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化學(xué)鍍應(yīng)用_化學(xué)鍍鎳液是否有毒_化學(xué)鍍鎳規(guī)律及機(jī)理探討

發(fā)布時(shí)間:2016-08-26 06:43

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2012年2月

電鍍與精飾

成。對(duì)于P—H鍵斷裂后,P-H間共用電子對(duì)的去

向,各種理論具有不同的解釋。如電子在磷、氫之

間平均分配,這就是原子氫析出理論;如果電子都轉(zhuǎn)移至氫,則屬于正負(fù)氫理論;而電子還原機(jī)理則認(rèn)為電子自由游離出來參與還原反應(yīng)。因此,可以根據(jù)化學(xué)鍍鎳機(jī)理的核心對(duì)各種宏觀工藝問題進(jìn)

行分析解釋。

3。2金屬的催化作用

化學(xué)鍍鎳的基體金屬材料分為有催化活性和

無催化活性兩類。前者為元素周期表中的第八副族鐵系元素,如鎳、釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑等。本身無催化作用的材料需在表面沉積有催化活性的金屬核。催化核的形成可通過置換反應(yīng)獲得,如鋅、鋁、鈹和鈦等;另一些金屬如銅、銀、金和碳,可以通過與一些比鎳活潑的金屬接觸,利用原電池原理獲得金屬催化核。鈷僅在堿性溶液中具有催化活性。

基體金屬材料對(duì)次磷酸根氧化催化理論尚不明確。但根據(jù)P.H鍵斷裂機(jī)理,可以認(rèn)為是由于

不同金屬對(duì)于氫的吸附能力不同。吸附能力強(qiáng),

P_H鍵斷裂的幾率高,則金屬具有的催化活性就好。金屬對(duì)于P—H鍵吸附能力強(qiáng)弱的機(jī)理尚需進(jìn)一步研究。如果能找到可以提高吸附能力的物質(zhì),對(duì)于提高化學(xué)鍍鎳發(fā)展無疑具有重大意義。

3.3絡(luò)合劑的影響

絡(luò)合劑在化學(xué)鍍鎳溶液中絡(luò)合鎳離子,避免產(chǎn)生亞磷酸鎳沉淀。從絡(luò)合理論而言,絡(luò)合劑的加入增加了鎳離子的穩(wěn)定性,使得鎳離子難以被還原,

化學(xué)鍍鎳的沉積速度應(yīng)該降低。但實(shí)驗(yàn)研究及生

產(chǎn)實(shí)踐都證實(shí),化學(xué)鍍鎳溶液中存在少量絡(luò)合劑

時(shí),化學(xué)鍍速度隨著絡(luò)合劑濃度的提高而增加,鍍

速與濃度的變化曲線存在一個(gè)最大值,達(dá)到最大值以后,絡(luò)合劑濃度繼續(xù)提高,傳統(tǒng)經(jīng)典理論解釋為口o:其一,濃度低時(shí),絡(luò)合劑在催化表面上吸附量

少,加速了沉積反應(yīng)。濃度高時(shí),因吸附鼉?cè)龃,毒化了反?yīng)。其二,絡(luò)合劑的金屬離子緩沖行為加速了反應(yīng)。認(rèn)為鎳離子不飽和絡(luò)合時(shí)才出現(xiàn)最大速

率。由于部分絡(luò)合的鎳離子保留著游離的水化鎳離子的某些特性,在濃度達(dá)到最大鍍速以前,緩沖作用是各絡(luò)合劑的主要作用。達(dá)到最大值后速度

隨濃度提高而降低的原因則是由于游離鎳離子減小的緣故。絡(luò)合劑影響沉積速度的原因是絡(luò)合物

萬方數(shù)據(jù)

第34卷第2期(總227期)

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的穩(wěn)定常數(shù)不同,游離鎳離子濃度的不同造成的。

根據(jù)P-H鍵斷裂機(jī)理,可以對(duì)這個(gè)現(xiàn)象另作解釋,化學(xué)鍍鎳絡(luò)合劑分子結(jié)構(gòu)中含有大量羧基、羥基等含氧成分。一方面由于氧的電負(fù)性較強(qiáng),水溶液中氫可以與之形成締合鍵。締合鍵的形成降低了P_H鍵間的穩(wěn)定性,使之易于開裂,從而加速了鎳的沉積速度。另一方面,高含量絡(luò)合劑鎳絡(luò)合物的穩(wěn)定性提高,鎳離子的還原難以進(jìn)行。兩種趨向進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),絡(luò)合劑少的時(shí)候,P—H鍵的活性為主,化學(xué)鍍鎳反應(yīng)加速;絡(luò)合劑過高時(shí)絡(luò)合效應(yīng)主

導(dǎo),鎳沉積速度降低。3.4加速劑的影響

化學(xué)鍍鎳溶液中的絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑往往會(huì)使沉積速率下降,因此常在鍍液中添加少量的能提高沉積速率的物質(zhì),即所謂促進(jìn)劑,也稱為加速劑,氨基羧酸類,如a氨基丙酸、a氨基丁酸、天冬氨酸;羧酸及羥基羧酸類,如丁二酸,蘋果酸、乳酸或琥珀酸等;氟離子,如氟化鈉也應(yīng)具有加速作用。

同樣可以根據(jù)P_H鍵斷裂機(jī)理,解釋少量加速劑可提高沉積速度;過量則由于絡(luò)合作用降低沉積速度。但對(duì)于無絡(luò)合能力的氟離子,由于其具有

強(qiáng)電負(fù)性,同樣可以作用于卜H鍵,減弱次磷酸鹽

分子中氫和磷原子之間穩(wěn)定性,活化次磷酸根離子,由于無絡(luò)合性,過量氟離子不會(huì)降低反應(yīng)速度,

這與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相一致HJ。

3.5裝載量的影響

裝載量對(duì)鍍層磷含量有非常顯著的影響。載

量提高,鍍速下降,鍍層磷含量提高。裝載量提高到一定值后,磷含量增長變慢,鍍液更容易自分解。

根據(jù)P-H鍵斷裂機(jī)理作如下解釋:隨著裝載量的提高,催化金屬表面積增大,形成單P—H鍵吸附的幾率增多,次磷酸根分解加快。但溶液中鎳離子濃度不變,因此,分解的次磷酸根還原成單質(zhì)磷的機(jī)會(huì)也增多,鍍層磷含量提高。由于零件總面積

大,單位表面積所接觸的鎳離子數(shù)量減少,因此反

應(yīng)速度降低。

3.6

pH的影響

酸性化學(xué)鍍鎳中,鍍層沉積速度隨溶液pH升

高而提高;磷含量隨溶液pH升高而降低,次磷酸鹽

利用率隨pH變大而增加。

從絡(luò)合角度而言,溶液pH升高,絡(luò)合劑對(duì)鎳離

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