化学镀镍是以次磷酸钠为还原剂,经过自催化还原反应而沉积出镍合金镀层的工艺过程。现在所用的化学镀工艺可以说是由美国布伦(Brenner)和里迪尔(Riddle)在1946年发现的,并经以后两年左右的研究,发展成实用的系统。布伦纳和里迪尔发现,镀层中存在很大的内应力,他们将之归因于存在柠檬酸的氧化产物。在试图解决这个问题的过程中,他们加入各种还原剂,包括次亚磷酸盐。他们发现,当使用次亚磷酸盐时,钢管的外表面也镀上了镀层。除此以外,电流效率出乎意料地高达理论值的120%。这些结果的解释是,在电镀的同时还发生了化学反应。他们弄清楚了反应的催化性质,说明了反应发生的条件。虽然发明至今的历史并不悠久,但在化学镀镍工艺在工业中已经得到了广泛的应用,同时它的发展势头至今依旧没有丝毫的衰减。特别是从80年代以来,它已日渐成为表面处理领域中发展速度最快的工艺之一。24261
此后,在美国通用运输公司的零件上,对这种方法产生了极大的兴趣,并用作镀覆运输浓苛性碱槽车内壁的方法。常规电镀方法获得这类镀层已遭失败,他们转向化学镀代替。1955年建立了第一条试生产线,这就在市场上出现了第一个化学镀液,它销售的商标名称为“卡尼根”。在70年代中期至后期,除了卡尼根法外,又开发了也是用次亚磷酸盐的“杜尼-科特”法,同时还出现了用硼氢化钠作为还原剂的“尼包杜”法。论文网
1978~1982年,开发成功了富磷化学镀镍层,标志着化学镀镍技术有了进一步的发展。这些镀层通常是不用重金属或含硫稳定剂,并有玻璃状的非晶体结构。这种金属玻璃,既没有X射线衍射花样的物质,城县某些非常有用的性质,直到现在,一直主要是靠快速冷却熔融金属制备的。
现在欧洲整个化学镀镍的90%以上都是从次亚磷酸盐镀液获得的,只在特殊情况下才使用其他类型的镀液。化学镀镍的理论和工艺研究越来越深入和完善,化学镀镍浓缩液因为其各种优异的性能,现已在国际市场上流通,并且生产厂商之间也渐渐形成激烈的竞争局面。这些事例都说明化学镀镍在工业中的运用越来越广泛的趋势。[3]
现在我国国内已有一支研究、开发化学镀技术的科技队伍,研究单位初步统计已有90多个,这是化学镀技术发展必不可少的人才基础。并且随着化学镀技术本身的不断进步,已成功扩展到:电子、通讯、家电、航空航天、石油化工、军工、纺织、造纸印刷、机车、机械产品等领域。据不完全统计,2007年我国化学镀镍年产值在300亿元以上。尤其是近年来复合化学镀技术的发展进一步扩大了化学镀技术的应用范围,化学镀技术从理论到实践日益完善。化学镀镍技术既施镀工艺简单,又有很强的工程应用特性,已经成为当今材料精饰工业发展最快的功能镀层之一。总的来说,在不远的将来计算机硬盘化学镀镍仍将是化学镀镍的最大市场。化学镀镍在电子工业、轻金属(镁、铝)防护方面将有重要增长,在油田,采矿和化工工业保持稳定,而在汽车工业发展潜力很大。当然,与先进国家相比,我国在化学镀镍的工艺、设备规模、和镀层质量等方面都还有很大的差距,不少同行对此持有相同看法,需要我们同行齐心协力,共商良策,迎头赶上。[4]
研究发展趋势
随着社会的发展,对于涂层的装饰性或某些特殊功能性的要求越来越高,大部分金属以及某些非金属材料如:不锈钢、铝及铝合金、塑料、纤文、陶瓷等在使用前都必须在材料表面上沉积金属。材料金属化的方法很多,如真空镀、离子溅射等,但化学镀技术因其镀件可具有复杂的形状,镀层厚度均匀,且有较高的硬度,较好的耐磨性、耐腐蚀性、电性,因而用作材料表面处理,已引起了人们广泛关注,并且国内外有关专家普遍看好化学镀镍的发展前景。
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