珍珠镍电镀工艺及其性能.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：珍珠镍电镀工艺及其性能核心提示：在瓦特镍镀液中加入添加剂后获得较稳定的悬浊液利用这种镀液制得珠光效果良好的珍珠镍镀层。考察了添加剂用量、镀液温度与pH、电流密度等工艺条件对珍珠镍镀层外观的影响并对珍珠镍镀层的耐蚀性进行了研究。扫描电镜下观察到珍珠镍镀层表面有无数重叠的圆形凹坑直径约20～30m这些凹坑在光照下会发生较强的漫反射在宏观上表现出柔和的珍珠效果。阳极极化曲线测试结果表明珍珠镍镀层的耐腐蚀性优于半光亮镍镀层。1前言珍珠镍又称缎面镍、沙丁镍(satinnicke1)外观为乳白色光泽柔和内应力低防腐蚀性好是一种优良的防护装饰性镀层。珍珠镍电镀工艺最早出现于20世纪50年代末90年代以后发展很快¨。珍珠镍可以直接作为防护装饰性涂层也可以在珍珠镍上再镀覆其他金属如铬、金、银等形成沙铬、沙金和沙银其防护装饰效果更强。目前珍珠镍镀层已经在汽车装饰、电子产品、日用五金、文化用品等行业中得到广泛应用。早期的珍珠镍镀层是通过机械法制得的这种方法获得的镀层表面粗糙无光泽而且劳动强度大已逐渐被淘汰。目前珍珠镍电镀一般有2种方法：复合电镀法和乳化剂法前一种方法因为珍珠镍镀层光泽度不理想镀液不易维护而使其应用受到限制；后一种方法是在瓦特镍镀液中加入低浊点的非离子表面活性剂形成乳浊液利用液滴在阴极表面的吸附与脱附得到珍珠镍镀层采用这种方法制得的珍珠镍镀层表面有无数重叠的凹坑在宏观上表现出柔和的珍珠效果但在工业生产过程中这种镀液需要配备冷热循环装置操作比较繁琐。本文在大量试验的基础上开发出新型珍珠镍添加剂制备出珠光效果优良的珍珠镍镀层。同时对珍珠镍电沉积工艺进行了全面研究确定了最佳工艺条件并且对珍珠镍镀层的耐蚀性和结合力进行了测试2实验方法2．1赫尔槽实验及挂片实验基础镀液为瓦特型镀镍溶液：250～400g／LNiSO4·7H2O30～50LNiC12·5H2O30～40LHBO。加入添加剂后进行霍尔槽实验和挂片实验确定最佳工艺条件。赫尔槽实验：采用267mL的霍尔槽实验时取约250mL电解液阳极为纯镍板阴极为经过抛光的紫铜片尺寸为100mm×60mm厚度为1mm通过霍尔槽的总电流为2A电镀时间为15rain。挂片实验：镀液体积为500mL阳极为纯镍板阴极镀片为经过抛光的25mm×40mm紫铜片。2．2镀层表面形貌利用捷克TESCAN／TS-5130SB型扫描电子显微镜观察珍珠镍镀层的表面形貌放大倍数分别为500倍、1000倍。2．3镀层的耐蚀性测试利用上海辰华CHI660B型电化学工作站测量珍珠镍镀层在ω=：3．5％NaC1溶液中的阳极极化曲线扫描速率为1mV／s考察珍珠镍镀层的耐蚀性能。3结果与讨论3．1添加剂的用量对珍珠镍镀层的影响添加剂A是由糖精、双苯磺酰亚胺等镀镍光亮剂组成其主要作用是细化晶粒减小镀层的内应力提高或调节镀层的光泽并在一定程度上提高镀液的抗杂能力其用量限制不严但添加量过低镀层没有光泽过高则镀层太亮影响珠光效果一般为2～10mL／L。添加剂B由琥珀酸酯盐类阴离子表面活性剂、羧酸盐类阴离子表面活性剂和季铵盐类阳离子表面活性剂等按一定比例混合组成。当瓦特镍镀液中添加剂B的加入量小于6mL／L时得到的镍镀层珍珠效果很淡此时电极表面形貌如图1(a)所示；而添加剂B的加入量过大(大于20mL／L)时镀镍层应力增大电极表面出现黑点(见图1(b))镀层的珠光效果也很差。一般添加剂B的加入量应控制在6～20mL／L此时可得到珠光效果理想的镍镀层其扫描电镜形貌见图2。从图2中可以看出在珍珠镍镀层表面存在很多重叠的凹坑直径大约在20～30m之间。光照射时镀层表面发生较强的漫反射外观柔和有珍珠效果。添加剂B加入到瓦特镍镀液中会形成许多细小的“乳滴”均匀地分散于镀液中。乳滴表面因吸附阳离子表面活性剂而带正电电镀时这些乳滴在电场的作用下吸附在阴极表面阻止了镍离子在阴极上的沉积乳滴脱附后镍离子则可以正常沉积。这种阴极表面上乳滴的反复吸附、脱附现象导致镀层表面出现了无数的凹坑在宏观上就使镀层产生了珍珠效果。添加剂B含量较少时在阴极表面吸附的乳滴少得到的镍镀层表面凹坑少珠光效果很淡；而添加剂B含量较多时镀液中颗粒在阴极表面大量吸附严重影响了镍的正常沉积镀镍层表面质量变差基本无珠光效果。3．2镀液基础成分对珍珠镍镀层的影响改变镀液中主盐硫酸镍的浓度电镀珍珠镍镀层。镀液中硫酸镍含量在250～400g／L范围内均能得到良好的珍珠镍镀层而且随着硫酸镍