第４０卷第４期
Ｖｏｌ． ４０ Ｎｏ． ４
２００７年４月
Ａｐｒ． ２００７
复合稳定剂对化学镀镍・磷合金的影响
尹国光，张自广，吴文馄
（泉州师范学院化学系，福建泉州３６２０００）
［摘要」为满足化学镀镍对镀液稳定性、沉积速率和镀层性能的要求，研究了化学镀Ｎｉ－Ｐ合金的多种
复合稳定剂组合。对镀液稳定性、沉积速率以及镀层的孔隙率、耐蚀性和结合力进行了测试。结果表明，使用
优选的复合稳定剂ＺＤ（由不饱和有机酸、无机盐和含硫化合物复配而成），在８６一８８℃下，向５０ ｍＬ化学镀液
中加入１００ ｍ岁Ｌ的ＰｄＣ１２溶液３ ｍＬ，２４３ ｓ无沉淀；镀层孔隙率为０．０６个／／ｃ衬，耐浓稍酸时间为１７久ｓ，镀速为
１８． ５ ｝Ｌｍ／ｈ，结合力满足ＧＢ／Ｔ １３９１３ －９２要求。该复合稳定剂协同效果好，不含重金属离子，符合环保要求。
〔关键词〕化学镀Ｎｉ一Ｐ合金；复合稳定剂；稳定性；孔隙率；镀速
［中图分类号］ ＴＱ１５３． １［文献标识码］Ａ［文章编号］１００１一１５６０（２００７）０４ －００２８ －０２
０前言
在化学镀镍过程中，由于镀液中存在外来或还原
反应产生的固体微粒或胶体粒子，这些微粒比表面积
大，具有催化活性，易诱发金属镍颗粒生成，导致化学
镀镍溶液自发分解。当镀液装载量过大或ｐＨ值过高
时，也会引起镀液失效。因此，选用适合的稳定剂对化
学镀镍尤为重要。稳定剂可优先吸附在其活性微粒
上，抑制微粒的镍磷沉积反应，阻止镀液的自发分
解川。但稳定剂的加人对镀液沉积速率和镀层性能有
较明显的影响，单一的稳定剂很难同时满足镀液稳定
性、沉积速率和镀层性能以及环保的要求。本工作对
醋酸铅，硫脉，ＫＩ， Ｋ１０３， Ｎａ２ Ｓ２ ０３和有机酸等做了大量
复合试验，筛选出一种复合稳定剂。并就该添加剂对
镀液和镀层综合性能的影响进行了研究。
１试验
１．１仪器及材料
ＴＧＢ３２８Ａ型分析天平，ｐＨＳ－３Ｃ型数字酸度计，５０１
型超级恒温器，ｉｉ －１型定时电动搅拌器，ＤＨＧ －９０７６Ａ
型电热恒温鼓风干燥箱，ＬＥＯ一１５３０型扫描电镜。材料
采用厚度为１ ｍｍ的Ａ３钢试片。
１．２工艺流程
工艺流程：化学除油一酸洗、活化、化学镀镍＊
吹干。
化学镀镍的基础镀液成分及工艺参数：２８留Ｌ
Ｎ＇Ｓ０４・６Ｈ２０，３２ ｇ／Ｌ ＮａＨ２ Ｐ０２・Ｈ２０，２０ ｍＬ／Ｌ乳
酸，８岁Ｌ苹果酸，１岁Ｌ甘氨酸，巧岁Ｌ无水乙酸钠，复
合稳定剂适量。ｐＨ二４．８一５．２，溶液温度８６一８８℃，
装载量１． ２ ｄｍ２／Ｌ，施镀时间ｌｈ，机械搅拌速度１５０
ｍｉｎ ｏ
１．３测试方法
镀液稳定性测试在１００ ｍＬ烧杯中注人５０ ｍＬ
化学镀镍溶液，恒温至８６一８８℃，在搅拌下加人浓度
为１００ ｍｇ／Ｌ的ＰｄＣ１２溶液３ ｍＬ。记录自注人ＰｄＣ１２溶
液至镀液开始出现黑色雾状沉淀的时间，以ｓ计〔“〕。
镀液沉积速率测试采用增重法测定镀层孔隙率
测定按ＧＢ ５９３５一８６标准，采用贴滤纸法进行测定。
耐蚀性试验采用浓硝酸试验法，以ｓ计。结合力试验按
ＧＢ／Ｔ １３９１３ － ９２标准做弯曲试验、热震试验和锉刀试
验。用ＬＥＯ －１５３０扫描电镜观察镀层形貌，采用电子探
针微区成分分析（ＥＤＳ）测定镀层中的Ｐ含量。
２结果与讨论
［收稿日期］２００６一１１一１０
２．１不同稳定剂组合对镀液和镀层性能的影响
为了筛选综合效果较好的稳定剂组合，在上述化
学镀镍基础镀液中，加人不同配方的稳定剂组合，试验
结果见表１。其中５一８号配方为１一４配方中分别加
人４０ ｍｇ／Ｌ有机酸Ｄｏ
复合稳定剂对化学镀镍一磷合金的影响
表１不同稳定剂组合对化学镀镍溶液和镀层性能的影响
配方号
１ ２ ３
４５
６ ７
ｐ（Ｋｌ）／
（ｍｇ・Ｌ一‘）
Ｐ（有机酸Ｄ）／
（ｍｇ・Ｌ一’）
Ｐ（硫脉）／
（ｍｇ・Ｌ一’）
ｐ（Ｋ１０３）／
片催化活性中心，引起镀速降低，镀层孔隙率增加。当
ＺＤ含量为２５ ｍ岁Ｌ时，镀层孔隙率最低，耐蚀性最好，
且其他性能指标也较高。
２．３化学镀镍层Ｐ含ｆ
４号试片的化学镀镍层ＥＤＳ测试结果见图ｔｏ
（ｍｇ・Ｌ一’）
ｐ（Ｎａ２ Ｓ２ ０３）／
（ｍｇ・Ｌ一’）
镀速／
（Ｊｉｍ・ｈ一’）
一１０ １０
１５．１ １４．６ １８．２ １３．８ １６．３ １８．９
１３．２ １４．６
０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０１１
耐蚀性／／ｓ
孔隙率／
８６ ７４ ８０
１３３ ７９
１３８ １６０
Ｅ／ｋｅＶ
（个・ＣＭ－２ ）
２．３ ２．５
４６６ １５６
图１ ４号试片ＥＤＳ测试结果
ｎ
Ｕ
ｌｌ
｝
‘且
．
Ｉ
Ｊ
２
稳定性／，３００ ２１５
３１３ １８６ １９８ ３３５
由表１可知，８号配方的稳定性较４号配方的１５６
ｓ提高到３３５ ｓ，耐蚀性增强了一倍，孔隙率只有４号配
方的１／２０ ５号配方的稳定性和镀速虽有提高但不明
显，耐蚀性有较大提高，孔隙率由１号配方的２．５
个／ｃｍｚ降低到１．５个／ｃｍ Ｚ． ６号和７号配方的综合效
果不佳。表１说明５号和８号配方的稳定剂组合协同
效果好，有机酸Ｄ能与之兼容。
２．２复合稳定剂ＺＤ含ｆ对化学镀镍溶液和镀层性能
的影响
在５号和８号稳定剂组合基础上配制了复合稳定
剂ＺＤ。该稳定剂由不饱和有机酸、无机盐和含硫化合
物等复配而成，其含量对化学镀镍溶液和镀层性能的
影响见表２０
表２复合稳定剂ＺＤ含，对化学镀镶溶液和镀层性能的影响
由４号试片化学镀镍层ＳＥＭ形貌可知，当稳定剂
含量为２５ ｍｇ／Ｌ时，所得化学镀镍层平整、细致、均匀、
无孔隙，说明加人适量的ＺＤ稳定剂有细化晶粒和整平
作用。图１测试结果表明，镀层含磷量为９．３７％－
１０．５３，属高磷镀层，这也是镀层耐蚀性和光亮度均
较好的原因。
３结论
复合稳定剂ＺＤ对化学镀镍溶液及其镀层性能有
良好的综合效果，适宜用量为２５ ｍｇ／Ｌ，此时镀液沉积
速率为１８．５ Ｎ，ｍ／ｈ。镀层均匀细致，孔隙率低，耐蚀性
好，含磷量为９．３７％一１０．５３。溶液稳定性高，按本
工作测试方法能达到２４３ ｓ无沉淀。
参考文献
试验号
２ ３ ４ ５
［１」姜晓霞，沈伟．化学镀理论及实践（第一版）［Ｍ］．北
京：国防工业出版社，２０００；７７．
［２〕李宁，袁国伟，黎德育．化学镀镍基合金理论与技术
（第一版）［Ｍ］．哈尔滨工业大学出版社，２０００；４０．
〔编辑：Ｉｔ敏〕
、
１了
．止丁
．１甲
・＋
・工了
・上了
・上下
・‘，
・
＋
．止了
了
自
．
ｐ（ＺＤ）／（ｍｇ＂Ｌ一’）５．００ １０．００ １５．００ ２５．００ ３５．００ ４５．０
镀速／（ ｝ｔ，ｍ ＂ ｈ一’）１６．１０ １７．６０ １９．３０ １８．５０ １７．２０ １５．４
镀层厚度／｝Ｌｍ １８．００ １８．００ １８．００ １８．００ １８．００ １８．０
稳定性／ｓ ９０．００ １８７．００ ２２１．００ ２４３．００ ２６４．００ ２７２．０
孔隙率（个・ＣＭ－２） ０．６３ ０．９４ ０．５３ ０．０６ ０．７２ １．３
耐蚀性／８ １３０．００ １１６．００ １３５．００ １７１．００ １４０．００ １２２．０
结合力合格合格合格合格合格合格
外观半光亮光亮光亮光亮光亮半光亮
Ｘ．－卜・十一卜・十・叫卜一卜一州卜”干．州卜一卜．．叫卜．．州卜・州卜“州卜一卜・州卜“＋的州卜・十・十”叫卜．一卜
欢迎投稿！
由表２可知，随着复合稳定剂含量的增加，化学镀
镍溶液稳定性明显提高，沉积速率上升到１９． ３ Ｒｍ／ｈ
后逐渐下降，说明ＺＤ不但对镀液有良好的稳定效果，
而且对沉积有一定增速作用，但过量后由于其占据试
次迎仃阅！
次迎刊登广告！
州卜．．ｗｅ卜“叫卜．．州卜．州卜．．叫卜．．叫卜“叫卜一卜“州卜．．州卜”州卜．州卜”州卜．’州卜．叫卜．州卜．．州卜．．州卜．．州卜”州卜“州卜
－土了
・土丁
・土了
１１Ｔ
－１丫
，二了
．土丫
．土了
．上了
・＋
、
一２９