仁昌小科：化學(xué)鍍鎳液的穩(wěn)定性研究
眾所周知，在電鍍鎳時金屬離子的不足是靠陽極鎳溶解來補(bǔ)充的，而化學(xué)鍍鎳每時每刻鎳離子的消耗若無處補(bǔ)給，鍍液會逐漸不平衡，需要加鎳鹽補(bǔ)充鎳離子的不足。
隨著化學(xué)鍍的進(jìn)行，還原劑的含量也會發(fā)生變化，一方面反應(yīng)過程消耗還原劑，另一方面還原劑也會被氧化生成有害物質(zhì)。例如以次磷酸鹽作還原劑的酸性鍍液，次磷酸鹽被氧化生成亞磷酸鹽是不可避免的，而亞磷酸鹽對化學(xué)鍍鎳是有害物質(zhì)。此外，鍍液尚有自然分解、PH值隨時改變等問題。
因此，可以說化學(xué)鍍鎳液從一開始使用就存在自然分解、 值變化、主鹽濃度減少、還原劑濃度減少諸多問題，隨時影響化學(xué)鍍鎳液的穩(wěn)定性。這也可以說是化學(xué)鍍鎳工藝難以掌握的原因所在。以上是說明化學(xué)鍍鎳液不穩(wěn)定的根源，具體地分析鍍液不穩(wěn)定的原因，還與鍍液的配制方法、各成分比例、鍍前工件處理、操作工藝條件等因素有關(guān)。
1.關(guān)于鍍液自然分解現(xiàn)象
化學(xué)鍍鎳液使用與不使用都會發(fā)生自然分解現(xiàn)象，出現(xiàn)這種情況若不及時采取有效措施，則自然分解會越來越快。自然分解的表面現(xiàn)象是鍍液產(chǎn)生大量氣泡，嚴(yán)重時溶液會呈現(xiàn)泡沫狀，這時會使鍍層發(fā)黑，或鍍層生成許多形狀不規(guī)則的黑色粒狀沉淀物，使生產(chǎn)無法進(jìn)行下去。除了鍍液生成氣泡外，鍍液的顏色開始變淡。因此當(dāng)發(fā)現(xiàn)鍍液生成氣泡、顏色變淡，這就顯示了鍍液已發(fā)生自然分解，應(yīng)盡快進(jìn)行處理，如補(bǔ)加絡(luò)合劑等，使其不再繼續(xù)分解。
2.鍍液的成分配比影響
(1)次磷酸鹽濃度的影響 如果鍍液中次磷酸鹽濃度過高，雖可以提高沉積速度，但會造成鍍液的自然分解，尤其對于酸性鍍液，且當(dāng) PH值偏高時，鍍液自然分解的趨勢就會愈嚴(yán)重。當(dāng)次磷酸鹽濃度過高時，加速了鍍液內(nèi)部的還原作用，這時如存在其他不穩(wěn)定因素(局部溫度過高、在加熱器附近或有混濁沉淀物等)特別容易誘發(fā)鍍液自然分解。
此外，溶液中次磷酸鹽含量過高，容易產(chǎn)生亞磷酸鹽的沉淀。因為當(dāng)次磷酸鹽含量過高時且 值也偏高時，亞磷酸鎳的允許濃度(稱為極限濃度，高于此濃度即會生成沉淀)就大大降低，在較低濃度下就會發(fā)生沉淀，使鍍液處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
(2 )鎳鹽濃度的影響 如果溶液中鎳鹽濃度偏高，且 PH值也較高時，就容易生成亞磷酸鎳和氫氧化鎳沉淀，使溶液混濁，極易發(fā)生自發(fā)分解現(xiàn)象。
(3)絡(luò)合劑含量的影響 絡(luò)合劑應(yīng)選擇合適，既能充分地絡(luò)合鎳離子，又能提高鍍液中亞磷酸鎳的沉淀點。試驗表明，當(dāng)鍍液中鎳鹽濃度、溫度、PH值一定時，亞磷酸鎳在溶液中的溶度積也是一定的。這時如果溶液中絡(luò)合劑濃度偏低，同樣能降低亞磷酸鎳的允許濃度，使鍍液不穩(wěn)定。
(4) 值調(diào)整劑含量的影響 在鍍液中其他成分不變的條件下，如果過高地增加值調(diào)整劑的濃度，容易產(chǎn)生亞磷酸鎳及氫氧化鎳沉淀;同時也易加速還原劑的分解。
亞磷酸鹽的允許濃度與溶液 值有著密切的關(guān)系，石橋等人試驗結(jié)果證明，當(dāng)PH=4.0時，極限濃度為 0.25mol/L; PH=5.0時，極限濃度為0303mol/L ; PH=6時,極限濃度為0.003mol/L。說明PH值越高，亞磷酸鹽濃度的允許極限濃度越低。因此，可以看出，當(dāng)酸性鍍液的pH值高于5后，鍍液穩(wěn)定性變壞。
在酸性鍍液加入乳酸，在堿性鍍液加入檸檬酸鹽，不僅對鎳離子有絡(luò)合作用，而且有提高亞磷酸鹽極限濃度的作用。
3.鍍液配制方法的影響
還原劑：次磷酸鹽在配制時加得過快或未完全溶解，都會使局部的次磷酸鹽含量過高，而產(chǎn)生亞磷酸鎳沉淀，造成鍍液不穩(wěn)定。
加堿過快：配制溶液時或生產(chǎn)過程中調(diào) 值時，加堿時不能過快，否則會使鍍液局部的 值過高，容易產(chǎn)生氫氧化鎳沉淀。
配制溶液時的順序：配制溶液時順序不當(dāng)也會造成鍍液不穩(wěn)定，前面已論述按一定順序加配溶液的重要性。
鍍前處理的影響：鍍前處理是電鍍工作者十分重視的工序，它不僅影響電鍍件的質(zhì)量，同時還會影響到鍍液的穩(wěn)定性。因為將鍍前處理的酸性或堿性溶液帶入鍍槽，會污染鍍液，并會使化學(xué)鍍鎳液的pH值發(fā)生變化。如果將其他具有催化活性的金屬雜質(zhì)帶入鍍液，就可能成為溶液自發(fā)分解的觸發(fā)劑。因此鍍件在進(jìn)入鍍槽前必須清洗干凈，尤其是需要用鈀鹽活化后才能進(jìn)行化學(xué)鍍鎳的非金屬零件，若未將鈀金屬離子清洗干凈而將其帶入鍍槽，將在其上優(yōu)先還原出鎳，沉淀在鍍液中，對鍍液穩(wěn)定性影響極大。
4.操作工藝方法的影響
局部過熱：化學(xué)鍍鎳槽如果采用電爐、蒸汽直接加熱，就會使鍍液局部過熱(溫度超過96度)，且當(dāng)pH值偏高時，很容易引起鍍液自然分解。
鍍液負(fù)荷：鍍液的負(fù)荷過高或過低，尤其在負(fù)荷過低時對槽液穩(wěn)定性影響較大，因為此時沉積速度過高，所獲得的鍍層比較疏松，鎳結(jié)晶顆粒可能從鍍層上脫落到鍍液中，而形成自催化還原中心，促使溶液自發(fā)分解。
工裝：使用的工裝夾具，應(yīng)進(jìn)行防蝕保護(hù)，以防止鍍液對其腐蝕，否則一旦掛具被腐蝕，勢必會增加鍍液的雜質(zhì)，而影響鍍液的穩(wěn)定性。
本司的RC-2010全光亮酸性化學(xué)鍍鎳工藝特點：
循環(huán)壽命長，可達(dá)8-10個循環(huán)（Metal Turn Over），[循環(huán)含義為每升鍍液將全部鎳鍍出再補(bǔ)加到開缸時的鎳含量稱為一個循環(huán)，一個循環(huán)至少可沉積鍍層900dm2·μm]；
a、鍍速可達(dá)20-22μm/h；
b、深鍍能力強(qiáng)、均鍍能力強(qiáng)，完全達(dá)到“仿型效果”；
c、硬度高、耐腐蝕能力強(qiáng)；
d、鍍層孔隙率低，10μm無孔隙；
e、耐磨性好，優(yōu)于電鍍鉻；
f、可焊性好,能夠被焊料所潤濕;
g、電磁屏蔽性能好,可用于電子元件及計算機(jī)硬盤；
h、鍍層為非晶態(tài)，非磁性Ni-P合金
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