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化学镀镍的动力学介绍

点击次数:更新时间:2012-11-07 11:11:51【打印】【关闭】

在获得热力学判据证明化学镀镍可行的基础上,几十年来人们不断探索化学镀镍的动力学过程,提出各种沉积机理、假说,以期解释化学镀镍过程中出现的许多现象,希望推动化学镀
在获得热力学判据证明化学镀镍可行的基础上,几十年来人们不断探索化学镀镍的动力学过程,提出各种沉积机理、假说,以期解释化学镀镍过程中出现的许多现象,希望推动化学镀镍技术的发展和应用。虽然化学镀镍的配方、工艺千差万别,但它们都具备以下几个共同点: S226;沉积Ni的同时伴随着着H2析出 S226;镀层中除Ni外,还含有与还原剂有关的PBN等元素 S226;还原反应只发生在某些具有催化活性的金属表面上,但一定会在已经沉积的镀层上继续沉积 S226;产生的副产物H+促使槽液pH值降低 S226;还原剂的利用率小于100% 无论什么反应机理都必须对上面的现象作出合理的解释,尤其是化学镀镍一定在具有自催化的特定表面上进行,机理研究应该为化学镀提供这样一种催化表面。 元素周期表中第VIII族元素表面几乎都具有催化活性,如NiCoFePdRh等金属的催化活性表现为是脱氢和氢化作用的催化剂。在这些金属表面上可以直接化学镀镍。有些金属本身虽不具备催化活性,但由于它的电位比镍负,在含镍离子的溶液中可以发生置换反应构成具有催化作用的Ni表面,使沉积反应能够继续下去,如ZnAl。对于电位比镍正又不具备催化活性的金属表面,如CuAgAu、铜合金、不锈钢等,除了可以用先闪镀一层薄薄的镍层的方法外,还可用“诱发”反应的方法活化,即在镀液中用一活化的铁或镍片接触已清洁活化过的工件表面,瞬间就在工件表面上沉积出Ni层,取出NiFe片后,镍的沉积反应会仍然继续下去。化学镀的催化作用属于多相催化,反应是在固相催化剂表面上进行。不同材质表面的催化能力不同,因为它们存在的催化活性中心数量不同,而催化作用正是靠这些活性中心吸附反应物分子增加反应激活能而加速反应进行的。在实际化学镀中工件的催化活性大小与工艺密切相关。人们也不难发现一些并不具备催化活性的表面,如不锈钢、搪瓷、清漆、塑料、玻璃钢等在长期施、机械磨擦、局部温度或pH值过高,或还原剂浓度过高等条件下,由它们制成的容器壁、挂钩上也会显示出催化活性而沉积上镍,温度高的地区更加明显。在工件表面化学镀镍,以次磷酸钠作还原剂在酸性介质中反应式为: Ni2++H2PO-+H2OH2PO3-+Ni+2H+ 它必然有几个基本步骤: S226;反应物向表面扩散; S226;反就硪在催化表面上吸附; S226;在催化表面上发生化学反应; S226;产物从表面层脱附; S226;产物扩散离开表面 这些步骤中按化学动力学基本原理,最慢的步骤是整个沉积反应的控制步骤。 目前,化学镀Ni-P合金有四种沉积机理,即原子氢理论、氢化物传输理论、电化学理论及羟基-镍离子配位理论。
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