中温酸性化学镀镍—磷合金工艺的研究

摘要

该论文在综合分析大量文献的基础上,了解了化学镀镍工艺的研究现状与进展,分析、比较了高温及中温化学镀镍的优缺点,发现对中温酸性化学镀镍工艺进行研究是非常有理论意义及现实意义.该文通过条件实验及周期实验系统的研究了镀液主要组分、操作条件及周期添加方式对中温酸性化学镀镍-磷合金工艺的影响,并从动力学的角度,对中温酸性化学镀镍的机理做了初步的探讨.研究结果表明,所有的镀液主要组分都对工艺有影响,其中络合剂及促进剂的影响最大.在操作过程中,改变镀液的pH值和施镀温度都会对工艺产生较大的影响.在连续施镀过程中,周期添加方式对镀液的使用寿命、镀液稳定性、镀速及镀层性能均会产生很大的影响.最后,通过研究得出最佳工艺配方为:硫酸镍与次亚磷酸钠的摩尔比为0.36;乙酸钠15g/L;稳定剂Al mg/L(周期实验加稳定剂B1 0mg/L);复合络合剂组合为乳酸10ml/L+冰乙酸1 0ml/L;促进剂为有机酸G6g/L;pH值为5.0;装载量为1.0dm<'2>/L;施镀温度为70℃(周期实验为75℃);主盐与还原剂的添加比例1:1.2;每60分钟对镀后液进行镍离子浓度的测定并按镍离子的消耗量添加浓缩液,添加比例按开缸液的15%.采用上述中温酸性化学镀镍配方可得到寿命大于10个周期的镀液,镀速在第1周期可达到20.40μm/h,在第10周期仍有12.10μm/h;周期实验所得镀层的镀态硬度高达480HV,10个周期的镀层的耐蚀性均大于70s,最大的为221 s;镀层结合力均合格并且镀层磷含量稳定(始终保持在11~12%),综合性能理想,各项性能指标均能满足工艺的要求.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1概述

1.1.1化学镀

1.1.2化学镀的特点与优点

1.1.3化学镀镍的发展简史

1.1.4化学镀镍的发展前景

1.2中温酸性化学镀镍研究现状与进展

1.2.1研究现状

1.2.2研究和应用前景

1.3课题的提出

1.3.1目的及意义

1.3.2研究内容

第二章理论基础

2.1化学镀镍的热力学

2.2化学镀镍的动力学

2.3化学镀Ni-P合金机理

2.3.1原子氢理论

2.3.2氢化物传输理论

2.3.3电化学机理

2.3.4羟基-镍离子配位理论

2.3.5化学镀Ni-P机理的进展

2.5化学镀镍溶液各组份的剖析

2.5.1主盐

2.5.2还原剂

2.5.3络合剂

2.5.4稳定剂

2.5.5加速剂

2 5.6缓冲剂

2.5.7其他组份

2.6小结

第三章实验研究

3.1实验设备与仪器

3.2实验材料

3.3实验基本操作步骤

3.3.1配制镀液

3.3.2试样预处理及工艺流程

3.3.3施镀

3.3.4镀液分析测试

3.3.5镀层性能测试

3.4测试方法

3.4.1化学镀镍溶液中镍含量的测定

3.4.2化学镀镍溶液中次亚磷酸根离子含量的测定

3.4.3化学镀镍溶液中亚磷酸根离子含量的测定

3.4.4化学镀镍溶液稳定性测定

3.4.5沉积速率

3.4.6镀层磷含量测试

3.4.7镀层形貌及微观结构

3.4.8镀层耐蚀性测试

3.4.9镀层硬度测试

3.4.1 0镀层结合力测试

3.5化学镀镍溶液组分对工艺的影响

3.5.1主盐与化还原剂配比的研究

3.5.2单一络合剂的研究

3.5.3复合络合剂的研究

3.5.4促进剂的研究

3.5.5小结

3.6操作条件的研究

3.6.1 pH值的研究

3.6.2温度的研究

3.6.3小结

3.7周期实验研究

3.8中温酸性化学镀镍机理初探

第四章结论

4.1影响工艺结果的因素

4.2中温酸性化学镀镍机理探讨

参考文献

致谢

附录 攻读硕士学位期间发表论文