含柠檬酸络合剂的酸性化学镀镍液使用周期研究(3)
早在50年代初期的国外，化学镀镍磷就被作为一种表面的强化方法。现如今日本、欧美等国都不断地有新开发的镀液问世，虽然我国的化学镀镍磷研究和应用相对于国外而言起步较晚，但近几年的发展是很迅猛的[1]。现代复合镀技术是化学镀镍磷的发展基础。
1.3.1 化学镀镍磷反应机理
关于化学镀镍磷的反应机理，直到目前为止还是没有统一认识，但是主要的分成：“原子氢态理论”，“氢化物理论”和“电化学理论”三种，下面采用“原子氢态理论”对化学镀镍的沉积机理做出详细的说明。
由辛普金斯提出的“原子氢态理论”又称“表面自催化理论”认为，镍的沉积反应是依靠镀件表面具有催化活性，使次亚磷酸盐分解释放出初生态的氢原子。然后再活性氢的反应作用下，使镍离子与溶液中的次亚磷酸根同时还原并发生共沉积在镀件表面，而且这一种新形成的合金层具有自催化的性能，所以反应能继续下去，使得镀层逐渐加厚，这一理论表现为反应方程式：
分步反应：
H2PO2- + H2O→HPO32- + H+ + 2Had (1)
Ni2+ + 2H → Ni + 2H+ (2)
H2PO3- + H→H2O +OH +P (3)
2Had→H2 (4)
2H2PO2- + Ni2+ + 3H→HPO32- +Ni + P + H2O + 2H+H2 (5)
式（1）表示，水合次磷酸根反应产生了吸附在催化表面的原子氢。
式（2）表示，吸附氢在催化表面上还原镍的过程。
式（3）表示，吸附氢在催化表面上还原磷的过程
式（4）表示，还原镍磷的同时，原子态的氢结合形成氢气而析出的过程。
从化学方程式方程4可以看到，除了镍外，还形成磷，它与镍一起构成镀层成分，因此，用次亚磷酸盐还原形成的化学镀镍层，实际上是含3~15%的磷的镍磷合金。正是由于加入了磷，使得镀层具有了许多优良的特性。
1.3.2 化学镀镍磷合金工艺
化学镀镍磷存在很多的工艺类型，其中国外的镀液更是品种繁多，一般性按照溶液的pH 值可以分为酸性和碱性两类镀液。由于其操作温度较低，主要应用于非金属材料的金属化，如塑料、塑料电镀、陶瓷及生产发泡镍等。酸性的化学镀镍磷工艺现在在国内外应用最为广泛，按照磷的含量可分为高磷、中磷、低磷三大类[2]。
高磷工艺(HP)：镀层中磷的质量分数为11%以上，非晶态非磁性镀层，在酸性介质中拥有很高的耐腐蚀性，利用镀层非磁性，该工艺主要应用于计算机硬盘的底镀层、电子仪器防电磁波干扰的屏蔽层等。
中磷工艺(MP)：镀层中磷的质量分数为6%~10%，既耐腐蚀又耐磨，在工业中的应用最为广泛，如汽车、电子、办公设备、精密机械工业等使用的是该工艺。
低磷工艺(LP)：镀层中磷的质量分数为0.5%~5%，低磷镀层有特殊的机械性能，如镀态硬度高，耐磨性好，韧性高，应力低。低磷镀层在碱性介质中的耐腐蚀性能也优于中磷和高磷镀层。
1.4 化学镀液
1.4.1 酸性化学镀镍液的配方