化学镀镍溶液的成分分析

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为了保证化学镀镍的质量，必需始终保持镀浴的化学成分、工艺技术参数在最正确范围（状态），这就要求操经常进行镀液化学成分的分析与调整。1.Ni2＋浓度

镀液中镍离子浓度常规测定方法是用EDTA络合滴定,紫脲酸胺为指示剂。试剂

（1）浓氨水（密度：0.91g/ml）。

（2）紫脲酸胺指示剂（紫脲酸胺：氯化钠=1：100）。（3）EDTA容液0.05mol，按常规标定。分析方法：

用移液管取出10ml冷却后的化学镀镍液于250ml的锥形瓶中，并参与100ml蒸馏水、15ml浓氨水、约0.2g指示剂，用标定后的EDTA溶液滴定，当溶液颜色由浅棕色变至紫色即为终点。镍含量的计算：

CNi2＋=5.87M·V(g/L)

式中M——标准EDTA溶液的摩尔浓度；V——耗用标准EDTA溶液的毫升数。2．还原剂浓度

次亚磷酸钠NaH2PO2·H2O浓度的测定

其原理是在酸性条件下，用过量的碘氧化次磷酸钠，然后用硫代硫酸钠溶液反滴定自剩余的碘，淀粉为指示剂。试剂

（1）盐酸1：1。

（2）碘标准溶液0.1mol按常规标定。（3）淀粉指示剂1%。

（4）硫代硫酸钠0.1mol按常规标定。分析方法：

用移液管量取冷却后的镀液5ml于带盖的250mL锥形瓶中；参与盐酸25mL碘标

准溶液于此锥形瓶中，加盖，置于暗处0.5h（温度不得低于25℃）；开启瓶盖，参与1mL淀粉指示剂，并用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点。计算：

CNaH2PO2·H2O=10.6(2M1V1－M2V2)(g/L)式中M1——标准碘溶液的摩尔浓度；V1——标准碘溶液毫升数；

M2——标准硫代硫酸钠溶液的摩尔浓度；V2——耗用标准硫代硫酸钠溶液毫升数。3．NaHPO3·5H2O的浓度

化学镀镍浴还原剂反应产物中影响最大的是次磷酸钠的反应产物亚磷酸钠。其他种类的还原剂的反应产物的影响较小甚至几乎无影响，如DMAB。其测定原理是在碱性条件下，用过量的碘氧化亚磷酸，但次磷酸不参与反应；然而，用硫代硫酸钠反滴定剩余的碘；淀粉为指示剂。试剂

（1）碳酸氢钠溶液5%。（2）醋酸98%。（3）其余试剂同前。分析方法：

用移液管量取冷却后的镀液5ml于250mL的锥形瓶中（可视Na2HPO3含量多少决定吸取镀液体积），参与蒸镏水40mL。

参与碳酸氢钠溶液50mL，使用移液管量取40mL标准碘溶液于锥形瓶中，加盖，放置暗处1h。

开启瓶盖，滴加醋酸至PH

工件表面生成置换铜，因而造成化学镀镍层结合强度变差的问题。在某些化学镀液中，15×10-6g/L的铜离子会造成镀层变色。镀液中铜离子来源于两个方面：一方面是铜质工件或挂具在镀液中的溶解；另一个方面是前处理溶液中铜离子在钢铁工件的表面上生成置换铜，继而在镀液中的溶解。

（4）镉离子污染寻常来源于未退镀清白的曾经用于镀镉的吊架，受镉离子污染过的前处理溶液，以及含镉稳定剂或光亮剂的添加量错误，镀液中积累的镉离子浓度超过期3×10-6g/L时，会造成镀层灰暗，孔边起皮和漏镀。

（5）钙、镁离子主要来源于工业用水，由于镀液浴蒸发积累，钙、镁离子浓度太大时，会造成镀层粗糙、发雾、针孔；甚至，假使钙、镁离子浓度过高而生成不溶物，则可能造成镀液自发分解。防止钙、镁离子污染的方法是使用去离子水，并经常检查去离子水的纯度质量。

（6）钯离子污染来源于非金属或非催化活性金属镀前活化、敏化溶液、假使清洗不清白，带入镀液后将会引起镀液自发分解。③用假镀法除去重金属污染物

对于重金属污染物，可用较大面积的电解镍板，经活化洗净后，进入镀液中进行电解，以此去除重金属离子。此法，即所谓的“假镀〞（dummy）。“假镀〞后，应补充添加镀液成分，以维持镀液中各种化学成分都在工艺范围内。五、操作方法有问题1.镀液温度①液温过高或过低

必需密切监视镀液温度才能获得稳定的高质量的镀层。因此，有必要采用缜密温度控制器；并使用合格的温度计检查温度控制器，进一步核实控制温度在正确范围之内。若未经检查，可能会因温度过高而造成镀液分解，也可能因温度过低而镀速太慢。②镀槽液温不均匀

由于加热方式或镀液循环过滤方式不均匀，造成镀槽中上下或左右液温有区别，对较大的镀槽（如900L）而言，有时会高达5℃～8℃之差距，对于孔径要求或对镀层厚度要求都较严格时，由于液温温差较大，工件镀层的一致性就差，而且会使工件因尺寸问题而造成报废。

③镀液局部过热

在操作过程中，假使采用电炉、电加热器、蒸汽直接加热时，就会使镀液局部温度过高（超过工艺规定的温度上限），PH值同时也偏高时，不仅镀层粗糙，而且还简单引起镀液分解。因此，即使PH值正常，镀液直接加热方式也是不可取的。2.循环过滤

化学镀液应保持循环过滤，循环量为每小时6～10倍镀液容积，滤径尺寸不大于5um，定期地更换滤袋或滤芯，这样，就可以减少甚至消除镀层表面的粗糙问题。由于化学镀是一/L种自催化沉积过程，假使镀液中存在着固体微粒，轻则造成镀层粗糙，重则引起镀液自发分解，全部报废，因此，除去镀液中的固体微粒是很重要的事。3.镀液搅拌

镀液搅拌不良亦会引起质量问题。由于搅拌不良，工件表面镀液滚动为层流，传质过程较慢，即参与瓜的物质到达工件表面以及反应产物离开工件的运动受阻，工件溶液界面状况恶化，因而会造成镀层气孔、气滞和镀层外观发化。良好的搅拌，无论是机械搅拌、清洁的压缩空气搅拌或者工件移动，对于获得合作的镀层是重要的。然而，过分地搅拌镀液，也会造成镀速下降，工件尖锐部位漏镀等问题。

4.镀液装载量不当

装载量过低或过高都会直接影响镀层的沉积速度。特别是高速沉积时，所获得镀层比较疏松，镍颗粒可能从镀层脱落到镀液中，形成自催化剂还原中心，促进镀液自行分解的趋势，而且在工件的表面上有大量颗粒生成。5.PH值测试不当

一般，通过PH计和PH试纸测定镀液的PH值。应当注意的是，某些PH试纸的读数同PH计读数相差可能高达0.5。在某些化学镀镍工艺中，由于镀液中盐离子效应造成PH值读数不准。当化学镀液老化时NH4+、Na+、K+、SO42—、Cl—等离子的积累都会造成溶液离子强度的改变。结果，PH值试纸对新镀液的反应与对旧镀液的反应不同。不仅如此，由于PH试纸制造方面的原因，不同厂商供应的PH试纸，对于同一化学镀镍液的测量，读数之间的差异高达0.5。因此，PH

计测量的读数比较确凿，而PH试纸测量的读数只能作参考。

为了获得可靠的测量结果，必需对PH计进行校正。影响PH计测量确凿度的寻常错误，是忽略了温度对PH值的影响。首先，应当考虑校正溶液与被测化学镀镍液的温度应一致，其次，￥应注意使用温度补偿。6.装挂工具架不合要求

假使使用的装挂工具架没有很好地进行防腐处理，那么这些工装挂具架就会在镀液中缓慢地腐蚀，从而增加了镀液中的杂质。这些杂质可能触发镀液的自行分解。装挂工具架的挂钩，没有均匀地合理地排列，使得局部处工件超过1~1.2dm2/L的装载量。装挂工具架每一次施镀后，退镍不完全。这些，都会使镀液性能下降，工件上也可能出现气泡等不良的品质。

六、接触化学镀镍液的设备要及时硝酸清洗和钝化处理

尽管化学镀镍设备用材料为聚丙烯，氯化聚氯乙烯，氟塑料等化学钝性材料，但是长时间接触之后，特别是经过长时间使用，被刻蚀粗化了的设备表面，十分简单镀上镀镍层。设备表面某处被镀上，就会迅速曼延，使得镀出面积急剧增大，镀液槽负载的急剧变化，造成镀液化学成分严重失去平衡，这就是所谓“镀出〞（plate-out）现象，轻则镀件表面粗糙，重则速槽镀液分解报废。同样，对于不锈钢槽，尽管已经连接槽壁保护系统，施加有阳极电流以保护不锈钢槽壁不被镀上，但是，长时间接触镀液依旧会被镀上。因此，无论是塑料衬里，还是不锈钢槽，包括循环泵，热交换器管道内壁，凡接触镀液的表面都必需定期使用硝酸清洗、钝化，以防止发生“镀出〞事故。七、镀液的维护和管理

在化学镀镍反应过程中，镍离子被还原成金属镍镀层，使镍离子浓度不断地降低，同时次磷酸根离子被氧化，生成亚磷酸根离子。当亚磷酸根离子浓度较高时，会与镍离子结合生成亚磷酸镍而沉淀。假使维持镍离子浓度和还原剂浓度的变化在5%~15%之内，寻常在镀速、镀液稳定性和镀层外观方面可基本保持稳定。故要求定期地分析镀液化学成份的频率同施镀负载成正比。

镀液中的镍离子（内含络合剂）或还原剂浓度若维护不当或补加不及时时，都会引起镀液成分失调。从而，会影响到镀液的稳定性。

首先，对于那些自配自用镀液的单位，在配制镀液和添加剂所用的原料中，如

PH值调整剂、金属盐、还原剂等，必需是购自可靠的供应商，高纯度的、化学镀级的化学品。廉价的化学品含有某些杂质，会使镀层发生针孔、外观晦暗、或者停镀，其中不溶性杂质会造成镀层粗糙，甚至由于不溶性杂质成为沉积核心而引起镀液自发分解。

在补加盐、还原剂和PH调整剂时，不允许以固体形式参与镀槽中去；在补加各种药品时，不允许液温过高；在补加预先溶好的液料时，要一面加料，还要一面进行充分搅拌；在补加液料时，其速度不能过快，其补加料也不能过多（不要超过工艺范围）。

由于补充液中寻常含有高浓度的稳定剂和光亮剂，某些具有表面催化毒性，因此一次补充添加量过大可能会造成镀速慢、镀层质量差和无光泽，甚至会导致镀液过稳定或停镀。

镀液在持续一段时间后，不可避免地会在镀液中产生沉淀物。假使不及时进行过滤，就会严得危害镀液的稳定性。因此，最正确的过滤方式是连续过滤。一般而言，亚磷酸根的积累浓度限度是随镀液PH值的降低而提高。随着化学镀镍的进行，镀液PH值会降低，PH值低时，亚磷酸盐积累速度相对加快，显然，这对于镀液的稳定性是不利的。因此，要及时调整PH值。

在边续地进行化学镀镍后，就会发现在镀槽槽壁上或加热器上有沉淀物。上述沉淀物，具有沉淀反应的催化活性，如不及时除去就会加速镀液的自行分解。因此，对不锈钢镀槽要进行阳极保护。

空气中有大量灰尘，这些灰尘一旦落入镀槽，很可能成为镀液自行分解的诱发物，降低镀液的稳定性，因此，应尽量避免灰尘落入镀槽内。八、排除故障的方法

化学镀镍反应的还原过程受大量因素的影响。因此，镀液故障的排除，并非是轻而易举的事，往往是困难的费时的工作。

寻常，假使化学镀镍发生故障，首先应鉴别类型，是镀液配制问题，还是镀液维护不当？是操作工艺问题，还是设备上问题？在确定产生问题的原因之后，其次步要分析排除故障的经济性，即根据故障的性质，处理故障的难度和费用，以及排除故障所停工时间，权衡利弊之后，再决定报废镀液，还是处理故障。