第一節(jié) 鍍鎳添加劑的簡(jiǎn)介

現(xiàn)代光亮鍍鎳配方以1961年發(fā)明的瓦特鎳液為基礎(chǔ)，加入各種光亮劑和潤(rùn)濕劑構(gòu)成。（可行性 研究 報(bào)告）

第二節(jié) 鍍鎳添加劑的技術(shù)特征

由于電鍍加工業(yè)所面臨的慘烈競(jìng)爭(zhēng)局面，使電鍍加工業(yè)對(duì)電鍍工藝的要求越來(lái)越苛刻，對(duì)光亮鍍鎳來(lái)說(shuō)就是要求鍍層薄、出光快、分散能力好、色澤好，而管理上則要求組份少、最好單一添加，分解產(chǎn)物少，處理周期長(zhǎng)。

如何滿足這些新的技術(shù)要求，很大程度上取決于選用適合的鍍鎳光亮劑中間體和如何合理組合中間體。

通常認(rèn)為光亮添加劑是通過(guò)影響陰極極化過(guò)程而起作用的，也就是說(shuō)有機(jī)添加劑對(duì)金屬電沉積過(guò)程有足夠大的極化作用，這從一些使用了光亮劑的鍍鎳液的陰極極化曲線可以得到印證。但是，某些新一代的鍍鎳光亮劑并不一定遵守這一原則，測(cè)試表明，有些新的鍍鎳光亮劑的極化作用并不明顯，但是其出光速度很快，且分散能力也好。

有機(jī)添加劑在陰極表面的作用從其吸附到起作用(以參與電子交換的方式或以改變鍵能的方式、或影響結(jié)晶的方式等)直至脫附，總是有一個(gè)完成的速度的。這個(gè)速度對(duì)電鍍過(guò)程是有意義的，我們可以認(rèn)為它的速度實(shí)際決定這種光亮劑的出光速度和二次電流分布的最初覆蓋面的形成，也就是說(shuō)有一類光亮劑在陰極表面可以以極快的速度完成參入還原的過(guò)程，這不僅是可以快速出現(xiàn)光亮鍍層，而且對(duì)提高二次電流分布的均勻性也是有利的。從電鍍實(shí)踐中可以知道，不同的鍍種和鍍液在第一次通電后形成的鍍面的多少是不同的，并且這種初始鍍面要想擴(kuò)大，需要一定鍍覆時(shí)間，對(duì)于低電流區(qū)，甚至于無(wú)論延長(zhǎng)多少時(shí)間都再也鍍不上。事實(shí)上，這種低區(qū)的電沉積和通電后的最初的二次電流分布能力有很大關(guān)系，如果所使用的添加劑在一開(kāi)始就不能讓這些區(qū)域得到可以獲得電沉積物的能量，以后的時(shí)間內(nèi)也不會(huì)有很大的改善。

由此我們可以知道有一類光亮劑并不是一定要以增加陰極極化來(lái)起作用的，這也就是新一代鍍鎳光亮劑的技術(shù)特征。在低電流區(qū)的界面內(nèi)如果有提供電子的氧化過(guò)程，是有利于金屬離子在這一區(qū)域的還原的。當(dāng)然，一種表面活性物質(zhì)只可能有一種主要的作用方式，當(dāng)影響晶核的大小時(shí)，就不會(huì)對(duì)晶核的距離也有大的影響，這時(shí)選用另一種有協(xié)同效應(yīng)的添加劑就是有意義的了。事實(shí)上，現(xiàn)在成功的鍍鎳光亮劑都是組合光亮劑，并且很重要的一個(gè)技術(shù)參數(shù)是這些組份的消耗平衡，由于它們作用原理的不同，在什么樣的量的范圍內(nèi)是有作用的和在作用過(guò)程中的消耗量是多少，對(duì)電鍍添加劑的實(shí)用性能有很大影響。可見(jiàn)是多種中間體的協(xié)同效應(yīng)和影響結(jié)晶過(guò)程特別是低電流區(qū)的電子供給是新一代光亮劑的特征。

第三節(jié) 鍍鎳配方添加劑與工藝

瓦特型配方只有硫酸鎳、氯化鎳和硼酸三種基本成分，這是因?yàn)橥咛匦湾冩嚾芤褐鼷}濃度相應(yīng)較高，槽液溫度也比較高，主鹽濃度高，鍍液的電導(dǎo)率提高，槽液溫度提高，鍍液中各種離子移動(dòng)速度加快，電阻降低，電導(dǎo)率也提高，所以有較好的覆蓋能力和分散能力。

硫酸鎳硫酸鎳是電解液中主鹽，供給Nr。生產(chǎn)中硫酸鎳的含量范圍較寬，為100～3509/L。一般情況下，硫酸鎳含量低的電解液分散能力較好，鍍層結(jié)晶細(xì)致，易于拋光。但其陰極電流效率低，允許使用的陰極電流密度較小，因此沉積速率較慢。硫酸鎳含量較高的電解液，可使用較高的陰極電流密度，沉積速率加快，且鍍層色澤均勻，但電解液的分散能力下降，鍍層元光澤，電解液帶出量大。故硫酸鎳含量高的電解液一般只適用于快速鍍鎳和光亮性鍍鎳。

氯化物氯化鎳或氯化鈉是導(dǎo)電鹽，又是陽(yáng)極活化劑，還具有提高電解液分散能力的作用。由于氯化鈉來(lái)源廣泛而價(jià)格低廉，所以它是普通鍍鎳電解液中常用的陽(yáng)極活化劑。而在一般光亮鍍鎳中，為了減少鈉離子的不良影響(降低陰極電流密度上限值)，常采用氯化鎳作陽(yáng)極活化劑。氯化鎳還能補(bǔ)充電解液中金屬鎳離子的消耗。氯化物的含量應(yīng)控制在7209/L(以氯化鈉計(jì))之間，含量過(guò)低時(shí)，陽(yáng)極容易鈍化，使電解液中鎳的含量下降，電流效率和沉積速度隨之降低。若含量過(guò)高時(shí)，將會(huì)促使陽(yáng)極溶解過(guò)快，容易造成鍍層結(jié)晶粗大和起毛刺，同時(shí)鍍層的內(nèi)應(yīng)力增加，從而降低鍍層質(zhì)量，還容易腐蝕電鍍槽及其輔助設(shè)備。

硼酸硼酸在電鍍液配方鍍鎳電解液中是一種緩沖劑，起到穩(wěn)定電解液pH的作用。硼酸在弱酸性溶液中，具有良好的緩沖作用，所以硼酸在普通鍍鎳電解液內(nèi)(pH為4～6)是一個(gè)較重要的成分。硼酸的緩沖作用的強(qiáng)弱與其含量有關(guān)。當(dāng)其含量高于319/L時(shí)，它的緩沖作用才較顯著。如果它的含量繼續(xù)提高，則有一部分硼酸會(huì)轉(zhuǎn)化為四硼酸。

硫酸鹽硫酸鈉和硫酸鎂，具有提高鍍液的電導(dǎo)率、降低電阻，從而改善鍍液的覆蓋能力和分散能力。硫酸鈉作導(dǎo)電鹽時(shí)，電解液中鈉離子含量較高，雖然使陰極極化增大，有利于氫離子放電，使陰極區(qū)的pH升高更快，而導(dǎo)致形成氫氧化物或堿式鹽的沉淀使鍍層質(zhì)量變差。所以電解液中應(yīng)盡量少加硫酸鈉或其他鈉鹽，快速鍍鎳電解液中不加。加入硫酸鎂時(shí)可使鍍層自而柔軟。這些無(wú)機(jī)鹽起到了輔助添加劑的作用。

十二烷基硫酸鈉十二烷基硫酸鈉是陰離子表面活性劑，分子結(jié)構(gòu)中含有一種親水基團(tuán)(硫酸根)和一種疏水基團(tuán)(長(zhǎng)鏈烷基)，降低了液一氣和液一固的界面張力，加到電鍍液配方鍍鎳溶液中能降低鍍液的表面張力，從而使氫氣泡容易析出，不會(huì)停留在陰極表面導(dǎo)致鍍層產(chǎn)生針孔麻點(diǎn)。所以稱為防針孔劑(或潤(rùn)濕劑)。

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