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1、-范文最新推荐-1 / 31中温化学镀 Ni-P 合金工艺研究 +文献综述摘要：本论文在酸性溶液中，用次磷酸为还原剂，在低碳钢上进行化学镀镍，通过改变镀液的温度，镀液主盐的浓度，添加不同的络合剂对化学镍磷合金镀层的镀层厚度，表面形貌及镀层耐腐蚀性进行实验研究，通过对实验数据讨论分析得出最佳工艺配方是温度为 40，pH 为 4，镀液中硫酸镍的浓度为25g/L，次亚磷酸钠的浓度为 20g/L，醋酸钠 10g/L。化学除油的最佳工艺配方为碳酸钠为 30g/L，氢氧化钠为 20g/L，磷酸钠为 25g/L。非离子表面活性剂为7.5g/L，装载量为 1.0dm3，电镀时间为 20 分钟1。最佳工艺配方的
2、镀层最平整光亮，最具有应用前景。5306关键词：Ni-P 合金、次磷酸、络合物、镀层、共沉积 Research of Electroless Plating of Ni-P Alloy Technology Medium TemperatureAbstract:In acidic solution,this paper using phosphoric acid as reducing agent,to electroless plating nickel on the mild steel,by changing the temperature,the main salt concentra
3、tion, add different complexing agent for chemical plating of nickel phosphorus alloy coating, thickness,suiface morphology and corrosion resistance of coating are discussed and analyzed.The final experimental results obtained temperature to 40,pH to 4,the concentration to 25g/L, sodium hypophosphite
4、 to 20g/L,sodium acetate to 10g/L,lactic acid to 4mL,sodium carbonate to 30g/L, sodium hydroxide to 20g/L,sodium phosphate to 25g/L,nonionic surfactant to 7.5g/L,loading capacity to 1.0dm3,electroplating time to 20 minutes.The complexing agent is citric acid, the coating is the most smooth and brigh
5、t,the most promising24.Keywords: Ni-P alloy;hypophosphorous acid; complex;coating;co-deposition-范文最新推荐-3 / 31目录1 前言 11.1 化学镀镍的概述 11.1.1 化学镀镍的定义 11.1.2 化学镀镍的发展 21.1.3 化学镀镍的分类 2 1.1.1 化学镀镍的定义化学镀又称为无电解镀（Electroless plating） ，也可以称为自催化电镀（Autocatalytic plating）8。具体过程是指：在一定条件下，水溶液中的金属离子被还原剂还原，并且沉淀到固态基体表面上的
6、过程9。ASTM B374（ASTM，美国材料与试验协会）中定义为 Autocatalytic plating is “deposition of a metallic coating by a controlled chemical reduction that is catalyzed by the metal or alloy being deposited”10。这一过程与置换镀不同，其镀层是可以不断增厚的，且施镀金属本身也具有催化能力。不用外来电流，借氧化还原作用在金属制件的表面上沉积一层镍的方法11。用于提高抗蚀性和耐磨性，增加光泽和美观。适合于管状或外形复
7、杂的小零件的光亮镀镍，不必再经抛光。一般将被镀制件浸入以硫酸镍、次磷酸二氢钠、乙酸钠和硼酸所配成的混合溶液内，在一定酸度和温度下发生变化，溶液中的镍离子被次磷酸二氢钠还原为原子而沉积于制件表面上12，形成细致光亮的镍镀层。钢铁制件可直接镀镍。锡、铜和铜合金制件要先用铝片接触于其表面上 1-3分钟，以加速化学镀镍13。化学镀就是在不通电的情况下，利用氧化还原反应在具有催化表面的镀件上，获得金属合金的方法。它是新近发展起来的一门新技术14。化学镀镍经过多年的不断探索与研究，近几年已发-范文最新推荐-5 / 31展极成熟了。如 Q/YS.602(贻顺）化学镀镍几乎适用于所有金属表面镀镍。如：钢铁镀镍
8、，不锈钢镀镍，铝镀镍，铜镀镍等等，它同样适用于非金属表面镀镍。比如：陶瓷镀镍，玻璃镀镍，金刚石镀镍，碳片镀镍，塑料镀镍，树脂镀镍等等。使用范围是非常广泛的15。1.1.2 化学镀镍的发展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16 。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17。化学镀镍技术的真正发现并使它应用至今是在 1944 年，美国国家标准局的 A.Brenner 和 G.Riddell 的发现，弄清楚了形成涂层的催化特性，发现了沉积非粉末状镍的方法，使化学镀镍技术工业应用有了可能性
9、。但那时的化学镀镍溶液极不稳定，因此严格意义上讲没有实际价值。化学镀镍工艺的应用比实验室研究成果晚了近十年。第二次世界大战以后，美国通用运输公司对这种工艺发生了兴趣，他们想在运输烧碱筒的内表面镀镍，而普通的电镀方法无法实现，五年后他们研究了发展了化学镀镍磷合金的技术、公布了许多专利。1955 年造成了他们的第一条试验生产线，并制成了商业性有用的化学镀镍溶液，这种化学镀镍溶液的商业名称为“Kanigen”。在国外，特别是美国、日本、德国化学镀镍已经成为十分成熟的高新技术，在各个工业部门得到了广泛的应用18。 接触镀是将欲镀的金属与另一种金属或另一块相同金属接触，并沉浸在沉
10、积金属的盐溶液中的沉积法。当欲镀的导电基底表面与比溶液中待沉积的金属更为活泼的金属接触时，便构成接触沉积。在基底和接触金属之间形成了原电池对，其中接触金属是阳极，发生溶解22，而欲镀基底起阴极的作用，金属便沉积到它的上面。此法与电沉积反应相同，所不同的是电流来自化学反应，而不是由外电源提供。此法几乎没有实用意义，但是，它对在无催化活性基底上引发化学沉积，起到“反应起动剂”的作用上，具有重要意义23。-范文最新推荐-7 / 31真正的化学镀是从含有还原剂的溶液中沉积金属。化学镀镍按镀液 pH 值分为：酸性化学镀镍，中性化学镀镍和碱性化学镀镍；若按沉积温度分为低温化学镀镍，
11、中温化学镀镍和高温化学镀镍；若按合金成分分为低磷化学镀镍，中磷化学镀镍和高温化学镀镍；若按所用还原剂分类分为化学镀镍磷合金和化学镀镍硼合金等。1.1.4 化学镀镍磷合金的应用化学镀防腐蚀技术最早应用于石油和化学工业。钢基体镍磷覆层为非晶态结构，具有优良的化学惰性，可有效地抗碱、盐溶液和海水腐蚀，抗石油和各种碳氢化合物腐蚀，加之镍磷覆层的耐磨性能，因此构成了化学镀镍磷在石油，天然气开发和石化生产中成为保护方法的优势，成为石化装备方面最新发展起来的一种结构材料。在中东、美国和德国的石油和天然气开采中，在管线、阀体，泵站的防蚀保护方面，该技术得到了广泛应用，并取得了明显效果。 我国在八十年代末至今的
12、几年里开始在油田行业开发应用该技术，在不断实践的基础上实现了大面积整体化镀技术的突破，大大降低了成本，提高了生产效率和生产能力。目前该项比较成熟的工艺技术已在大庆、胜利、中原油田推广开来，应用于采注管线的防腐；在石化、化纤、化肥、制盐、制药、制碱、发电、冶金焦化等工业的冷换设备的防腐，可以被用于替代原来的镀层技术24。 宇航系统广泛使用着金属光镜，其基体为强度高、重量轻的铍或铝，经专用化学镀镍表面强化，这种含磷量为 12.2%12.7%的化学镀镍可抛光至 9，如此高的精度在需要低惯性的宇宙空间里，有着卓越的性能。中国的化学镀工业虽然起步较晚27，但自九十年代以来经过各科研单位的不懈努力，现已拥
13、有成熟的工艺和经验，在中国洛阳已建成飞机零件化学镀镍加工流水线。-范文最新推荐-9 / 31解决使用乙醇、汽油混合燃料问题是汽车工业的发展趋势之一，使用混合燃料，除性能问题之外，还产生了燃油系统的腐蚀问题。在巴西，使用乙醇作为燃料，应用化学镀镍技术保护锌压铸件，如汽化器免遭腐蚀已成为工艺规范。在美国，当广泛用甲醇或甲醇和汽油混合燃料时，汽车工业势必应用化学镀镍作为汽化器、燃油泵送系统的表面保护手段。差速器行星齿轮是汽车的一个重要零件，镀上25um 厚的化学镀镍层以提高耐磨性，有的汽车制造厂在轴上采用聚四氟乙烯复合化学镀镍层工艺，这种复合镀层既有一定的硬度，又兼有好的润滑性能，提高了轴的使用寿命
14、。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 10um 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在±0.30.5um。而如果采用电镀工艺，则必须镀后还要进行机加工才能达到合格的工差范围。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。 泵壳、叶轮和出口管道等油气用泵零件，根据腐蚀环境不同，经化学镀镍镀厚 2575um 不等，防腐蚀效果优良。抽油泵化学镀镍是一种理想的应用实例：在西得克萨斯油田，经化学镀镍保护的抽油泵，寿命长达 4 年以上，同样末加保护的抽油泵的寿命不超过6 个月。化学镀镍层耐蚀耐磨，而且由于化学镀镍层的高度均匀性，可
