酸性化学镀镍层的防变色处理(3)
化学镀镍工艺一般包括以下一些内容：镀液的组分及其浓度，操作温度及 pH 值。根据不同的应用目标，采用不同的化学镀镍工艺是很重要的，同时也不可能用同一种类型的镀液去解决各种问题。按操作温度可以分为高温镀液（85～95℃）、中温镀液（65～75℃）以及低温镀液（50℃以下）。按其使用的还原剂分类可以分为次磷酸盐型、硼氢化物型、肼型、氨基硼烷型。而按镀液pH值可分为酸性和碱性两大类。碱性化学镀镍，pH值为8～9，操作温度为30～45℃ ，主要用于非金属材料的金属化，如塑料电镀、泡沫镍生产；酸性化学镀镍，pH值为3～5。酸性化学镀镍按磷含量又可分为高磷、中磷、低磷3大类。最常用的是次磷酸盐为还原剂的酸性高温化学镀镍液，也称普通化学镀液。[5~6]目前国外应用于耐蚀耐磨的化学镀镍磷合盒镀层，都是在酸性镀液中获得的。酸性镀液成分简单，沉积速度较快，可获得全光亮镀层，镀液易于文护，所得镀层含磷量较高，经热处理后硬度高，抗蚀性好 酸性镀液配方专利众多，近年来仍不断涌现。酸性镀镍溶液目前应用较广泛，但存在镀镍液直接使用时分散能力较差、光亮区范围较窄的缺点[8]
化学镀镍的工艺决定了镀层的沉积速率、含磷量及性能。化学镀镍溶液中的主盐为镍盐，如硫酸镍、氯化镍、醋酸镍等。它们提供化学镀反应过程中所需要的镍离子。硫酸镍是主盐，用量大，在镀的过程中还要进行不断的补加，所含杂质元素会在镀液中积累，造成镀液镀速下降、寿命缩短，还会影响到镀层性能，尤其是耐蚀性。 一般随镍盐浓度升高沉积速度加快，但当镍盐浓度过高时，速度过快易失控，发生镀液自分解，同时镍盐含量还受络合剂、还原剂比例的制约，通常在20~35g/L范围内。
化学镀镍用得最多的还原剂是次磷酸钠，原因在于它的价格低、镀液容易控制，而且合金镀层性能良好。化学镀镍在pH=4以上，次磷酸盐能将镍离子还原，通常沉积1g镍需消耗5.4g次磷酸钠。还原剂含量高沉积速度快，但镀液稳定性差。 化学镀镍的沉积速度、质量及镀液稳定性取决于Ni2+/H2PO2＿的比值，Ni2+/ H2PO2 －=0.3时沉积速度达到最大值,即20g/L硫酸镍应加30g/L的次磷酸钠。 比值为0.25时,镀层发暗；高于0.6时, 沉积速度很低。
络合剂是化学镀镍溶液中除了主盐与还原剂以外，最重要的组成部分。镀液性能的差异、寿命长短主要取决于络合剂的选用及其搭配关系。络合剂的第一个作用就是防止镀液析出沉淀，增加镀液稳定性并延长使用寿命。如果镀液中没有络合剂存在，由于镍的氢氧化物溶解度较小，在酸性镀液中可析出浅绿色絮状含水氢氧化镍沉淀。镀液中还有较多次磷酸根离子存在，但由于次磷酸镍溶液度较大，一般不致析出沉淀。镀液使用后期，溶液中亚磷酸根聚集，浓度增大，容易析出白色的沉淀。加络合剂以后溶液中游离镍离子浓度大幅度降低，可以抑制镀液后期亚磷酸镍沉淀的析出。络合剂的第二个作用是提高沉积速度，加络合剂后沉积速度增加的数据很多。加入络合剂使镀液中游离镍离子浓度大幅度下降，从质量作用定律看降低反应物浓度反而提高了反应速度是不可能的，但可以从动力学角度来解释。简单的说法是有机添加剂吸附在工件表面后，提高了它的活性，为次磷酸根释放活性原子氢提供更多的激活能，从而增加了沉积反应速度。络合剂在此也起了加速剂的作用。化学镀镍中的络合剂种类很多，但在化学镀镍溶液中所用的络合剂则要求它们具有较大的溶解度，且存在的pH范围能与化学镀工艺要求一致，还存在一定的反应活性，另外价格因素不容忽视。目前，常用的络合剂主要是一些脂肪族羧酸及其取代衍生物，如丁二酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸及甘氨酸等，或用它们的盐类。而常见的一元羧酸如甲酸、乙酸等则很少使用，乙酸常用作缓冲剂，丙酸则用作加速剂。