实验原理
2.3.1 电镀机理
硫酸盐镀镍溶液是简单盐电解液,镍的原子结构决定了镍的置换作用小,所以不需要采用任何络合剂,就可以从简单的镍盐溶液中电解出金属镍,该电解液属于弱酸性,PH<6。同时,氢在镍层上的超电压小,也就是说镍有吸氢程度较大,故伴随有析氢副反应。阴极反应式如下:
Ni2++2e→Ni ↑
java论文外文文献及译文2H++2e→H2↑ (2.1)
镀镍的阳极采用电解镍板,正常状况下,阳极电化学溶解成镍离子,以补充镀液中消耗的镍离子,反应式如下:
Ni—2e → Ni2+ (2.2)
但是镍阳极很容易钝化,在表面生成一层褐色氧化膜,导致阳极溶解停止,而产生析氧反应。反应式如下:
2H2O—4e → 4H++O2 ↑
2Ni+3(O)→ Ni2O3 ↓(褐色) (2.3)
所以在硫酸盐镀镍镀液中常加入阳极活化剂,如:氯化钠或氯化镍等。
2.3.2 工艺规范
a. 镀液配方
硫酸镍:NiSO4·H2O 280g/L
氯化镍:Nicl2·6H2O 60g/L
硼 酸:H3BO3 45g/L
温度: 50-60℃
PH值: 4.0-4.4
D K: 3-8A/dm2
搅拌方法: 空气搅拌
过滤方法: 连续过滤
阳 极: 镍板或镍块
b. 各个成分的作用
硫酸镍:主盐,提供镀层所需的Ni2+,含量高沉积速度快,量低镀层结晶细致,但高区易烧焦。
氯化镍:活化剂,能提高溶液的导电性,增加毒液的极化度,使镀液的分散能力改善。量高时,会引起阳极过腐蚀,本文来自辣&文*论~文'网,
毕业论文 www.751com.cn 加7位QQ324,9114找源文产生大量阳极泥使镀层粗糙形成毛刺;含量低,阳极易钝化。
硼酸:PH值缓冲剂,镀镍时由于氢离子在阳极的放电作用,会使镀液的PH值逐渐上什。当PH值过高时,阳极周围的氢氧根会以金属氧化物的形式夹杂在镀层中,使镀层的外观和机械性能恶化。加入硼酸后,因硼酸在水溶液中离解出氢离子,对镀液的PH起缓冲作用,使镀液PH值相对稳定。硼酸含量低,缓冲作用差,PH值不稳定。如含量太高,因硼酸的溶解度小,易形成结晶析出,造成毛刺和成本浪费。
温度:提高温度,可以使镍离子向阳极扩散速度加快,使阳极附近的浓度差极化降低,所以能提高电流密度,使镀层沉积速度加快。如温度过高,易造成镍盐水解,尤其是镀液中铁杂质较多时,水解产生的氢氧化铁会使镀层产生针孔毛刺,应特别注意。如温度过低,镀层光亮范围窄,同时光亮度也差,当电流稍高时即易烧焦。
PH值:一般情况下亮镍的PH值控制在4.0-4.4之间,因为在这样的PH值条件下,如PH值过低,H+将参与在阳极放电,使镀镍的阴极电流效率降低,镀层易产生针孔;PH过高,呈浑浊,使氢氧化物杂质在镀层内,使其机械性能下降。
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