深孔镀镍工艺研究+文献综述(3)
1.4 研究深孔镀镍工艺达到的目标
本课题是在5#电池钢壳上镀镍，通过一系列条件的变化，希望能够研究出一种合理的光亮镀镍工艺，使得在电池壳上镀镍能够得到外观光亮，质量良好、镀层结合力好、在5#电池壳上面能够全部镀上镀层深镀能力好、厚度分布均匀的镀层。
2技术原理
2.1 镀镍电沉积机理
1）阴极反应
镀镍溶液的成分是主要硫酸镍、氯化镍和硼酸，且在镀液中，硫酸镍是主盐，硫酸镍中的镍离子以简单离子的状态存在，由于镍的交换电流密度很小。例如：在室温下镍在1mol/L的硫酸镍电解液中的交换电流密度约为10-7A/cm2，这决定了镍离子放电时会产生较大的电化学极化，所以生产中使用简单盐电解液就能沉积出结晶细致的镀镍层。当电解反应发生时，主要的阴极反应为：
Ni2+ + 2e- ==Ni
2H+ + 2e- ==H2↑
2）阳极反应
镀镍采用的是可溶性的镍阳极，即镍板。阳极反应为金属镍的电化学溶解，即：
Ni-2e- == Ni2+
由于镍具有强烈的钝化性能，当有电流通过时，镍的钝化倾向就表现得更为强烈。当电解液中无活化剂（Cl-1）或活化剂不足时，电流密度达到某一数值之前能文持样机的正常溶解，再继续增加电流密度，阳极电势将急剧变正。而且电流不再升高，同时阳极表面生成一种褐色的膜。此时阳极的正常溶解停止，发生了氧的析出反应，反应如下：
4OH-+4e-==2 H2O+O2↑
此时阳极钝化。
当阳极发生钝化时，电解液中的镍离子浓度降低，导致阴极电流效率下降，并严重影响了镀层质量目前防止镍阳极钝化的有效方法是加入一定量的氯化物，因为它在一定的浓度范围内能有效的促进镍阳极的溶解，对电流效率和镀层质量亦不发生显著地影响。
2.2 添加剂的机理与作用
2.2.1 添加剂的使用与作用
为了改善电镀溶液的性能和镀层质量，往往要在电镀溶液中加入少量的某些有机物质的添加剂。它能吸附在阴极表面，进而大大提高金属离子在阴极还原时的极化作用，使镀层细致、均匀、平整、光亮。
在实验中我们主要加入糖精、烯丙基磺酸钠和B1000，其中糖精和烯丙基磺酸钠都是光亮剂，B1000是走位剂。
2.2.2 添加剂的作用机理
1）吸附理论
吸附理论认为，光亮镀镍添加剂能吸附在阴极表面上形成一层极薄的吸附层，它阻碍了金属离子的放电，因而提高了阴极极化，提高了镀层质量。
吸附作用可以发生在电极表面活性中心，也可以发生在生长着微细晶粒的某些晶面上。吸附在结晶成长点上的添加剂，会阻碍甚至完全抑制晶体的生长，因此，新的结晶便在其他的位置产生。如此反复进行，便可获得晶粒细小而光亮的镀层。
吸附理论可以定性解释光亮剂抑制金属放电的原因。通过对双电层微分电容曲线的研究，可以确定各种添加剂吸附与脱附的电位范围，这对添加剂的选择有一定的指导意义，然而微分电容曲线只表示电极宏观电容量的变化，因此，吸附理论只肯定了添加剂可在电极表面吸附这一普通现象，却无法说明为什么吸附，分子在电极表面是怎样吸附的，为什么结构不同的添加剂对光亮镀层有着不同的影响，以及为什么同一添加剂在不同的电镀条件下有不同的光亮效果。此外，添加剂的光亮作用与电极极化作用之间关系比较复杂。例如，苯胺，苯二胺对镀镍有显著地极化作用，但却没有增光作用，所以说，吸附理论目前还是定性的理论，它并没有真正地解决光亮作用的机理，更不能指导添加剂的选择。
2）细结晶理论