化学镀Ni-Sn-P合金工艺研究+文献综述(4)
1.7 课题的研究意义和所需解决的问题
目前国内外对化学镀Ni-Sn-P合金镀层的研究不是很多，在已有的研究中都发现加入Sn2+后镀速比较慢，镀液稳定性比较差，化学镀Ni-Sn-P的各种工艺条件还不够理想。同时对Ni-Sn-P化学复合镀层的研究还未见报道，因此研究Ni-Sn-P化学复合镀层对于填补这一国内外空白具有非常重要的意义。
本课题的研究目的是通过化学镀的配方和工艺的筛选，研究各成分浓度对镀层表征及组分含量的影响，最终得到最佳镀液配方，使得Ni-Sn-P合金镀层具有较广的应用领域，便于生产实践。
2 化学镀机理
2.1 化学镀机理
自1945年化学镀镍工艺问世以来，人们不断地探索化学镀镍工艺的机理，以期获得更好的镀层以及更简单的操作方法，进一步降低成本。迄今为止化学镀镍的机理仍旧还不是十分清楚，但是已有一些假说得到了大家的公认，也正是这些假说发展着化学镀镍的工艺。
化学镀的机理复杂，对不同的施镀体系有多种的解释。目前，化学镀Ni-P合金有四种沉积机理，即原子氢析出机理、电子还原机理、正负氢离子机理、Cavallocei-Salvage机理。1981年Van Den Meerakker在不同还原剂、金属粒子体系、四种化学镀Ni-P合金理论基础上，提出了适合各种还原体系的化学沉积统一反应模式。它忽略各个还原剂的个性，将沉积过程分为一系列阳极和阴极反应，第一个阳极反应就是还原剂RH的化学脱氢。
脱氢 RH →Rad+Had
氧化 Rad+OH-→ROH+e-
RH表示还原剂，M表示金属表面，以次磷酸盐为例：RH-H2P02-；R-HPO22-ad；ROH-H2P03-。
再合成 Had+Had→H2
氧化 Had+OH-→H2O+e(碱性)
Had→H++e(酸性)
阴极金属沉积 Mn++ne→M
氢气析出 2H2O+2e→H2+2OH-(碱性)
2H++2e→H2(酸性)
Van Den Meerakkeer认为化学沉积第一步是还原剂脱氢，这与原子H、氢化物理论一致。脱氢步骤则决定于化学镀过程的催化本性，某金属表面能引发该体系中还原剂脱氢就说明该金属表面对这种镀液体系具有催化活性，也就是能打开RH键。阴极过程则是金属离子的还原，无中间产物影响，与电化学机理一致，反应是在混合电位下发生的。吸附的Had可能发生三个反应，是否产生氢离子、水、氢气，则由金属沉积的体系、溶液的pH值等条件而定。
Van Den Meerakker还认为阴极反应中Ni、P的沉积，氢气的析出也在竞争，析出氢气是副反应，但它影响沉积速度与磷含量。
虽然化学镀的机理已经进行了许多工作，提出了一些理论，但尚不能完全满意的解释所出现的问题，研究工作仍需继续。
2.2 化学镀镍机理
化学镀镍经典理论中引用了如下(或无配合剂)的反应方程式：
[Ni2++mL-n ]+4H2PO2-+H2O → Ni+P+3H2PO3+3H++mL-n+H2
根据这个反应方程式，金属镍离子、次磷酸钠消耗量以及镀层中磷含量是一定的。这显然与实验结果和生产现实不符。因此，化学反应式应该是由不同工艺条件，不同反应消耗物和Ni-P合金镀层磷的质量分数确定的。
化学反应方程式是化学科学中一项基础原理。虽然现代科技飞速发展，各类尖精端科研仪器不断用于化学镀镍研究，但这项从本质上反映宇宙基本规律一物质不灭定律的化学反应式所具有的价值仍不能忽略。化学反应物的消耗与生成物的产出两者存在着必然的联系，测量化学镀镍生产中反应物的减少及生成物的增加，在目前研究条件下是比较容易实现的。因此，在不同工艺条件下，根据测试结果或生产消耗数据，确定化学反应中主要反应物和生成物，化学反应方程式两端配平后，可以找出化学镀镍的一些规律。