弱酸性锌镍合金电镀工艺研究(2)
1.3 主要技术要求
筛选合适的添加剂以及添加剂的添加量,确定合适的工艺要求,如温度、pH等对镀层的影响，以便达到以下要求：
a．镀层耐蚀性高，比锌镀层高3倍以上，经彩色或黑色钝化，耐蚀性将大大提高。
b．氢脆小。镀层与基体的结合力良好，并有较好可焊性。
c．镀液成份简单，易于文护，镀层中含镍量为10-15%。
1.4 锌镍合金电镀工艺的现状和趋势
1.4.1 锌镍合金电镀工艺在国外的发展现状
1.4.2 锌镍合金电镀工艺在国内的发展现状
2工艺技术原理
2.1 工艺原理
锌镍合金电沉积属于异常共沉积[8]，虽然锌的标准电极电势比镍的标准电极电势负很多，但锌却比镍优先沉积。关于锌镍合金异常共沉积的机理有几种学说。A.Brener认为:电沉积过程中，由于阴极析氢，使阴极表面氢离子的浓度下降，pH值升高，从而首先生成氢氧化锌，它吸附在阴极表面上，阻抑了镍的析出，使锌的析出变得容易。依据异常共沉积的作用机理，镍在溶液中沉积过程中的阻碍程度和锌的沉积是相互独立的现象，可归纳于吸附的影响。这种影响对镍特别敏感，有些例子表明添加剂可以完全阻碍镍的沉积，其原因是正常共沉积发生在小电流密度下但是异常共沉积却是在一个较高电流密度发生，只有当电流密度高到引起阴极扩散层中pH值发生较大变化时，阴极反应才能产生出“活性剂”[9]。他同时指出在异常共沉积中转化电流密度的存在，可能是阴极扩散层中“活性剂”聚集的一个先决条件。
关于锌镍异常共沉积的机理的理论有许多，其中具有代表性的理论就是：异常共沉积是由于阴极附近的pH值的升高，这将促使锌离子和氢氧根离子结合生成氢氧化锌沉淀，从而阻碍了溶液中镍离子的沉积[9]。
2.2 锌镍合金镀液中各组分及其作用原理
氯化镍、氯化锌:是镀液的主盐，是镀层中的镍和锌离子的主要来源.而镀液中镍离子和锌离子的浓度比对镀层中含镍量具有明显的影响.
氯化钾:导电盐,提高溶液的导电能力,增强其阴极极化作用。含量低时镀液覆盖能力差，含量过高的话会造成光亮剂浮出，影响镀层光亮度
硼酸:硼酸是一种多元酸,也是一种弱电解质,分步电离具有多级缓冲效果,其电离作用具有可逆性。
一级电离：H3BO3=H++HBO3- K1=7.3×10-10
二级电离：HBO3-=H++HBO32- K2=1.8×10-12
三级电离：HBO32-=H++BO33- K3=1.6×10-14
当含量少时,稳定效果差,pH值变化快.当含量多时,溶解不完全会使镀层粗糙。
氯化铵:镀液中的络合剂兼导电盐，含量不足时镀液的导电性差，均镀能力和覆盖能力也差，镀层亮度达不到要求。含量过高时，阳极溶解过快，对设备腐蚀性加大【1】¬。¬
苄叉丙酮：镀液的主光亮剂。由于苄叉丙酮是一种不溶于水的有机芳香化合物，为了使其发挥作用需与表面活性剂形成乳化胶团后才能进入镀液，如平平加。主光亮剂含量不足时会使镀层亮度下降，电流光亮区变窄，特别是低电流密度区域发暗。含量过高则镀层发雾，并且明显变脆，有时候还会形成龟裂【1】。
平平加：是一种表面活性剂，起主光亮剂载体作用，能在电极表面形成吸附层，同时将主光亮剂乳化溶于镀液中。当其含量不足时会造成镀层发暗，光亮剂不能发挥作用。含量过高则会造成镀层电阻加大。但是高含量有利于镀层结晶细致，同时有利于提高镀液的均镀能力。由于平平加属于非离子型表面活性剂，使用浓度受浊点影响比较大，一般控制在40℃使用。