化学镀镍的研究进展

#综述#镁合金化学镀镍工艺研究进展Advance in Research of E lectroless Nickel Plating on Mg Alloys贺海丽,郑兴周,王桂香,董国君,张密林(哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,黑龙江哈尔滨150001)HE Hai-li,ZHENG Xing-zhou,WANG Gui-xiang,DONG Gou-jun,ZHANG Mi-lin (College of Materials Science and Che mical Engineering,Harbin Engineering University,Harbin150001,China)摘要:镁合金以其质量轻、比强度高、成型性好等优点备受人们关注。

但是镁的电极电位比较低,容易被腐蚀,因此,使其应用受到限制。

在镁合金表面进行化学镀镍,生成一层光滑、平整、致密的镍镀层,能有效地提高镁合金的耐蚀性能。

关键词:镁合金;化学镀镍;浸锌Abstract:Mg alloys are favored by people owing to their features of li ght weigh t,high strength/weight ratio and good electromagnetic shielding properity,etc.,but they are corroded easily because of q uite low electrode potential,therefore the applications of Mg alloys have been restricted.By forming a bright,flat and compact nickel coating on Mg alloys surface through electroless nickel plating,the corrosion resistance of Mg alloys can be effectively improved.Key words:Mg alloy;electroless nickel plating;zinc immersion中图分类号:TQ153文献标识码:A文章编号:1000-4742(2007)03-0001-030前言镁元素在地壳中的储量极其丰富,居第六位。

引言概述：
化学镀镍磷合金工艺是一种常用的金属表面处理方法，具有较高的耐腐蚀性和耐磨性。

本文旨在综述相关的研究文献，深入探讨化学镀镍磷合金工艺的研究进展、工艺参数优化、合金特性及其应用领域。

正文内容：
1.工艺研究进展
1.1传统化学镀镍磷合金工艺
1.2改进型化学镀镍磷合金工艺
2.工艺参数优化
2.1镀液成分优化
2.2温度和镀液pH值优化
2.3电流密度和镀液搅拌速度优化
2.4镀液中添加剂优化
3.合金特性研究
3.1镀层结构和成分分析
3.2镀层显微硬度和耐磨性研究
3.3镀层的结晶性质和晶体生长机制
4.应用领域
4.1电子电镀应用
4.2汽车工业应用
4.3航空航天应用
4.4冶金工业应用
4.5其他领域应用
5.工艺优缺点及未来发展趋势
5.1工艺优点
5.2工艺缺点
5.3未来发展趋势
总结：
综合上述研究文献，化学镀镍磷合金工艺在金属表面处理中具有广泛的应用前景。

不论是传统工艺还是改进工艺，都可以通过优化工艺参数来提高镀层的性能。

相关的合金特性研究有助于深入了解镀层的显微硬度、耐磨性等性能指标。

不同领域都可以找到该工艺的应用，例如电子电镀、汽车工业和航空航天等。

该工艺也存在一些缺点，如镀层中可能含有杂质等。

未来的发展趋势应该在提高工艺的经济性、环境友好性和镀层性能方面进行进一步的研究与改进。

镁合金化学镀镍工艺的研究综述（一）引言概述：镁合金作为一种轻质高强度材料，在汽车、航空航天等领域具有广阔的应用前景。

然而，其普遍存在的低耐蚀性和表面活性问题限制了其进一步应用。

镀镍是一种常用的提高镁合金耐蚀性和表面性能的方法。

本文旨在对镁合金化学镀镍工艺进行研究综述，探讨其机理和发展趋势，以期推动镁合金化学镀镍工艺的进一步发展。

正文：1. 镁合金化学镀镍工艺的基本原理1.1 镀镍工艺的定义和目的1.2 镁合金表面处理对化学镀镍的影响1.3 镀镍工艺的反应机理2. 镁合金化学镀镍工艺中的关键技术2.1 镀液的组成和配方2.2 镀液的工艺参数控制2.3 镀前处理工艺的改进2.4 镀后处理工艺的优化2.5 镀层性能的评价方法3. 镁合金化学镀镍工艺的研究进展3.1 不同类型的镁合金化学镀镍工艺比较3.2 新型镀液的研究和应用3.3 表面活性剂在镀液中的应用研究3.4 镀液回收和循环利用的技术3.5 镀层微观结构与性能的关联研究4. 镁合金化学镀镍工艺的应用展望4.1 镁合金化学镀镍在汽车领域的应用前景4.2 镁合金化学镀镍在航空航天领域的应用前景4.3 镁合金化学镀镍工艺与环境保护的关系4.4 镁合金化学镀镍工艺的经济性和可行性4.5 镁合金化学镀镍工艺的未来发展趋势总结：镁合金化学镀镍工艺的研究涉及到镀液的组成、配方和工艺参数的控制，镀前和镀后处理工艺的改进，镀层性能的评价方法等众多方面。

目前，研究人员已经取得了一定的进展，但也存在一些问题亟待解决。

因此，未来的研究重点应放在新型镀液的研究和应用、表面活性剂的使用、镀液回收和循环利用技术等方面。

预计随着研究的深入，镁合金化学镀镍工艺将在汽车和航空航天等领域得到更广泛的应用。

此外，我们也应意识到环境保护和经济可行性在镁合金化学镀镍工艺研究中的重要性，并将其纳入未来研究的考虑范畴。

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以下是中国化学镀镍行业的发展历程与现状。

发展历程。

1. 起步阶段（20世纪60年代至80年代）。

中国化学镀镍行业起步于上世纪60年代，当时主要依赖进口技术和设备。

在80年代初，国内开始引进国外化学镀镍技术，逐步建立了一些化学镀镍生产线，但产能规模有限，技术水平相对较低。

管理及其他M anagement and other镁合金化学镀镍的研究进展探析杜卫超摘要：镁属于现阶段最轻的结构金属材料之一，在电子工业、汽车制造、航天航空等相关领域中有着十分广泛的运用前景。

由于其耐腐蚀性较弱，导致其应用范围受到了限制。

通过化学镀镍技术，能够有效加强镁合金表面耐腐蚀性，但因为镁存在高化学与电化学活性，其在化学镀镍的过程中极易腐蚀，进而对化学镀层性能产生影响。

本文主要对镁合金化学镀镍的研究情况进行了综述，最后提出了当前镁合金化学镀镍存在的问题。

关键词：镁合金；化学镀镍技术；镀层性能镁合金而言，是一种典型的轻金属材料，且具有环保功能，在材料学科与社会发展方面，有着较高的开发与应用价值。

金属镁，密度小、强度高、加工容易，但其铸造性较差，并存在耐腐蚀性与耐磨性弱以及易燃等不足。

通过深入研究发现，纯镁机械结构性能不强，结合实际需求，需合理运用镁低密度的特点，提高工业耐磨性、耐腐蚀性以及阻燃性等。

所以，对于镁合金而言，其性能特征多样化。

镁合金拥有许多优点，如密度是铝的三分之二，是铁的四分之一。

同时，该材料还具有强大的导热、导电功能，且尺寸稳定、电磁屏蔽性与减震性较强，并且还能够进行加工与再循环。

综上，镁合金优势多样，成为了研究的主要对象，相关研究人员应致力于将其打造成为现代电子产品外壳、轻装车辆的完美代替品。

1 镁合金化学镀镍技术的应用背景分析对于镁合金化学镀镍技术而言，其运用广泛，市场前景特别广。

例如，航空领域中可随处见到镁合金的身影，如通信卫星的基板、顶部收集器、行波管发射器，拥有耐腐蚀性强与钎焊性良好等特点，同时长期处在高温环境下其化学镀镍层也不会出现降解的现象。

所以镁合金外壳也成为了航天飞机电子线路卡（航天飞机的电子线路卡（Electronic Circuit Card，简称 ECC））的首选，镀金处理前，底层设定为化学镀层。

在机械工业领域中，有的部件选择控制镁合金质量的方法，对能源消耗进行有效地控制。

碳钢化学镀镍工艺研究碳钢化学镀镍是一种常用的表面处理技术，能够在碳钢表面形成一层均匀、致密、具有良好耐腐蚀性能的镀镍层，从而提高碳钢的耐蚀性和机械性能。

在碳钢化学镀镍工艺研究中，主要包括前处理、镀液配方、电镀参数和后处理等方面。

首先，碳钢化学镀镍的前处理是确保镍镀层能够牢固附着在碳钢表面的重要步骤。

前处理主要包括去油、除锈和表面活化等。

去油是通过碱性溶剂或表面活性剂去除油、脂和污垢。

除锈通常采用酸性溶液，如盐酸或硫酸，去除碳钢表面的氧化铁皮。

表面活化是通过酸洗或电解方法，去除氧化膜，提高表面粗糙度，以利于镍镀层的附着力。

其次，镀液配方对于碳钢化学镀镍的质量和性能起到关键作用。

镀液的主要成分包括镍盐、酸、络合剂和添加剂等。

镍盐通常选择硫酸镍或氯化镍，作为镀液的镍源。

酸的选择通常是硫酸、硝酸或醋酸等，以调节镀液的pH值。

络合剂是增强镀液中镀镍离子稳定性和镀层均匀性的重要成分。

添加剂的选择通常根据不同的要求，如改善光亮度、增强附着力等。

在电镀参数方面，包括温度、电流密度和镀液搅拌速度等。

温度对镀层的致密性和附着力有重要影响。

温度过低会导致镀层孔隙度增加，附着性下降。

电流密度是控制镀层厚度和均匀性的重要参数。

适宜的电流密度可以提高镀层厚度，但过高会产生应力和孔洞。

镀液搅拌速度会影响镀层的均匀性和光亮度。

最后，碳钢化学镀镍后需要进行适当的后处理，以提高镀层的性能。

后处理主要包括清洗和退火。

清洗可以去除镀液残留和不良杂质，保持镀层的光亮度和一致性。

退火能够消除镀层内部应力，提高其耐腐蚀性能和机械性能。

综上所述，碳钢化学镀镍工艺研究的关键点包括前处理、镀液配方、电镀参数和后处理等方面。

这些步骤的合理选择和控制，能够得到质量良好、性能稳定的碳钢化学镀镍层。

对于碳钢产品的耐蚀性和机械性能提升具有重要意义。

目的和意义化学镀（Chemical plating）,又称为无电解镀（Eletro less plating）。

因为在工件施镀的过程中，虽说电子转移，但无需外接电源，工件表面层完全是靠化学氧化还原反应实现的。

化学镀的生命是比较年轻的，比起传统的电镀要年轻100多岁，知道20世纪70年代后期才逐步被我国所认识和重视。

1975年开始出版了有关科学书籍，1992年全国召开了首届化学镀镍会议，其后每两年召开一届，从此在我国揭开了化学镀镍技术的新篇章。

化学镀的发展史主要还是化学镀镍的发展史。

因为化学镀镍技术研究得比较早，技术比较成熟，而且应用比较广泛。

目前世界上应用的最好和最广泛的国家，要算美国、德国、法国、英国、意大利、西班牙、瑞士等国家，尤其是美国，她基本上摒弃了传统的电镀工艺，取而代之的是全国大约900多家化学镍工厂，广泛服务于计算机、电子、阀门、航天、汽车、食品、化工、机械、纺织、钢铁等多个领域和行业，且逐步全方位的渗透到社会的各个方面。

化学镀镍所获得的镀镍层，由于自身的突出特点和优异性能，越来越被广大的用户认同和接受。

它的最突出特点是镀层具有高耐腐蚀性、高耐磨性及高均匀，即三高特性。

化学镀镍层多半是以镍磷、镍硼为为基础的多元合金镀层和复合镀层，镍磷合金镀层占有绝大多数，化学沉积的镍-磷镀层随着磷的含量的增加，其组织结构的转变，是由极细小的晶体变成微晶（尺寸约为5纳米，电镀镍的晶粒尺寸约为100纳米），最后变为完全的非晶体（类似液体的原子无序排列）。

正是这种非晶态结构（不是唯一，但是很重要的一点），由于没有晶界、位错及成分偏析等现象，使之在腐蚀介质中不太容易形成腐蚀微电池从而在耐化学腐蚀、耐气体腐蚀以及耐色变性方面表现极为优异。

例如：在5%HCl溶液中，含磷量10.9%(质量分数)的化学镀镍磷合金镀层，其耐蚀性比1Cr18Ni9Ti不锈钢高出10倍；在10% HCl溶液中，则要高出20倍以上。

即使在气相或液相H2S介质中，镍磷合金镀层的腐蚀速率均比1Cr18Ni9Ti不锈钢要低。

化学镀镍的研究进展材科090123 李德摘要：介绍了化学镀镍国内外研究情况和发展趋势及应用。

简单介绍了什么是化学镀镍，和化学镀镍的机理：“原子氢理论”和“氢化物理论”。

重点指出化学镀镍液成分的合金化、稀土化、添加剂复合化等。

提及环保型化学镀镍。

并对我国镀镍技术的发展进行了展望。

关键词：化学镀镍；研究进展；镀液成分；环境保护。

前言：化学镀镍工艺简便，成本低廉，镀层厚度均匀，可大面积涂覆，镀层可焊性良好，若配合适当的前处理工艺，可以在高强铝合金和超细晶铝合金等材料上获得性能良好的镀层，因此在表面工程和精细加工领域得到了广泛应用。

例如不锈钢钢件转动轴、动配合件等的化学镀镍，可改善镀层的均匀性和自润滑性；磷肥厂的风叶轮原来使用橡胶或玻璃钢衬层防腐，因磷酸尾气中含有氟化氢等强酸性气体，且使用温度高，使用寿命仅有4个月左右（发生脱层和脆性破裂现象），改为化学镀镍后使用寿命延至两年左右，保证了生产的安全运行，又节约了4%的资金；汽车工业利用化学镀镍层非常均匀的优点，在形状复杂的零件上，如齿轮、散热器和喷油嘴上采用化学镀工艺保护。

镀上10微米左右的化学镀镍层的铝质散热器具有良好的钎焊性。

齿轮上化学镀后尺寸误差十分容易地保持±0.3～0.5微米。

用在喷油器上的化学镀镍层，可以提供良好的抗燃油腐蚀和磨损性能，通常，燃油腐蚀和磨损会导致喷油孔的扩大，因此喷油量增大，使汽车发动机的马力超出设计标准，加快发动机的损坏。

化学镀镍层可以有效地防止喷油器的腐蚀、磨损，提高发动机的可靠性和使用寿命。

化学镀镍具有高耐蚀性、高耐磨性和高均匀性“三高特性”，因此化学镀镍由于自身的突出特点和优异性能，越来越被广大用户认同和接受。

正文：一、化学镀镍的简介化学镀镍的历史与电镀相比，比较短暂，在国外其真正应用到工业仅仅是70年代末80年代初的事。

1844年，A.Wurtz发现金属镍可以从金属镍盐的水溶液中被次磷酸盐还原而沉积出来。

镁合金化学镀镍技术的研究现状及发展趋势马安博　（西安航空职业技术学院，陕西西安　７１００８９）摘要：通过化学镀镍来改善镁合金表面耐蚀性能是一种环保型的表面处理工艺方法。

介绍了镁合金化学镀镍技术的应用背景和镁合金化学镀镍技术的研究现状以及目前存在的问题。

最后，对新型镁合金微弧氧化－化学镀镍复合工艺及其应用前景进行了探讨。

关键词：镁合金；化学镀镍；微弧氧化；耐蚀性中图分类号：ＴＧ１４６．２２；文献标识码：Ａ；文章编号：１００６－９６５８（２０１７）０５－０００１－０４ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－９６５８．２０１７．０５．００１　收稿日期：２０１７－０１－１７稿件编号：１７０１－１６４９作者简介：马安博（１９８６—），男，讲师，主要从事有色金属热处理与表面处理研究工作．镁合金具有比强度高，导热导电性好，阻尼减振性好，铸造性能、切割加工性能优良，抗冲击能力好等优点，同时具有无磁性及电磁屏蔽特性。

镁合金的这些优势使其广泛应用于汽车工业、航空航天、军事工业、化工、电子工业、能源工业、生物医学等方面[1]。

但镁的标准电极电位低、电负性强，因而其化学性质非常活泼。

固态镁在潮湿空气中很容易氧化，虽然可以生成氧化膜但比较薄且疏松，易溶于水，所以氧化膜不能保护镁合金在使用的过程中不受到介质的腐蚀，从而导致镁及其合金在应用中受到很大程度的限制，并制约了镁合金的发展[2]。

同时，在实际应用过程中，比如汽车工业、航空航天等领域，不仅要求镁合金满足耐磨性好、光洁美观等需求，还要具有良好的耐蚀性。

因此如何提高镁合金的耐蚀性成为其发展前景中的关键问题[3-4]。

化学镀在许多领域已逐步取代电镀，成为一种环保型的表面处理工艺。

而化学镀镍是化学镀中应用最为广泛的一种方法，因其镀镍层具有优良的均匀性、硬度、耐磨和耐蚀性等综合物理化学性能，该项技术已广泛应用于电子、航空、航天、机械、精密仪器、日用五金、电器和化学工业中。

科技专论化学镀镍的发现、现状与发展云锡研究设计院 张振华【摘 要】化学镀镍是化学镀发展最快的一种，其镀层具有优秀的均匀性、硬度、耐磨和耐蚀性等综合物理化学性能，在航空航天工业、汽车工业、机械工业、阀门制造业等领域有着广泛的应用。

本文从化学镀镍的发现开始，概述化学镀镍的现状与发展。

【关键词】化学镀镍；应用；现状；发展1、前言化学镀镍又叫无电解镀镍,是指在不用外加电流的情况下,在同一溶液中使用还原剂使金属离子在具有催化活性的表面上沉积出金属镀层的方法。

从化学镀镍的最初发现到目前的成功商品化，经历了不算太短的发展史。

2、化学镀镍的发现与现状1844年A.W urtz通过亚磷酸盐还原镍盐得到了金属镍的镀层，1911年，Bretean发表了有关化学镀镍的研究报告，认为沉积过程是镍与次亚磷酸盐的催化反应，这一结论标志着对化学镀镍认识的突破。

1916年Roux从柠檬酸盐一次亚磷酸盐体系中得到了镀镍层，并注册了第一份化学镀镍专利，此时的化学镀镍液还极不稳定，自分解严重，只能得到黑色粉末状的或镍镜附着物镀层。

1944年美国国家标准局（NBS）从事轻武器改进研究的A.Brenner和G.Riddel在对枪管内壁进行电镀热硬性较好的镍钨合金时发现枪管外壁也镀上了镍，而且其电流效率高达130%。

进一步的实验证实这是由于次亚磷酸钠催化还原镍引起的。

严格意义上说这才是真正的化学镀镍，因为1916年Roux所得到的黑色粉末是一种自发的化学反应产物，而化学镀是通过自催化反应获得光滑、结合良好的金属镀层，反应过程是不一样的。

1946年和1947年，A.Brenner和G.Riddel发表了研究报导。

化学镀镍的应用研究比基础研究晚了10年，美国通用运输公司（GATC）技师G.Gutzeit对化学镀镍的溶液组成和工艺参数进行了系统的研究，为化学镀镍的工业应用奠定了基础。

Kierg等人指出，对于沉积速度，镍盐和次亚磷酸盐的浓度比例是重要条件，Taltneg和Gutzeit发现加入适量浓度的毒化剂可以稳定化学镀镍液，以防止随着黑色粉末的形成，溶液自然分解，使镀液失效。

碳纤维金属化镀镍的研究进展【摘要】本文介绍了碳纤维增强金属基复合材料的应用，阐明了碳纤维镀镍的意义，综述了碳纤维表面预处理的几种常见方法，分析比较了化学镀，电镀，溶胶-凝胶法，复合镀，化学气相沉积等几种碳纤维镀镍方法以及这些方法的优缺点。

【关键词】化学镀；电镀；化学气相沉积【Abstract】The application of carbon fiber reinforced metal matrix is introduced. the significance of carbon fiber with nickel plating is illustrated. several common methods of surface pretreatment of carbon fiber are summarized. several methods such as the chemical plating，electroplating，sol-gel method，composite plating，chemical vapor deposition and the advantages and disadvantages of these methods are analyzed and compared.【Key words】Chemical plating；Electroplating；Chemical vapor deposition0 引言碳纤维（Carbon fiber）是由聚丙烯腈纤维、沥青纤维或粘胶纤维等经氧化、炭化等过程制得的含碳量在90%以上的纤维。

碳纤维具有比强度高、比模量高、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能。

由于这些优良的性能，使碳纤维在许多领域得到广泛的应用[1-2]。

碳纤维作为增强材料使用性能是非常理想的，在航空航天、生物材料、民用军用和工业领域都有许多应用，但是碳纤维与某些金属的润湿性不好，容易发生固溶反应，化学相容性不好等缺点，使碳纤维的应用范围受到一定限制。