化学镀技术班级doc孔倩倩

化学镀技术班级：1385011学号：138501103姓名：孔倩倩引言化学镀作为一种优良的表面处理技术能够施镀于导体和非导体材料，镀层均匀，操作简便。因此一直受到工业上和学术界的关注。综述了化学镀的研究现状和主要化学镀层的应用领域，包括化学镀镍，化学镀钴，化学镀银，化学镀锡，化学镀金以及化学镀钯等技术，并提出了化学镀技术的发展趋势。化学镀由于镀层本身具有独特的优良性能，且工艺与其他表面处理技术相比，化学镀不需要外加电源，操作方便，工艺简单，镀层均匀，孔隙率低和外观良好，而且能在塑料，陶瓷等多种非金属基体上沉积，并具有优良的包覆性（因不用外加电源，凡镀液能浸到的部位，任何复杂零件包括微小孔，盲孔都可以获得均匀的镀层），高的附着力，优良的抗腐蚀，耐腐蚀性能以及优异的功能性能等而使其在世界范围内得到了迅速的发展和广泛的应用。一.概述化学镀是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属沉淀的过程。它被称为自催化(AuocatalyticPlating)或无电镀(ChemicalCompositionelectrolessplating)。实现化学镀应具备下述条件：1）溶液中还原剂被氧化的电位要显著地与金属离子被还原的电位，以使金属有可能被沉积出来。2）配好的溶液不产生自发分解，当与催化表面接触时，才发生金属沉积过程。3）调节溶液的PH，温度时，可以控制温度的还原速度，即可以调节镀覆速度。4）被还原析出的金属应具有催化作用，这样镀层才能增厚。5）反应生成物不妨碍镀覆过程的正常进行，即溶液有足够的使用寿命。化学镀溶液的成分包括金属盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、PH调节剂、稳定剂、加速剂、润湿剂和光亮剂等。二、化学镀的发展过程化学镀作为一种表面处理技术，从开发到应用经历了一个历史发展的过程。1844年，Wurtz通过次亚磷酸盐得到了金属镍的镀层。1911年，Bretean发表了有关化学镀镍的研究报告，认为沉积过程是Ni在次亚磷酸盐上的催化反应。这一结论标志着对化学镀认识的一次突破。1916年，Roux注册了第一份化学镀液。1920年，Federichi着重研究了Ni盐和碱金属次亚磷酸盐的相互作用，同时用PD作为催化剂。促使化学镀技术真正应用于实际生产中的荣誉应归功于美国国家标准局的Brenner和Riddell。1946年，他们利用镍盐与次亚磷酸盐组成的溶液首次得到了化学镀镍层，结果于1947年发表，并于1950年，申请了专利，肯定了次亚磷酸盐的还原作用。人们在Brenner和Riddell研究的基础上，围绕化学镀镍这一课题，进行了广泛而深入的研究，效果显著。自Brenner和Riddell研究之后，人们研究化学镀镍的发展过程为一下几个时期：1）化学镀镍的起步，研制和学术交流时期（1844-1943）2）化学镀镍的第一代发展，初期的应用和酸性槽液的开发（1944-1950）3）化学镀镍的第一代工业化：设备研制，工艺确定，镀层应用的扩大。（1950-1959）4）化学镀镍的第二代工业化：槽液各组分的筛选，镀层合金组分的更换（19959-1973）5）快速发展时代：化学镀镍技术趋于成熟，镀层种类增加，成为竞争力强的表面处理技术，应用场合不断扩大。（1973-1980）6）应用领域不断扩大：强调对生产者或使用者进行必要的教育、培训、镀层质量控制及管理成为必然（1980-）三．化学镀研究现状化学镀有三种沉积方式：置换沉积、接触沉积与还原沉积。迄今为止，化学镀的研究焦点已由当初的化学镀镍辐射到多种金属与合金的镀覆工艺及原理的研究，如化学镀Cu、Co、Ag及Sn等。化学镀液采用的还原剂已由单一的甲醛发展到次磷酸钠、硼氰化物及联氨等。降低化学镀的施镀温度，不仅可以降低成本，提高镀液稳定性，而且便于加工。1、电镀及化学镀磁记录介质薄膜的最新进展随着化学镀Ni2P合金在计算机硬盘上的应用，电镀与化学镀技术已广泛用于磁记录介质薄膜的制备。早在60年代，人们就已发现化学镀钴合金薄膜具有较高的矫顽磁力，可以作为磁记录介质。由于那时没有高密度记录，对磁性能的稳定性和重现性要求不高。随着个人电脑的小型化、高性能化，要求磁记录密度比原来提高1000倍以上。这样，传统的涂覆型磁记录薄膜已不满足要求，开始考虑用溅射方法制备出高密度的连续介质薄膜。但溅射方法成本高、成产效率低，不利于大规模工业化生产。为此，提出了用电镀及化学镀的方法制备磁记录介质薄膜。通过电镀和化学镀，可以得到横向磁记录介质、垂直磁记录介质、磁光记录介质等，为得到磁性能稳定的薄膜，必须严格控制镀液组成及工艺条件、降低镀液中的杂质含量、严格工艺过程等。电镀包括从水溶液和非水溶剂中的电镀两个方面，从水溶液中电镀主要包括电镀Ni2Fe合金和Fe2Co合金等软磁介质，从非水溶剂中电镀主要是电镀稀土2铁系金属合金，如Tb2Fe合金、Nd2Fe合金、Dy2Fe合金和Tb2Fe2Co合金等，用作磁光记录介质。化学镀则主要是在化学镀Ni2P合金、Co2P合金的基础上，通过添加其它金属盐，得到高密度磁记录介质薄膜，如Co2Ni2P、Co2W2P、Co2Mn2P、Co2Ni2Mn2P、Co2Ni2Re2Mn2P、Co2Ni2Re2P和Co2Ni2Zn2P合金等。2、电刷度与化学镀技术相结合在表面强化领域20世纪50年代化学镀镍磷合金镀层被美国科学家A-Brenner和G-Riddell成功研制后，国内外等研究部门开始了对化学镀镀层进行深入的研究，随着现代科学技术的迅猛发展，化学镀的工业应用愈加广泛，由于化学镀具有良好的均镀能力、较高的硬度、较好的耐磨性、优良的耐蚀性，使得化学镀这一新型表面处理技术被广泛用在电子、计算机、化工、国防、宇航、机械、石油、汽车、纺织及原子能等工业领域。90年代以来，化学镀技术已成为发展最快的表面技术，并在实践中取得了可喜的成绩。随着化学镀工艺应用领域的扩展和表面处理技术的飞速发展，化学镀工艺在生产实践中遇到了新的难题，主要有：根据实际需要如何解决镍磷合金厚镀层问题？如何解决大型工件化学镀的易剥落问题？怎样解决多镀层问题？怎样解决各种难镀金属基体表面的化学镀快速起镀问题？针对上述问题，专业人士进行了充分的研究、并获得了良好的效果。电刷度技术和化学镀技术相结合，在表面强化领域中的作用是不可估量的。随着科学技术的发展和研究的不断深入，相信在实践中它们的作用会得到进一步发展更加完善。3、非金属材料化学镀的应用新进展化学镀是提高金属或非金属等材料表面特性的一种强化方法。目前已广泛应用于石油化工、电子技术、航空航天和机械等领域。随着新材料的不断产生，大量的非金属材料表面需要进行金属化处理，如汽车家电行业中应用广泛的塑料电镀件、计算机和印刷电路板行业中的素烧陶瓷表面的化学镀镍、电池行业中镀在聚氨酯泡沫上作为极板的发泡镍极，碳纤维与尼龙纤维在制备复合材料中的化学镀镍处理以及在超细陶瓷粉体上的化学镀工艺等。四．化学镀应用领域化学镀Ni-P的特点：1.化学镀可以在形状复杂，内孔较多的工件上施镀，且可获得均匀的镀层，此特点尤为电镀工艺所不及。2.镀层呈光亮的优良表面，耐蚀性能远优于电镀层。3.可在铸铁、钢、不锈钢、铜、铝、磁体等金属或合金表面施镀，经过特殊前处理也可在非导体上施镀。4.可焊性：化学镀Ni-P具有良好的可焊性、易粘结、易铜焊，可用于使非金属与铝或不锈钢结合。5.耐蚀性：对硫化氢、烧碱、非氧化性氯化物的耐蚀性优于不锈钢，对醋酸、甲酸等耐蚀性也优于不锈钢，对次氯酸钠的耐蚀性可与钛媲美。6.无污染或低污染。基于这些特点，化学镀在石油化学工业和天然气工业，采矿和原材料加工业，纺织工业，电子仪器工业，模具工业得到广泛的应用。此外，医疗行业的外科器械，食品加工行业的各种机器、印刷工业等等，化学镀Ni-P也均有广泛的应用领域。五．化学镀镍的发展前景国内外有关专家普遍看好化学镀镍的发展前景。总的来说，在不远的将来计算机硬盘化学镀镍仍将是化学镀镍的最大市场。化学镀镍在电子工业、轻金属（镁、铝）防护方面将有重要增长，在油田，采矿和化工工业保持稳定，而在汽车工业发展潜力很大。当然，与先进国家相比，我国在化学镀镍的工艺、设备规模和镀层质量等方面都还有很大的差距，不少从事此行业的人对此持有相同看法，需要从事此行业的人员同心协力，共商良策，迎头赶上。目前，化学镀镍在难镀基材方面的工艺尚有待改进，轻金属的无孔隙薄镀层仍面临挑战，轻薄的镀层意味着成本降低，生产率提高，化学试剂消耗减少，最后将赢得化学镀镍的更大市场。随着环保要求的进一步严格，一方面由于镀铬收到限制而给化学镀镍的取而代之的机遇;另一方面降低污染，延长镀液使用寿命，降低成本仍然是化学镀镍同行面临的一项长期任务。随着电子、计算机和通信等高科技产业的迅猛发展，为化学镀镍技术提供了巨大市场，预期化学镀镍技术将会持续高速发展。为了满足更复杂工况的要求，化学复合镀，化学镀镍基多元合金、纳米化学镀等工艺逐渐发展起来。另外，世纪情况的不断发展变化，要求化学镀镍技术也不断推陈出新，以满足更复杂和更苛刻的使用条件。研究者在注重实际应用的同时，也不能忽略基础理论研究。理论与应用应当协调一致，共同发展，我国的化学镀镍技术才不会落伍，才会赶上西方国家的水平。另外，同行之间要加强技术交流，广泛开展互利合作。专家学者，镀覆厂商，设计人员和用户之间的沟通和合作，将促进化学镀镍技术的健康快速发展。在表面处理领域，化学镀镍虽然不是灵丹妙药，但它确实可以在应用中发挥重要的作用。已经有人预言，21世纪化学镀镍仍将是一项很有生命力的表面处理技术。参考文献：1.陈步明，郭忠诚，昆明理工大学冶金与能源工程学院《化学镀研究现状与发展趋势》论文2.刘英杰，盘锦职业技术学院《化学镀工艺的探讨》3.刘光明《表面处理技术概论》4.李惠东，郭永和等，化学沉积镍磷合金耐腐蚀机理研究，全国首届化学镀会议论文集5.张安福，周宇凡。国外研究化学镀Ni-P合金的发展趋势，全国首届化学镀会议论文集6.杨德均，孙榆芳。化学镀技术的回顾与展望。全国首届化学镀会议论文集。