在裝飾性塑料電鍍中,為了獲得導電底層,除了采用化學鍍銅外,也采用了鍍鎳,且化學鍍鎳液比化學銅液穩定.
鍍液中各組份的作用
①.硫酸鎳 鍍液主鹽,供給鎳離子.也可以用氯化鎳,但因氯化鎳比硫酸鎳貴,又易結塊,操作不便,故常用硫酸鎳.
②.檸檬酸鹽 檸檬酸鈉、醋酸鈉等都是絡合劑.它與鎳離子形成絡合物,防止產生氫氧化鎳[Ni(OH)2]沉淀,又作緩沖劑防止pH的迅速下降.它能控制鎳離子的濃度,使鍍鎳順利進行.
③.次亞磷酸鈉 次亞磷酸鈉、硫酸肼、硼氫化合物等都是還原劑.通過催化脫氫的作用,綜們能提供活潑的氫原子,把鎳離子還原成金屬鎳.
④.氯化銨 氯化銨和氨水是緩沖劑,用于調節鍍液的pH值.
沉積機理簡介
化學鍍鎳的反應如下:溶液中的次亞磷酸根離子(H2PO2-),在固體催化劑(如鈀等)表面上脫氫,并生成次磷酸根離子(HPO32-)和原子氫(吸附在固體催化劑表面).原子氫很活潑,可使鎳離了還原成金屬鎳,而本身則氧化成氫離子.另外,部分的次亞磷酸根離子同樣地被氫原子還原成單質磷(P),這個反應是周期的進行的,其反應速度取決于固-液界面上的pH值,只有當固液界面的pH值變得足夠低時,反應才會發生.除上述反應外,化學鍍鎳還會發生析氫的副反應.反應式如下：
從以上可以看出:化學鍍鎳沉積出的金屬鍍層,實質上鎳和磷的合金,磷的含量在8%-10%.
影響鍍鎳速度的主要因素
①.鍍液的濃度 堿性鍍鎳液在pH值比較穩定的條件下,鍍鎳速度與鎳離子濃度基本無關,而主要取決于次亞磷酸鹽的濃度.當次亞磷酸鹽成倍地增加時,鍍鎳速度也成倍地增加;當次亞磷酸鹽濃度過高時,鎳的沉積將會在整個鍍液內部及催化表面進行,使鍍液穩定性降低.
②.鍍液的溫度 提高鍍液的溫度,鍍鎳速度加快,但鍍液穩定性下降,使用壽命縮短.同時氨的揮發速度加快,對操作刺激性增強,鍍液中pH值下降快,需要經常調整,否則會降低鍍鎳速度.因此,溫度太高對鍍鎳不利.
③.鍍液的pH值 鍍鎳速度隨pH值的提高而增加,但pH不能過高,否則會降低鍍液的穩定性.此外,pH值越高,氨的揮發速度也就越快.
④.負載量 與化學鍍銅類似,負載量過大,鍍鎳速度迅速降低.負載量過低,鍍鎳速度太快,鍍鎳液穩定性下降;同時,生產性能也差.負載量以低于2.5dm2/L為宜.
化學鍍鎳液的穩定性
含次亞磷酸鹽的化學鍍鎳液比較穩定,在鍍液配方和工作條件正確時,一般都能長期使用,在鍍液本體中沒有鎳的還原反應發生.
化學鍍鎳液分解時的現象是:鍍液顏色由藍逐漸變成藍白色,此時鍍液中的氣泡析出速度由弱變強,可以聞到強烈的氨氣味.若鍍液變成綠色時,不再析出氣泡,氨氣味減弱,這時鍍液的pH值大約在7以下.
化學鍍鎳與化學鍍銅的比較
最近,有不少的科學工作者做了大量實驗,證實了化學鍍鎳層比化學鍍銅層具有更優越的綜合性能.
