本文關(guān)鍵詞：化學(xué)鍍鎳規(guī)律及機(jī)理探討，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

２０１２年２月

電鍍與精飾

成。對(duì)于Ｐ—Ｈ鍵斷裂后，Ｐ－Ｈ間共用電子對(duì)的去

向，各種理論具有不同的解釋。如電子在磷、氫之

間平均分配，這就是原子氫析出理論；如果電子都轉(zhuǎn)移至氫，則屬于正負(fù)氫理論；而電子還原機(jī)理則認(rèn)為電子自由游離出來(lái)參與還原反應(yīng)。因此，可以根據(jù)化學(xué)鍍鎳機(jī)理的核心對(duì)各種宏觀工藝問(wèn)題進(jìn)

行分析解釋。

３。２金屬的催化作用

化學(xué)鍍鎳的基體金屬材料分為有催化活性和

無(wú)催化活性兩類(lèi)。前者為元素周期表中的第八副族鐵系元素，如鎳、釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑等。本身無(wú)催化作用的材料需在表面沉積有催化活性的金屬核。催化核的形成可通過(guò)置換反應(yīng)獲得，如鋅、鋁、鈹和鈦等；另一些金屬如銅、銀、金和碳，可以通過(guò)與一些比鎳活潑的金屬接觸，利用原電池原理獲得金屬催化核。鈷僅在堿性溶液中具有催化活性。

基體金屬材料對(duì)次磷酸根氧化催化理論尚不明確。但根據(jù)Ｐ．Ｈ鍵斷裂機(jī)理，可以認(rèn)為是由于

不同金屬對(duì)于氫的吸附能力不同。吸附能力強(qiáng)，

Ｐ＿Ｈ鍵斷裂的幾率高，則金屬具有的催化活性就好。金屬對(duì)于Ｐ—Ｈ鍵吸附能力強(qiáng)弱的機(jī)理尚需進(jìn)一步研究。如果能找到可以提高吸附能力的物質(zhì)，對(duì)于提高化學(xué)鍍鎳發(fā)展無(wú)疑具有重大意義。

３．３絡(luò)合劑的影響

絡(luò)合劑在化學(xué)鍍鎳溶液中絡(luò)合鎳離子，避免產(chǎn)生亞磷酸鎳沉淀。從絡(luò)合理論而言，絡(luò)合劑的加入增加了鎳離子的穩(wěn)定性，使得鎳離子難以被還原，

化學(xué)鍍鎳的沉積速度應(yīng)該降低。但實(shí)驗(yàn)研究及生

產(chǎn)實(shí)踐都證實(shí)，化學(xué)鍍鎳溶液中存在少量絡(luò)合劑

時(shí)，化學(xué)鍍速度隨著絡(luò)合劑濃度的提高而增加，鍍

速與濃度的變化曲線存在一個(gè)最大值，達(dá)到最大值以后，絡(luò)合劑濃度繼續(xù)提高，傳統(tǒng)經(jīng)典理論解釋為口ｏ：其一，濃度低時(shí)，絡(luò)合劑在催化表面上吸附量

少，加速了沉積反應(yīng)。濃度高時(shí)，因吸附鼉?cè)龃螅净朔磻?yīng)。其二，絡(luò)合劑的金屬離子緩沖行為加速了反應(yīng)。認(rèn)為鎳離子不飽和絡(luò)合時(shí)才出現(xiàn)最大速

率。由于部分絡(luò)合的鎳離子保留著游離的水化鎳離子的某些特性，在濃度達(dá)到最大鍍速以前，緩沖作用是各絡(luò)合劑的主要作用。達(dá)到最大值后速度

隨濃度提高而降低的原因則是由于游離鎳離子減小的緣故。絡(luò)合劑影響沉積速度的原因是絡(luò)合物

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

第３４卷第２期（總２２７期）

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的穩(wěn)定常數(shù)不同，游離鎳離子濃度的不同造成的。

根據(jù)Ｐ－Ｈ鍵斷裂機(jī)理，可以對(duì)這個(gè)現(xiàn)象另作解釋?zhuān)瘜W(xué)鍍鎳絡(luò)合劑分子結(jié)構(gòu)中含有大量羧基、羥基等含氧成分。一方面由于氧的電負(fù)性較強(qiáng)，水溶液中氫可以與之形成締合鍵。締合鍵的形成降低了Ｐ＿Ｈ鍵間的穩(wěn)定性，使之易于開(kāi)裂，從而加速了鎳的沉積速度。另一方面，高含量絡(luò)合劑鎳絡(luò)合物的穩(wěn)定性提高，鎳離子的還原難以進(jìn)行。兩種趨向進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，絡(luò)合劑少的時(shí)候，Ｐ—Ｈ鍵的活性為主，化學(xué)鍍鎳反應(yīng)加速；絡(luò)合劑過(guò)高時(shí)絡(luò)合效應(yīng)主

導(dǎo)，鎳沉積速度降低。３．４加速劑的影響

化學(xué)鍍鎳溶液中的絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑往往會(huì)使沉積速率下降，因此常在鍍液中添加少量的能提高沉積速率的物質(zhì)，即所謂促進(jìn)劑，也稱(chēng)為加速劑，氨基羧酸類(lèi)，如ａ氨基丙酸、ａ氨基丁酸、天冬氨酸；羧酸及羥基羧酸類(lèi)，如丁二酸，蘋(píng)果酸、乳酸或琥珀酸等；氟離子，如氟化鈉也應(yīng)具有加速作用。

同樣可以根據(jù)Ｐ＿Ｈ鍵斷裂機(jī)理，解釋少量加速劑可提高沉積速度；過(guò)量則由于絡(luò)合作用降低沉積速度。但對(duì)于無(wú)絡(luò)合能力的氟離子，由于其具有

強(qiáng)電負(fù)性，同樣可以作用于卜Ｈ鍵，減弱次磷酸鹽

分子中氫和磷原子之間穩(wěn)定性，活化次磷酸根離子，由于無(wú)絡(luò)合性，過(guò)量氟離子不會(huì)降低反應(yīng)速度，

這與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相一致ＨＪ。

３．５裝載量的影響

裝載量對(duì)鍍層磷含量有非常顯著的影響。載

量提高，鍍速下降，鍍層磷含量提高。裝載量提高到一定值后，磷含量增長(zhǎng)變慢，鍍液更容易自分解。

根據(jù)Ｐ－Ｈ鍵斷裂機(jī)理作如下解釋?zhuān)弘S著裝載量的提高，催化金屬表面積增大，形成單Ｐ—Ｈ鍵吸附的幾率增多，次磷酸根分解加快。但溶液中鎳離子濃度不變，因此，分解的次磷酸根還原成單質(zhì)磷的機(jī)會(huì)也增多，鍍層磷含量提高。由于零件總面積

大，單位表面積所接觸的鎳離子數(shù)量減少，因此反

應(yīng)速度降低。

３．６

ｐＨ的影響

酸性化學(xué)鍍鎳中，鍍層沉積速度隨溶液ｐＨ升

高而提高；磷含量隨溶液ｐＨ升高而降低，次磷酸鹽

利用率隨ｐＨ變大而增加。

從絡(luò)合角度而言，溶液ｐＨ升高，絡(luò)合劑對(duì)鎳離

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