酸性化学镀镍层的防变色处理(2)
1.1.2化学镀镍的机理
化学镀镍是把溶液中的镍离子通过还原剂，还原沉积在具有催化活性的表面上。化学镀镍的反应机理，普遍被接受的是“氢化物理论”和“原子氢理论”。 氢化物理论认为，次磷酸钠的分解不是放出原子态氢，而是放出还原能力更强的氢化物离子，镍离子被氢的负离子所还原。在碱性镀液中，镍离子被氢负离子所还原，即氢负离子同时可与H20或H+反应放出氢气并伴有磷还原析出；在酸性镀液中，H2PO2-在催化表面上与水反应放出氢气并伴有磷还原析出。而原子氢理论认为，溶液中的Ni2+靠还原剂次磷酸钠(NaH2P02)放出的原子态活性氢还原为金属镍，而不是H2PO2-与Ni2+直接作用。在加热条件下，次磷酸钠在催化表面上水解释放出原子氢，或由H2PO2-催化脱氢产生原子氢，继而吸附在活性金属表面上的H原子还原Ni2+为金属Ni沉积于镀件表面．同时次磷酸根被原子氢还原出磷，或发生自身氧化还原沉积出磷，H2的析出既可以是由H2PO-水解产生，也可以是由原子态的氢结合而成。
在进行了氢的同位素跟踪试验后，1981 年 Vam dem Meerakker[2]认为无论是采用次磷酸、硼氢化钠还是二甲胺硼烷作为还原剂，其还原剂的第一步反应均为脱氢反应，对于以次磷酸为还原剂的还原过程他提出了如下的机理：
脱氢： H2PO2 — HPO— + H+
氧化： H2PO2 — + OH— H2PO3— + e-
再结合： H+ + H+ H2
氧化： H+ + OH— H2O + e-
金属析出： Ni2+ + 2e- Ni
析氢： 2H2O +2e- H2+ OH—
磷析出： m NiL2+ + H2PO2 — +（2m+1）e- NimP+2mL+ 2OH—
1.1. 3化学镀镍的发展与应用
化学镀镍距今已有6O年历史，自1947年美国国家标准局的A.Brenner和G.Riddell提出了沉积非粉末状镍的方法后，就开创了其技术的历史。在这半个多世纪的应用发展中，化学镀镍以其优良的镀层性能和施镀特点，在航天航空、石油化工、机械电力、交通运输、轻工电子以及核工业等方面得到了广泛的应用。特别是近十几年来，发展迅速，由早期的防腐耐磨镀层发展到今天的多功能镀层，尤其在微电子技术和信息领域中，前景十分广阔[3]。
由于镍对钢铁基体为阴极性镀层，不起电化学保护作用，因此，单层镍不宜作为防护层，一般只用来做防护装饰性镀层的底层或中间层,而不直接作为装饰性的表层或防护性外层[4]。镍镀层主要用于：防护装饰层的中间层；改善不锈钢的钎焊性能；改善不锈钢和高温合金与其他镀层的结合力；防止零件在300～600℃条件下工作时氧化；作为镍镉扩散镀层的底层；防护装饰的电器、仪表零件；承受轻摩擦的零件；氧气系统的防护镀层（铜及铜合金基体）；防止燃气腐蚀（铝及铝合金基体）。
1.1.4化学镀镍的优点
区别于电镀利用外电流将电镀液中的金属离子在阴极上还原成金属而将被沉积的金属在工件表面形成结合牢固的致密镀层的方法。电镀的目的是改善材料的外观，提高材料的各种物理化学性能，赋予材料表面特殊的耐蚀性、耐磨性、装饰性、焊接性及电、磁、光学性能等。化学镀镍不仅可以获得高的耐蚀性和耐磨性，而且能够在形状复杂的工件上得到厚度均匀的镀层，镀层的性能可以根据不同的要求进行调节。化学镀镍镀层外观为略带淡黄色的银白色，化学镍镀层有良好的抗化性能，在300～600℃条件下，可以防止零件氧化，镍在常温下具有磁性，当加热到360℃时便失去磁性，化学镍镀层还可以防止渗氮，新的镍镀层还可以接受钎焊。化学镍镀层能耐强碱，与盐酸或硫酸作用缓慢，但易溶于硝酸。与醋酸、油类接触后表面会出现斑痕。因此，化学镍镀层不宜用在以硝酸为基的氧化剂介质和矿物油中工作的零件上。与电镀相比，化学镀有如下的特点：镀覆过程不需外电源驱动，设备简单，可以在由金属，半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属。化学镀镍均镀能力好，形状复杂，有内孔、内腔的镀件均可获得均匀的镀层，而且镀层致密，孔隙率低；可以获得较大厚度的镀层，甚至可以电铸。化学镀适用的基体材料范围广，可在金属、非金属以及有机物上沉积镀层；从而容易制取非晶态合金和某些持殊功能薄膜，如磁学、光学、电学等功能镀层。但化学镀的也有着镀液寿命短、稳定性差，镀覆速度较慢。镀层常显示出较大的脆性等缺点[7]。