自1946年美国第优尔届国际金属表面处理会议上 Williams等发表的电镀镍复合材料以来,化学复合镀技术有了很大的发展[11]。
化学复合镀的工艺,如阴极电流密度,pH值,镀液温度,搅拌强度,镀液中金刚石的加入量,施镀时间等对复合镀层中固体微粒的含量以及镀层的微观结构有直接的影响,而镀层中微粒的含量是影响复合镀层性能最关键的因素。
Malathy [12]等研究复合电镀时发现,当pH值为3.5左右时,镀层中的金刚石含量达到最大值,很多研究[13-15]发现,随着镀液pH值的增大,镀层中微粒含量先是上升然后下降。
镀液中微粒的含量是影响其在镀层中含量最重要的因素之一。通常情况下,镀液中固体微粒加入量越高,悬浮在镀液中的固体微粒就越多,单位时间内通过搅拌作用到达阴极表面的微粒数量也越多,微粒进入镀层的概率也就越大。因此,在适当的搅拌强度下,可以通过增加微粒的加入量来增加其在镀层的含量,最后趋向于一个极限。
阴极电流密度对镀层中微粒的含量影响是多方面的,体系不同,结果也就不一样。Malathy等研究发现镀层中金刚石的含量随着阴极电流密度的增加而减少。而吴继勋等[16,17]却发现镀液中固体微粒的浓度不同,最佳电流密度也不同,但是电流密度的增加一定会使镀层晶粒变大。8175
随着温度的升高,溶液分子的热运动加快,镀液的粘度减少,有利于复合镀液稳定分散并加快了镀液中固体微粒的迁移速率,复合镀层中固体粒子的含量升高。Snaith[18]和郭鹤桐等[19]研究发现微粒在复合镀层中的含量随电镀操作温度的上升而下降。
搅拌强度对微粒复合沉积的影响是双重的:一方面,提高搅拌强度,镀液流动的速度逐渐加快,微粒在镀液中分散越均匀,悬浮的固体微粒逐渐增多。另一方面,搅拌强度过大,微粒在镀液中的运动速度也加快,与阴极表面接触的微粒虽然多,但液流对阴极的冲刷作用也越大。因此,随搅拌速度的加快,镀液中微粒的含量先增加后减少。
一些其他因素对复合电沉积也有影响,如微粒表面电荷,表面活化剂,电极表面状况等对镀层中微粒的含量以及镀层的性能也有影响。
我国对化学镀以及化学复合镀镀液以及其工艺研究较多,但是着其中仍然存在很多问题,比如镀液稳定性较差,镀液成分和工艺参数对镀层质量的影响等。
总而言之,微粒的加入能使复合镀层硬度和耐磨性有所提高,并可根据粒子的性能满足不同的使用要求。目前,化学复合镀工艺方面的研究已日趋成熟,但是机理和化学镀层性能方面的研究仍是研究的热点。
相比于国际的化学镀市场,我国的化学镀镍市场起步晚、规模小,但是由于我国制造工业的迅速发展,近十几年化学镀行业内的积极交流,我国化学镀得到了极其迅速的发展。 国内外有关专家普遍看好化学镀镍的发展前景。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。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,这需要我们同行齐心协力,共商良策,迎头赶上。 化学复合镀国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_6409.html