化学镀镍

化学镀镍溶液中的主要盐是镍盐，一般是氯化镍或硫酸镍，有时也会用到氨基磺酸镍、醋酸镍等无机盐。早期的酸性镀镍溶液中多使用氯化镍，但会增加镀层的应力，现在多使用硫酸镍。目前，有专利介绍使用次磷酸镍作为镍和次磷酸盐的来源。一个好处是避免了硫酸根离子的存在，同时在加入镍盐的时候，碱金属离子的累积量可以降到最低。但存在的问题是次磷酸镍的溶解度有限，饱和时只有35g/L。次磷酸镍的制备也是个问题，价格高。如果次磷酸镍的制备方法成熟，并能解决溶解度问题，这种镍盐将有很好的发展前景。

还原剂:

化学镀镍的反应过程是一个自催化氧化还原过程，可用于镀液中的还原剂包括次磷酸钠、硼氢化钠、烷基胺硼烷和肼。在这些还原剂中，使用最多的是次磷酸钠，因为它价格便宜，镀液容易控制，镀层耐蚀性好。

络合剂:

化学镀镍溶液中的络合剂不仅可以控制可供反应的游离镍离子的浓度，还可以抑制亚磷酸镍的沉淀，提高镀液的稳定性，延长镀液的使用寿命。一些络合剂还可以作为缓冲剂和加速剂来提高镀液的沉积速率。化学镀镍的络合剂一般含有羟基、羧基和氨基，常用的络合剂有柠檬酸钠和酒石酸钠。

在镀液配方中，络合剂的用量不仅取决于镍离子的浓度，还取决于其自身的化学结构。在镀液中，每个镍离子可以与六个水分子弱结合，当它们被羟基、羧基和氨基取代时，就形成了稳定的镍配体。如果络合剂包含一个以上的官能团，则可以通过氧和氮的配位键形成镍的闭环络合物。在含有0.1mol镍离子的镀液中，为了络合所有的镍离子，需要含有约0.3mol双配体的络合剂。当镀液中没有络合剂时，经过几次循环使用后，由于亚磷酸根的聚集和浓度的增加，亚磷酸镍析出，加热时镀液呈糊状。加入络合剂后，可以大大提高亚磷酸镍的沉淀点，即提高镀液对亚磷酸镍的耐受性，延长镀液的使用寿命。

不同的络合剂对镀层的沉积速率、表面形状、磷含量和耐蚀性有影响。因此，络合剂的选择既要使镀液的沉积速度快，又要使镀液稳定，使用寿命长，镀层质量好。

缓冲区:

由于化学镀镍过程中副产物氢离子的产生，镀液的pH值会降低。试验表明，每消耗1mol的Ni2+,同时产生3mol的H+,即在1L镀液中，如果消耗0.02mol的硫酸镍，就会产生0.06mol的H+。因此，为了稳定镀速，保证镀层质量，镀液必须具有缓冲能力。缓冲剂能有效稳定镀液的pH值，使镀液的pH值保持在正常范围内。一般可以用强碱和弱酸盐作为PH缓冲剂，如乙酸钠、硼砂、焦磷酸钾等。

稳定器:

化学镀镍溶液是一种热力学不稳定的体系，还原反应经常发生在被镀零件表面之外。当镀液中产生一些具有催化作用的活性粒子——催化核时，镀液容易发生强烈的自催化反应，即自催化反应产生大量镍磷黑粉，导致镀液寿命终止，造成经济损失。

在镀液中加入一定量的具有强吸附性的无机或有机化合物，它们能优先吸附在颗粒表面抑制催化反应，从而稳定镀液，使镍离子的还原只发生在被镀表面。但必须注意的是，稳定剂对于化学镀镍来说是一种毒剂，也就是一种负催化剂。稳定剂不应过量使用。过量的话会减缓电镀速度，重的话就不再开始电镀。因此，必须谨慎使用。

所有的稳定剂都有一定的催化毒性，使用过量会阻止沉积反应，还会影响涂层的韧性和颜色，导致涂层脆化，降低其耐腐蚀性。实验表明，稀土也可用作稳定剂，复合稀土的稳定性优于单一稀土。

加速器:

在化学镀溶液中加入一些加速催化剂可以提高化学镀镍的沉积速率。促进剂的使用机理可以认为是还原剂次磷酸盐中的氧原子被外部的酸根取代形成配位化合物，导致分子中H和P原子间的键减弱，使氢更容易在催化表面移动和吸附。也可以说加速剂可以激活次磷酸根离子。常用的促进剂有丙二酸、琥珀酸、氨基乙酸、丙酸、氟化钠等。

其他添加剂:

在化学镀镍溶液中，有时镀件表面不断产生的氢气泡会在底层造成条纹或凹坑。添加一些表面活性剂有助于工件表面气体的逸出，降低涂层的孔隙率。常用的表面活性剂有十二烷基硫酸盐、十二烷基磺酸盐和正辛基硫酸钠。

电镀液中的稀土元素可以提高电镀液的深镀能力、分散能力和电流效率。结果表明，稀土元素也能显著改善化学镀液的镀层性能。少量的稀土元素可以加快化学沉积速率，提高镀液的稳定性，镀层的耐磨性和耐蚀性。

化学镀Ni-P合金镀层的硬度可高达HV1000，相当于HRC69。它具有高耐磨性和耐腐蚀性，良好的附着力和均匀的厚度。电镀速度快，可达20μm/小时。