镀镍光亮剂可分为初级光亮剂、次级光亮剂和和辅助光亮剂三种。
1.初级光亮剂 初级光亮剂又称为类光亮剂或载体光亮剂,这类光亮剂是一些含硫的化合物,在分子结构上都含有一个或一个以上的磺化基团。初级光亮剂能获得结晶细致并有一定光泽的镀层,能降低镀层的张应力。这种光亮剂单独使用并不能获得全光亮的镀层,只有与第二类光亮剂配合使用时才能使镀层达到全光亮,如用量过多会使镀层呈现压应力。常用的初级光亮剂有:苯亚磺酸钠、对磺酰胺、苯磺酸、糖精、苯2磺酸、磺酸等。其中以糖精使用,它是的应力,通常用来降低或消除镀层薄雾。初级光亮剂的浓度范围为0.5~2. 5g/L,其浓度取决于化合物的种类,需要通过实验来确定。初级光亮剂在电解过程中消耗速度不快,主要消耗来自于随工件带出和活性炭处理。
2.次级光亮剂 次级光亮剂又称为第二类光亮剂,这类光亮剂的结构中常含有双键、三键等不饱和基团,使镀液具有较好的整平性。这种光亮剂单独使用虽然也能获得光亮的镀层,但镀层脆性较大、张应力较高、光亮范围窄,同时对镀液杂质敏***较高,当用量较大时也容易使镀层产生。只有当与初级光亮剂配合使用时,才可以获得全光亮、整平性、延展性能良好的镀层。这类光亮剂主要包括有醛类、酮类、炔类、类、杂环类五种类型,如:甲醛、水合氯醛、香豆素、二马来酸酯、1,4-、1,4-与的缩合物、丁炔二磺酸、丙炔酸、亚醇、喹啉甲碘化物、对氨基偶氮苯、和等。以香豆素、甲醛和1,4-应用较多。其中香豆素可用于半光亮镀镍的整平剂,它使镀层的内应力增加并提升镀层的光亮度,曾被较多采用。但香豆素的阴极还原产物草木樨酸与镀层结合使镀层的韧性降低,硬度增加,必须经常使用活性炭来处理
光亮剂一般以极低浓度存在并通过电解消耗。因此,它们需要定期补充以维持想要达到的光亮度。辅助光亮剂有时采用辅助光亮剂来增强通过载体和光亮剂所达到的光泽度,或者形成较薄镀层的亮度和整平效果。所采用的化合物包括烯丙基磺酸钠、1,4-和磺基甜菜碱(例如丙基磺酸盐)。
锌、钴和镉等金属也可充当辅助光亮剂,但现在不太常用。防剂(湿润剂)如果阴极形成的氢气气泡附在表面,可能会引起。防剂的作用是降低溶液的表面张力并促进气泡的释放。一般使用十二******钠等阴离子表面活性剂作为防剂。
镍电镀阳极对镍电镀阳极的要求镍电镀阳极在电镀中的主要功能是:· 向电解液传导电流;· 取代在阴极放电的镍离子;· 使电流尽可能均匀地分布在阴极表面。为了满足这些要求,阳极应当具有合适的尺寸、形状和组成,而且其位置能优化电流的均匀分布。在一个良好的装置中,阳极将沿阳极棒紧密排列并位于电镀挂架对面。为了避免过大电流流入电镀挂架底部,阳极比挂架略短。同样,将阳极放在远离电镀挂架边缘的地方往往是有益的(尤其是电镀槽内的端部挂架),这样可以减小流入挂架边缘的电流,并将零件放在挂架中间,从而比顶部和底部更接近阳极。
可改善阴极电流分布的阳极和挂架放置必须始终保持与阳极棒良好的电接触。阳极由镍金属制成以便补充镍离子并简化溶液控制。但在有些情况下必须采用不溶性阳极(请参见本章其余部分)。镍电镀阳极材料的种类从上世纪60年代起,预制椭圆形型钢阳极(例如铸造碳钢和去极化型阳极)已经被装有精炼镍的钛篮取代。精炼镍的形状包括电解镍阴极板正方形切块、通过电铸在金属芯模上制成的圆形、球形珠和通过机械加工压平的圆珠。还有各种尺寸的带状电解镍例如150×600毫米,镍带用一个钛钩悬挂在阳极棒上,钛钩用螺栓固定在镍带上钻出的孔中。但它们的一个特性是,由于处的阳极电流较高,因此随着阳极从底部向上溶解,它的面积不断减小,如图5所示。这造成了阴极电流分布的变化,从而导致工件或挂架顶部的镀层厚度过大,而底部的镀层厚度较薄。而且,阳极缩减为矛形时,处的阳极极化会导致阳极效率较低,因此镍盐和有机添加剂(光亮剂和整平剂)的消耗量大于预期。
在使用电镀镍光亮剂的过程中,由于金属镍的结晶有一定的变形或有异相杂入,就会在镀层中产生一定的内应力。当镍层的内应力较大时,镀层的硬度会比较大,但容易起皮、开裂或延展性变差。那么,镍层的内应力跟什么因素有关呢?主要有以下这4点: 1、镀液的pH值不正常。镀镍液的pH值升高时,阴极附近会有析氢现象而使pH值升高,会产生氢氧化镍微粒夹杂在镀层中,增加镀层的硬度。在生产时,镀液的pH值应为此在较低的范围,才能获得较软的镀镍层。
2、电流密度过高而温度又太低。在高电流密度和低温度下,镀镍层的内应力会增大,生产时应注意采用适当的电流密度和保持镀液温度在工艺范围内,温度应不低于50℃。 3、镀液成分的影响。镀液成分不正常也会影响镀层的内应力。当镀液主盐浓度过高时,尤其是氯离子浓度过高时,镀层的内应力会增大,如全氯化物镀镍的内应力可达280-340N/mm2,而镍的内应力很小,只有70N/mm2。 4、镀液中杂质的影响。杂质是影响镀镍层比较复杂的因素。杂质在镀镍过程中是比较难以控制的,往往是积累到一定量以后才会发现,而一旦出现故障,就比较难以排除。如有机杂质一般是电镀添加剂的过量或其分解产物的积累,镀层比较亮,但分散能力不好,很容易起皮,在高电流区会有开裂的现象。 因此,在生产过程中,应控制好镀液的工艺参数、镀液成分的浓度和杂质的含量,避免镀层的内应力较大而影响镀层的质量,也能够更好的使用电镀镍光亮剂。
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