碱性高磷化学镀镍磷合金工艺研究(4)
2.2.1碱性高磷化学镀镍磷合金的工艺配方[6]
硫酸镍/g•L-1 20～30
次磷酸钠/g•L-1 10～30
柠檬酸钠/g•L-1 15～20
氯化铵/g•L-1 10～20
氨水/g•L-1 20～30
温度/℃ 30～70
pH值 7.0～7.7
2.2.2碱性高磷化学镀镍磷合金溶液中各组分作用
（1） 硫酸镍
作为镍离子的主要来源，镀液中镍离子过多，会降低镀液的稳定性，容易形成粗糙的镀层，甚至可能诱发镀液瞬时分解，继而在溶液中析出海绵状镍。
在一定范围内提高硫酸镍的浓度，沉积速度增大，但当镍离子浓度进一步提高时沉积速度随硫酸镍浓度的增大而下降。
这是由于随着沉积反应的进行镀件表面镀层中的镍离子与次磷酸根离子补给速度的差异，导致它们相对浓度改变而出现极限沉积速度，当镍离子浓度进一步提高时，还原剂次磷酸浓度更加贫乏，以致使沉积速度反而下降。
（2） 次磷酸钠
还原剂是化学镀镍的主要成分，它能提供还原镍离子所需要的电子，在碱性镀镍溶液中主要为次磷酸盐。
次磷酸钠作为镀液中的还原剂，其作用是通过催化脱氢，提供活泼的新生态原子，把镍离子还原成金属镍，同时使镀层中含有磷，形成镀镍合金镀层。
当镀液中次磷酸钠的质量浓度增大时，镍磷合金的沉积速率也增大，随着次磷酸钠质量浓度的进一步增大，沉积速率反而下降。根据氧化还原的一般原理，增加镀液中次磷酸根离子的浓度，可以提高还原反应的电极电位，使反应自由焓降低，表现为沉积速率加快，但当其弄到一定含量以后，镀层附近的浓度与镀液本体浓度之间产生浓度梯度，造成浓差极化，使电位降低，因此出现极限沉积速率[7]。
（3） 柠檬酸钠
化学镀镍液中配位剂的作用主要是与镍离子配位形成配合物，使镀液在碱性条件下保持稳定，不浑浊。随着配位剂的质量浓度的增加，镀层的腐蚀速率逐渐降低[8]。
柠檬酸钠作为络合剂，虽沉积速度较慢，但镀液最稳定。在化学镀镍磷溶液中，柠檬酸钠可与镍离子络合形成的配离子，抑制镍离子水解和亚磷酸镍的生成，改变镀液中放电镍离子的结构，使反应易于在具催化作用的表面上进行，从而达到稳定镀液、使镀层致密均匀、结合牢固的目的。
随着柠檬酸钠浓度的增加，沉积速度下降，这是由于柠檬酸钠用量太多，则与溶液中镍离子强烈络合，从而使沉镍速度变慢。但由于柠檬酸钠的浓度太小，虽然沉积速度快，但所获得的镀层粗糙疏松，与基体结合力较差，而且镀液也不稳定[9]。
（4） 氯化铵
随着氯化铵的质量浓度增加，沉积速度先增加，然后减小。当氯化铵的质量浓度达到一定量时，沉积速度最大，出现最大值的原因是与缓冲剂溶液的性质有关。一定量的弱酸需要一定量的弱碱才形成具有一定缓冲能力的溶液，所以它们肯定有一个最佳的配比，此时溶液的缓冲能力最强。
（5） 氨水
氨是一种促进电子传递的配体，它与其他配体组合使用时，可以提高金属离子的电沉积速度 ，同时氨水在镀液中也可以作促进剂 ，有助于镀Ni—P速度的增加。在碱性化学镀镍磷中，一定范围内，镀镍速度随镀液中氨水浓度升高而增大。因为pH值增大，次磷酸钠还原能力增强。但氨的使用量也是有限的，如果用量过高，其它配体被氨取代，沉镍速度反而变慢。而且pH值过高，镍络合物被破坏，形成氢氧化镍沉淀。使得镀液中镍离子浓度急剧下降。并由于镀液中出现沉淀，很容易导致镀液的自分解。考虑到沉积速率和镀液的稳定性，氨水的用量可选择20～30g/L为宜[10]。