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技術文章

化學鍍的過程

   化學鍍通常稱為無電源電鍍,它是利用還原劑使金屬鹽中的金屬離子還原成原子狀態并在4片表面上沉積下來從而獲得膜層的一種方法.它與化學沉積法同屬于不通電而靠化學反應沉積的鍍膜方法。兩者的區別在于:化學鍍的還原反應必須在催化劑的作用下才能進行,而且沉積反應只發生在鍍件的表面上,而化學沉積法的還原反應卻是在整個溶液中均勻發生的,只有一部分金屬層鍍在鍍件上,大部分則成為金屬粉末沉積下來。也就是說化學鍍的過程是在有催化條件下發生在鍍層(基片)上的氧化還原過程。在這種鍍膜過程中.溶液中的金屬離子被生長著的鉸層表面所催化.并且不斷還原而沉積在基體表面上。因此基體材料表面的催化作用相當重要,周期表中V、Ⅲ族金屬元素都具有在化學鍍過程中所需的催化效應。
   上述的催化劑主要指的是敏化劑和活化劑.它可以促使化學鍍過程發生在具有催化活性的鍍件表面。如果被鍍金屬本身不能自動催化,則在鍍件的活性表面被沉積金屬全部扭蓋之后,其沉積過程便自動停止.相反,像Ni,Co,Fe,Cu和Cr等金屬,其本身對還原反應具有催化作用,可使鍍覆反應得以繼續進行,直到膜厚達到所需厚度并取出鍍件,反應才會停止。這種依靠被鍍金屬自身催化作用的化學鍍稱為自催化化學鍍。一般的化學鍍均是這類自催化化學鍍。白催化化學鍍具有以下特點:
   (1)可在復雜的鍍件表面形成均勻的鉸層;
   (2)膜層孔隙率低;
   (3)可直接在塑料、陶瓷、玻璃等非導體上鍍膜;
   (4)不播要電源,沒有電極;
   (5)鍍層有特殊的物理、化學性質。
   在化學鍍中,所用還原劑的電離電位.必須比沉積金屬電極的電位低,但二者電位差又不宜過大.常用的還原劑有次磷酸鹽和甲醛,前者用來鍍Ni,后者用來鍍Cu.還原劑必須提供金屬離子還原時所需電子,即
                                     M4"+ne- M
   這種反應只能在具有催化性質的鍍件表面_卜進行,才能得到鍍層,并且一旦沉積開始,沉積出來的金屬就必須繼續這種催化功能,沉積過程才能繼續進行,鍍層才能加厚。因此,從這個愈義上講,化學鍍必然是一種受控的自催化的化學還原過程。
   化學鍍鎳是利用鎳鹽溶液在強還原劑次磷酸鹽的作用下,使鎳離子還原成金屬鎳.同時次磷酸鹽分解析出磷,在具有催化表面的基體上,獲得鎳磷合金的沉積膜。其反應過程為

                     H2POO-+ H20一H P03卜+H十+2H
                             Ni2++2H一Ni十2H'
                                 2H一}I:個
                         H2 P02一+H一H2O十OH-+ P
由此得出次磷酸的氧化和鎳離子的還原的反應式為
                 Ni2*'十H2 P(1,一+H2O一HPO,2-十3H'+ Ni


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