化学镀镍的典型工艺

化学镀镍的典型工艺

(1)以次磷酸钠为还原剂以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍溶液用得最广，尤其是酸性镀液，它与碱性镀液相比具

有溶液稳定、镀液温度高、沉积速度快、易于控制、镀层性能好等优点，应用较多、较早，也比较成熟。此类镀液一般含镍5～7g／L、次磷酸钠20～40g／L、有机酸及其盐类20～40g／L，pH值4～5，温度85～95℃，沉积速度l0～30μm／h，镀层中含磷量5％～l4％。

碱性化学镀镍溶液的pH值容易波动，但允许的pH值工作范围较宽，镀液成本较低。获得的镀层含磷量比酸性镀液要低，镀层不光亮，孔隙较多，镀层沉淀速度不快。但由于所用工作温度不高，特别适用于塑料、半导体等不适合在酸性溶液或较高温下施镀的材料上沉积。此类镀液，由于pH值高，为避免沉淀析出，必须使用大量的络合能力强的络合剂，如柠檬酸盐、焦磷酸盐等。

表6—2和表6—3列举了若干以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍溶液配方及工艺。但需要指出的是，在技术文献中，一般不提供完整的镀液配方。许多镀液的配方往往只是在实验室进行一些实验后随即公开发表的，距实际工业应用还有相当多的工作要做，因此这里不推荐读者直接去使用这些配方，仅供参考。实践中，应当结合具体实际和化学镀的基本原理，进行实验，补充、改善已有的镀液配方。

(2)以硼化物为还原剂

常用作化学镀镍还原剂的硼化物为硼氢化钠和氨基硼烷，氨基硼烷包括二甲氨基硼烷(DMAB)、二乙氨基硼烷(DEAB)、三甲氨基硼烷等。

用含硼还原剂得到的镀层是Ni-B合金，成分在90％～99．9％Ni之间变动。镀层属无定形结构，当在400℃热处理1h后，则转变为结晶形镍硼化合物(Ni3B)。由于镍硼镀层孔隙率极低，因此，具有优良的抗蚀性和化学稳定性。含硼量小于1％的镀层有良好的可焊性能，含硼量低于0．5％的镀层与纯镍的性能相似。含硼量为1％～5％的镍硼镀层熔点为1450℃，比镍磷合金镀层(890℃)高得多。随着含硼量的增加，其熔点逐步下降，电阻率增大。含硼量为5％的镀层，在刚镀好时是非磁性的，但经热处理后便具有磁性。而含硼量小于0．5％的镀层，在刚镀好时就具有磁性，但经热处理后，其矫顽力(Hc)和剩磁都无明显变化。

BH4-还原能力很强，其标准电位约一l．24V。以BH4-作还原剂时反应过程可表示为

2Ni2++4H20+2BH4-====2Ni+B+B(OH)4-+3H++9／2H2↑

氨基硼烷是无色至黄色液体，有时形成无色固体，其化学和热稳定性随碳链增长及氮原子处的烷基基团增加而提高。用氨基硼烷作还原剂时反应过程可表示为

3Ni2++2R2HNBH3+6H20===3Ni+3H2↑+2R2HN+2H3B03+6H十

与硼氢化钠相比，氨基硼烷是比较弱的还原剂，还原效果远不如硼氢化钠好，故只作镀薄层用，不用它直接生产耐磨镀层。但使用氨基硼烷为还原剂的镀液也有许多优点，例如可以在较低的工作温度及较宽的pH范围内操作；由于该还原剂无更多的氧化产物堆积，因此理论上该镀液有无限长的寿命，可以无限制再生；该镀液极其稳定；镀速在6～9μm／h，与Ni2+浓度关系不大，主要取决于还原剂。此外，对于次磷酸钠无催化活性的金属(如铜、银、不锈钢等)，在氨基硼烷作还原剂的镀液中都可以具有足够催化活性。硼氢化物和氨基硼烷虽然是很强的还原剂，但在价格上比次磷酸盐贵得多，因而在实际应用中受到一定限制。

(3)以肼为还原剂

以肼(联氨)为还原剂的化学镀镍溶液所得的镍镀层纯度较高，含镍量可达99．5％以上，有较好的磁性能，可用于生产磁性膜，特别适用于要求沉积纯镍的场合。此外，肼的氧化产物是水和氮，不存在有害物质的积累，所以不会造成像以次磷酸钠、硼化物为还原剂时，由于氧化产物的积累而导致镀液性能逐渐恶化直至无法使用的问题。但是以肼为还原剂的化学镀镍层外观、抗蚀性、硬度、耐磨性都不如镍一磷和镍一硼合金镀层。

用肼作还原剂的化学镀镍反应过程为

Ni2十+N2H4+20H一====Ni+N2↑+2H20+H2↑