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《化學(xué)鍍技術(shù)的回顧與展望》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、化學(xué)鍍技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用化學(xué)鍍技術(shù)的發(fā)展過程與應(yīng)用周崎,張震坤(廣東檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心,廣州,510623)摘要:本文回顧了化學(xué)鍍的發(fā)展過程和研究現(xiàn)狀,重點(diǎn)分析了化學(xué)鍍鎳在工程和電子工業(yè)中的應(yīng)用,最后討論了化學(xué)鍍的研究趨勢(shì)。關(guān)鍵詞:化學(xué)鍍,發(fā)展過程,工程,電子工業(yè),應(yīng)用DevelopmentandApplicationofChemicalPlatingZhouQi,ZhangZhengkun(GuangdongInspectandQuarantineBureauTechniqueCentre,Guangzhou,5
2、10623)Abstract:Thistextrecallthedevelopmentofthischemicalplatingprocessandthestatusquoofstudy,focusonanalysisofthechemicalplatingnickelintheapplicationofengineeringandelectronicindustries,discusstrendsinchemicalplatingatlast.Keywords:chemicalcompositionplatin
3、g,development,engineering,electronicindustry,application1.概述化學(xué)鍍實(shí)在金屬的催化作用下,通過可控制的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生金屬沉積的過程。它被稱為自催化鍍(AutocatalyticPlating)或無電鍍(ChemicalCompositionelectrolessplating)。實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍應(yīng)具備下述條件:1.溶液中還原劑被氧化的電位要顯著地與金屬離子被還原的電位,以使金屬有可能在薺菜上被沉積出來。2.配好的溶液不產(chǎn)生自發(fā)分解,當(dāng)于催化表面接觸時(shí),才發(fā)生金
4、屬沉積過程。3.調(diào)節(jié)溶液的pH、溫度時(shí),可以控制金屬的還原速度,即可以調(diào)節(jié)鍍覆速度。4.被還原析出的金屬應(yīng)具有催化活性,這樣鍍層才能增厚。5.反映生成物不妨礙鍍覆過程的正常進(jìn)行,即溶液有足夠的使用壽命?;瘜W(xué)鍍?nèi)芤旱某煞职ń饘冫}、還原劑、絡(luò)合劑、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑、加速劑、潤(rùn)濕劑和光亮劑等。與電鍍相比,化學(xué)鍍具有鍍層厚度均勻、針孔少、不需要直流電源設(shè)備、能在非導(dǎo)體上沉積合具有某些特殊性能的特點(diǎn),低成本比比電鍍高,主要用于不適于電鍍的特殊場(chǎng)合。2化學(xué)鍍的發(fā)展過程及研究現(xiàn)狀化學(xué)鍍作為一種表面處理技術(shù),從開發(fā)到
5、應(yīng)用經(jīng)歷了一個(gè)歷史發(fā)展的過程。1844年,Wurtz通過次亞磷酸鹽得到了金屬鎳的鍍層。1911年,Bretean發(fā)表了有關(guān)化學(xué)鍍鎳的研究報(bào)告,認(rèn)為沉積過程是Ni在次亞磷酸鹽上的催化反應(yīng)。這一結(jié)論標(biāo)志著對(duì)化學(xué)鍍認(rèn)識(shí)的一次突破。1916年,Roux注冊(cè)了第一份化學(xué)鍍液,1920年,F(xiàn)ederichi著重研究了Ni鹽和堿金屬次亞磷酸鹽的相互作用,同時(shí)用PD作為催化劑。促使化學(xué)鍍技術(shù)真正應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中的榮譽(yù)應(yīng)歸功于美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局的Bremer和第9頁(yè)共9頁(yè)化學(xué)鍍技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用Riddell。1946年,他們利用鎳鹽與
6、次亞磷酸鹽組成的溶液首次得到了化學(xué)鍍鎳層,結(jié)果于是1947年發(fā)表,并于1950年,申請(qǐng)了專利,肯定了次亞磷酸鹽的還原作用。人們?cè)贐renner和Riddell研究的基礎(chǔ)上,圍繞化學(xué)鍍鎳這一課題,進(jìn)行了廣泛而深入的研究,效果顯著。化學(xué)鍍鎳工藝的形成則比實(shí)驗(yàn)室研究成果晚了近十年。戰(zhàn)后,美國(guó)通用運(yùn)輸公司對(duì)容器內(nèi)部鍍鎳特別感興趣。這種容器是用于熱的高濃度NaOH溶液的運(yùn)輸。他們使用電鍍工藝失敗后,把目標(biāo)轉(zhuǎn)向了化學(xué)鍍工藝。經(jīng)過五年的努力,GATC于1955年成功的研究出第一臺(tái)化學(xué)鍍實(shí)驗(yàn)設(shè)備,隨后建立了第一個(gè)化學(xué)鍍工藝,取名
7、為“Kanigen”工藝。該工藝提供了含磷量為8~10wt%的鍍層,特別適用于大型的、工程性的應(yīng)用場(chǎng)合。工業(yè)上首次應(yīng)用方面是由GATC將化學(xué)鍍Ni層作為核工廠用儲(chǔ)存容器內(nèi)比鍍層幾新的油罐車的襯里。同時(shí),K工藝還發(fā)現(xiàn)了許多新的應(yīng)用范圍,如航空,食品機(jī)械,化工等方面。60年代初期,具有廣泛實(shí)用性的專利性化學(xué)鍍Ni工藝進(jìn)入了美國(guó)市場(chǎng)。迄今,美國(guó),日本、歐洲等國(guó)家都有商品化鍍液出售,每年都有大量的有關(guān)專利申請(qǐng)。當(dāng)時(shí)的產(chǎn)品都有中等磷含量的鍍層,主要研究化學(xué)鍍鎳工藝的基本原則與鍍層特性。自后大約15年左右,研究焦點(diǎn)主要在槽液
8、的性能,各種添加劑的篩選,最佳工藝配方的制訂,對(duì)于特殊場(chǎng)合所需的鍍層性能和操作技術(shù)卻未開發(fā)。這種鍍層不能滿足更復(fù)雜場(chǎng)合所需的耐蝕、耐磨等性能要求。從70年代后期,直到進(jìn)入80年代后,對(duì)高P含量化學(xué)鍍鎳層的研究增加,尤其是化學(xué)鍍鎳非晶合金的發(fā)現(xiàn),使鍍層獲得了極高的耐蝕性,改善了壓應(yīng)力,延長(zhǎng)了疲勞壽命,并具有無磁性等特性。由于化學(xué)鍍鎳非晶合金鍍層以其獨(dú)特的物理化學(xué)綜合性能,深