢、 不锈钢的结合力比上述金属差；同非金属材料的结合力会更差些，重要的是取决于非金属材料镀前预处理质量。化学镀馍层的化学稳定性在大多数介质中都比电镀馍高，在大气中曝晒试验、 盐雾加速试验中，其耐蚀性显著地优于馍；在海水、氨和染料等介质中相当稳定。化学镀馍层以其高耐蚀、高耐磨、高均匀性、兼有防腐、装饰及机能方面的作用， 故用途十分广泛，诸如电子和计算机、化学和化工、机械、航空航天、石油和天然气、汽车、 食品加工、医药和纺织等工业部门。具体应用举例：1 .计算机工业主要用于数量巨大的硬盘片铝镁合金上化学镀馍，使其具有足够的硬度以保护铝合金基体不变形和磨损，同时防止基体氧化腐蚀。2 .电子工业除需要耐磨耐蚀的化学镀层外，还大量需要低电阻温度系数、扩散阻挡层及良好

8、的焊接性能的化学镀层。Ni-Cr-P、Ni-W-P等多元合金化学镀层具有低电阻温度系数，在薄膜电阻器的制造中很有用。Ni-B、Ni-P-B、Ni-P等化学镀层的钎焊性接近于金镀层。3 .机器制造工业凡需要耐磨或耐蚀的零部件一般都可用化学镀馍来提高其寿命，如液压轴、曲轴、传动链带、齿轮和离合器、工、卡、模具等。4 .石油和天然气、化学工业化学馍层对含硫化氢的石油和天然气环境，对酸、碱、盐等化工腐蚀介质有优良的抗蚀性，所以在采油设备、输油管道中有广泛用途。在普通钢或低合金钢上镀一层 5070 dm的Ni-P合金，其寿命可提高 36倍。化学工业的容器、阀、 管道、泵等的化学镀银可替代不锈钢和纯银。5 .汽车工业汽车工业中使用化学镀馍是利用其耐蚀、耐磨性能，如形状复杂的齿轮、散热器和喷油嘴、制动瓦片、减震器等等。6 .其它航空业中的喷气发动机的一些零件，陶瓷、轴瓦合金、不锈钢在还原气氛中的结合材料，铝、镁、皱材料制成的航空零部件和电子元件等。二、以次磷酸钠为还原剂的化学镀馍1 .酸性化学镀馍的工艺规范(见表3-1-4 )。2 .碱性化学镀馍的工艺规范(见表3-1-5 )。表3-1-4酸性化学镀馍的工艺规范配方1234567工艺规范含量/g - L -1硫酸（NiSC4 - 7H2。25 302526302530 35氯化银（NiCl 2 - 6H2。）30次磷酸钠(NaHPC - H2C)20 25302410102518 22醋酸钠(NaCHQ)1520101012 17柠檬酸钠(N&QHQ - 2Ho101035葡萄糖酸钠30乳酸（C3HQ） 80%/mL- L -127丙酸（CHCHCCCH2.2硫酸脱10铅离子(ppml22硫月尿(ppm)2pH值4.5 554.54 64 6454.6 5温度/C85 909090 95909030 4085 90沉积速度/ v m-h -112 1520205

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