镀镍层防变色处理液的性能评价(2)
1.1 化学镀镍
化学镀是一种氧化还原反应，只不过它没有外界的电流，同时它是一种金属的沉积过程，这种沉积是在金属表面的吸引催化作用下而发生的。而对于化学镀镍，必须要提到的就是次亚磷酸钠，因为这种试剂是最为经典的还原剂。换句换说就是，由于次亚磷酸钠的氧化性还原获得的镀层无需外部电源的帮助，因此被直译为无解电镀或不通电镀(Electroless plating、Non electrolytic)。由上述提及的，电沉积过程是一化学性还原反应，故又叫化学镀[1]，又因为化学镀反应必须在具有催化性的材料表面进行，因此美国材料试验协会(ASTM B-347)推荐用自催化镀一词(Autocatalytic Plating)。对化学镀镍而言，我国 1992 年颁布的国家标(GB/T13913—92)则称为自催化镍—磷镀层(Autocatalytic Nickel Phosphorus Coating)，其意义与美国材料试验协会的名称相同。另外，尤其是和电镀相比，因为金属的沉积过程是无外电化学反应（催化作用亦是密不可分的），因此将这类工艺技术称为化学镀最为恰当。这样命名让人能轻而易举的记住以及了解其本质。所以“化学镀”这个术语目前已经被大部分人所广泛接受了。还有，我们每一个学过化学的人都知道，还原过程是得电子的过程。反之，氧化反应时失电子的过程。这个理论同样适用于金属离子在溶液中的转变。更进一步说，它们是一对共轭反应。可以用原子价数Z来表示，这种得电子的方法是多样的，也就是说可以有各种不同的金属沉积过程工艺。
1.1.1 化学镀镍机理
化学镀镍的机理分为好几种，而对于哪种机理主导化学镀镍，业界曾经在争论不休，但是具体说来以次磷酸为还原剂的镍磷共沉积机理是首先提出的，进一步来分析的意义就是，水和次磷酸根反应产生了吸附在催化表面上的原子氢，紧接着又发生了在催化表面还原镍的过程，然后是吸附氢在催化表面还原磷的过程，最后发生在还原镍-磷的同时原子态的氢结合成氢气而析出的过程。更值得一提的是电子还原机理，这个机理是在五十年代提出来的，具体可以解释为在酸性溶液中次磷酸根与水反应给出电子，产生的电子使得两价的镍还原成金属镍。在此过程中电子业同时使少许的磷还原。不仅如此，对于机理的发展和提出，一硼氢化钠和二甲基氨基硼烷为还原剂的镍磷共沉积机理也是不得不提到的。化学镀镍可以选用多种还原剂，目前工业上应用最普遍的是以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍工艺，其反应机理，但是普遍被接受的还是“原子氢理论”和“氢化物理论” [2]。
1.1.2 化学镀镍的优点
化学镀镍是工业应用最早、最广泛、最成熟的一种工艺，具体的说来，化学镀反应的最大特点就是在同一表面上进行着两个过程，以化学镀为镍为特别显著，还原剂的氧化和镍离子的还原，在以次磷酸钠为还原剂的镀液中，镍离子的还原过程中同时伴有磷的析出和氢气的析出。与电镀镍相比具有以下优点：
(1) 其最大的特点之一是镀层厚度均匀和孔隙率低。化学镀过程是如上文提到的是一种自己发生氧化还原过程的工艺，镀层的增厚与经过的时间呈一定的关系，因此和电镀不一样，没有温度电流密度所引起的没有镀厚的变化，也不会在由于因为电流分布不均匀而引起的厚度效果的问题。
(2) 耐蚀性能，化学镀镍层有许多合金，但是Ni－P 或Ni－B 合金最常见，一般可以得到非晶态[2]结构镀层致密、无孔的镀层，这种层具有优良的耐蚀性和耐磨性。具体说来，化学镀Ni－P合金在碱等有机酸介质中比较稳定，具有较好的耐蚀性，而且随着磷含量的增加，镀层的耐蚀性能提高。这主要因为磷影响镀层的组织结构。其次，化学镀镍磷合金的硬度高，经过热处理后，其硬度可以和硬铬相媲美，以至于经常应用于承受摩擦磨损的场合，以用来延长零件的使用寿命，也可以镀覆在磨具的表面，延长模具的使用时间，而且由于镍磷合金镀层良好的导热润滑性，脱膜容易，使得产品质量大大提高。
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