非金属材料化学镀的应用新进展
摘要：化学镀技术可以进行强化非金属材料表面，应用前景非常广泛。

本文介
绍了非金属材料化学镀基体表面活化的几种方法：光化学法、自催化活化法、介
电层放电法、气相沉积法，并论述了化学镀技术在非金属材料上的最新进展和应用。

关键词：非金属材料；化学镀；应用；进展
1引言
化学镀技术可以强化提高金属或非金属材料的表面特性，广泛应用于石油化工、航空航天、机械等行业。

现在很多非金属材料的表面需要进行金属化表面处理，如汽车行业的塑料电镀件、印刷电路板行业的化学镀镍、电池行业中镀做为
发泡镍极、陶瓷粉体的化学镀工艺等。

2非金属材料化学镀的表面强化处理
非金属材料在进行化学镀之前要经过预处理，预处理过程包括对基体除油后，在基体表面进行粗化、敏化、活化。

这些预处理过程属于化学镀前的前置处理过程。

其中表面活化是最关键的工序，对于镀层的均匀和与基本的粘合力有重要的
作用。

进行活化是为了在表面覆盖一层均匀的金属颗粒，成为结晶中心。

常见的
基体表面活化方法有催化性涂料法、银浆法等。

2.1光化学法
光化学法是非金属材料化学镀进行基体活化的研究方法，它将光学和化学结
合在一起，活性物质由光辐射诱导产生，基本表面发生化学反应，形成均匀的活
性物质，为进一步的化学镀奠定基础。

活化机理有光电化学机理、热电化学机理、热分解反应机理等。

光源主要有紫外准分子激光、红外灯等，如果是准分子灯，
对其进行活化的操作是将活性物质制成固态膜，然后覆盖在基体表面，通过技术
使活性颗粒沉积在基体上。

如果使用光化学法具有区域性，要用模具对基进行掩膜。

2.2自催化活化法
自催化活化是由光化学法演变而来的，采用的是激光光源，没有活动性物质
母体。

通过激光将化学镀液沉积为镀层金属，没有活化步骤。

激光对基体进行照
射时，基体会发生物理或化学反应，使受射基体表面干净，使镀层金属的沉积成
为可能。

镀液吸收光能会局部温度会升高，镀层金属离子从镀液或基体中吸收电
子还原为金属原子。

这些金属原子可以自催化，促进金属的继续沉积。

2.3利用介电层放电活化法
利用介电层放电活化法是通过进行介电层放电，使基体表面清洁粗化，接着
在基体表面涂抹醋酸钯，利用活化法获得活性钯颗粒，清除掉未分解的醋酸钯，
基体表面形成活性钯图案，接着进行化学镀。

使用介电层放电不需要激光和真空
设备，在空气中就可以进行，活性钯颗粒均匀、活性好。

2.4气相沉积法
气相沉积法分为物理沉积和化学沉积，将基体放于高压真空空间，将金属制
作为靶体或者易挥发物质，在基体表面沉积了一层金属，这是化学镀必须要用到
的活性层。

气相沉积法的活性层和基体紧密结合在一起，镀层金属和基体也紧密
结合，可以很容易得到活性层，但缺点是需要使用价格较高的真空设备，无法进
行区域选择，基体要保持高温，镀层金属要首先制成易发挥的物质。

3非金属材料化学镀的研究内容
3.1玻璃纤维化学镀
现在导电材料是一个研究热点，导电材料通过进行导电纤维填料并与树脂基
材复合制备而成，纤维材料会受到价格、力学特性等的限制。

镀金属玻璃纤维的
强度较高，导电性好，是一种很好的导电填料。

在对玻璃纤维乾地表面前处理时
使用分散剂和偶联剂。

用扫描电镜进行分析，分散处理后的试样具有较好的分散
效果和均匀度。

偶联处理使玻璃纤维和活性金属的结合紧密，使金属在玻璃纤维
表面的吸附能力增强。

镀液中的主盐硫酸铜浓度可以对沉积速度产生影响，硫酸
铜的浓度增加，化学镀的沉积速度减慢。

这是因为镍离子的浓度高，从而对沉积
速度产生了影响。

铜离子的含量小，铜离子的沉积电位和镍是相同时，对镍的沉
积影响不大，如果镍的浓度升高，使铜的沉积电位高于镍时，纤维表面会沉积为铜，镍的沉积性就不活跃，镀液的沉积速度也产生影响。

要实现铜和镍的沉积，
要降低铜的沉积电位。

如果铜离子的浓度较低，不会明显影响镍的沉积电位，如果铜离子的浓度较高，镍的沉积电位受到了明显的影响，这表明铜的百分含量快速增加，镍的百分
含量快速减少，磷离子沉积电位也随着铜离子的浓度升高而降低。

通过研究表明，新制备的镀镍、镀铜纤维的导电性能很好，但搁置或热处理
后会影响导电性。

这是因为镍和铜镀层的表面能较高，从周围吸收杂质或形成氧
化层后对导电性产生了影响。

在热塑树脂中加入导电纤维，加工后的材料的导电
性能不能达到预期的效果，于是制备化学镀导电玻璃纤维，在镀铜纤维后再镀一
层Ni- Cu-P合金，这样做可以对内部导电层加以保护，铜层起到了导电作用，Ni-Cu-P是保护性的镀层。

双镀层结构使纤维具有较好的导电性、抗氧化性。

3.2陶瓷化学镀
陶瓷的不可焊性和导电性差使陶瓷的应用范围受到了限制，对其表面进行处
理后，可以满足较多的应用要求。

对陶瓷进行前期预处理包括清洗、粗化、活化等，用有机溶剂或除油剂做为清洗液，要用超声波来清除掉微孔里的除油液。

对陶瓷进行粗化的方法有化学和薄膜改性两种方法，其化学粗化使用氟化物
粗化液或氢氧化钾粗化液，薄膜改性粗化法是在陶瓷表面涂上一层耐热性好的玻璃，烧结使液态玻璃渗透到陶瓷的微孔，用氟化物进行表面粗化，用超声波进行
清洗，干燥。

敏化和活化方法有三种，第一种用氯化亚锡溶液使用敏化液，氯化
钯做为活化液；第二种方法是敏化活化一步完成，第三种方法是直接处理含有二
价钯离子和有机物的混合液。

现在陶瓷在电子工业中有了广泛的应用，电子元件的性能依赖于涂镀技术。

陶瓷化学镀可以改革镀层合金的种类和含量，使其具有多种功能。

3.3塑料化学镀
对塑料基体表面进行处理可以形成金属层，使塑料具有了金属化，具有良好
的耐蚀性、耐磨性、导电性等，塑料金属化的方法中化学镀是应用最广泛的一种。

进行塑料化学镀时要使用还原剂，将金属离子还原为具有催化活性的物体表面，
形成金属镀层。

在化学镀前要进行粗化、敏化、活化等处理，使镀层和基体紧密
的结合。

研究人员贺英使用化学镀技术在聚苯胺镀层嵌入铜，获得了与尼龙材料结合
紧密的导电复合镀层，镀层覆盖均匀，重量轻，力学性能优良。

化学镀可以明显
影响镀层的性能，如果碱性镀液的PH值变大、镀液的温度升高，复合镀层的导
电性会增强。

3.4金刚石化学复合镀
在镀液中加入金刚石颗粒经过沉积后，可以获得复合镀层。

化学复合镀可以
在材料中进行均匀沉积，镀层的硬度高，具有耐腐蚀性和装饰性，应用于航空、
机械、化工等领域。

金刚石分为单晶和多晶，其中单晶金刚石用于研磨，有尖锐
的边角。

金刚石锉和砂轮用复合镀层做加工面。

随着纳米技术的发展，可以将纳
米级的金刚石引进到复合镀层中。

纳米金刚石具有超微粒子的性质，也有金刚石
的性质，应用于精密仪器、光洁度高的表面加工刀具等方面。

化学镀也应用于电接触材料中，学者吴康使用纳米金刚石增强银基镀层，提
高了电触头的寿命和耐电流能力。

4小结
化学镀层具有均匀性、致密性和表面特性，未来的发展方向是：功能多样化
和先进的辅助技术的融合，如印刷电路板的计算机辅助设计、红外线、超声波化
学镀，加入纳米颗粒，提高化学镀锡合金的速度，控制恒定镀速等。

化学镀技术
未来会广泛应用于非金属材料的热处理和表面处理领域。

参考文献：
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