(1)内应力的测量方法 ①投影法 镀槽由有机玻璃制成，内部尺寸为250mm×150mm× l2mm，阴极试片为l20mm×8mm×0．2mm，阳极为150mm×8mm×5mm，阴极试片为紫铜薄片，先在700℃退火40min，自然冷却、清洗、干燥，静压碾面，一面绝缘，用夹子紧固在镀槽顶端，另一端自由垂直，阳极与阴极距离为150mm。电镀后，试片面对阳极未绝缘的表面上镀上镀层，镀层中内应力使试片自由端发生偏转，用幻灯机将偏转角度放大l0倍投影在屏幕的坐标纸上，从坐标纸上记录试片在某一厚度的弯曲角度。只作为定性试验，相互用以比较角度。 ②螺旋收缩仪法 不锈钢螺旋上单面电镀，镀层压应力使螺旋变紧，张应力使螺旋放松，螺旋一端固定，通过应力使螺旋另一端而位移，测出螺旋曲率半径变化，求出内应力E3s3。电镀前后称重确定镀层平均厚度。 镀层内应力 F=ZD／δ(Pa) 式中D—测得偏转角度，(°)； δ—镀层厚度，mm； Z—应力因子。 应力因子用28g质量测定得到仪器偏转： 式中 p—试样的螺距，mm； K—偏转常数，0．0625； W—289质量引起的偏转，(°)。 (2)BNF镀层的内应力 将120mm×l0mm×0．2mm黄铜片一面涂过氯乙烯清漆绝缘，在pH=3．0、Dk=3A／dm2、温度60℃条件下镀镍铁20min，观察试片弯曲情况判断镀层内应力类型和大小，结果表明镍铁合金镀层中存在很小的张应力[ll]。 (3)B型镀液镀层应力 ①测定方法使用LDY-2型螺旋应力计； ②镀液中铁浓度和糖精含量对镀层内应力的影响见图1[37]。
图1硫酸亚铁浓度和糖精含量对镀层内应力的影响 1-○为FeS04·7H2010g／L；2-△为FeS04·7H2015g／L；3-口为FeS04·7H2020g／L； 4一●为FeS04·7H2015g／L糖精0．5g／L;5一▲为FeS04·7H2015g／L糖精2．0g／L；6-×为FeS04·7H2015g／L糖精4.0g／L 操作条件：温度65℃，Dk=3．5A／dm2，pH=3．5～3．8，时间20min，B-1光亮剂5mL／L，B-2光亮剂0．5mL／L。 由图2可见以下几点。
图2硫酸亚铁浓度对镍铁合金镀层内应力的影响 1-10g／L；2-20g／L；3-25g／L；4-30g／L；5-40g／L a．曲线1～曲线3表明，随着硫酸亚铁浓度由l0g／L至20g／L的增加，镀层张应力明显下降。 b．曲线4表明，硫酸亚铁浓度为l5g／L时，镀液含有糖精0．5g／L，能有效地降低镀层的内应力。在镀层厚度相同时，平均应力降低6～12kg／mm2，在镀层较薄时，降低值较大。 c．曲线5～曲线6表明：糖精含量从0．5g／L增加到4g／L时应力虽降低，但幅度不大。 (4)丁炔二醇型镀液的镀层内应力。 ①硫酸亚铁浓度对镍铁合金镀层内应力的影响见图3[38]。溶液成分：硫酸镍75g／L，氯化镍75g／L，硼酸30g／L，柠檬酸30g／L，工作条件：温度60℃，Dk=4．3A／dm2，pH=3.0。从图l-39可见：随着硫酸亚铁含量10g／L上升至40g／L，镀层应力增加。 ②糖精含量对镍铁合金镀层应力的影响见图1-40[38]。镀液成分与工作条件见①。 图3中：曲线l～曲线3表明：糖精自0．5g／L增加到3g／L，
图3镍铁合金应力变化的情况 电镀条件；镀液中含有硫酸亚铁20g／L，和曲线l糖精0．5g／L；曲线2糖精lg／L；曲线3糖精3g／L；曲线4糖精3g／L和丁炔二醇0．4g／L； 曲线5糖精3g／L，丁炔二醇0．4g／L，萘三磺酸lg／L内应力有明显下降；曲线4、曲线5表明，糖精3g／L时，加有丁炔二醇0．4g／L或丁炔二醇0．4g／L和萘三磺酸lg／L对镀层应力影响很小。 ③pH值对镍铁合金镀层应力的影响 见图4[38]，由图可见：
图4 pH值对镍铁合金镀层应力的影响 1-pH2．5；2-pH 3; 3-pH4.5 a．曲线2 pH=3时镀层内应力最低。 b．曲线1 pH=2．5和曲线3 pH=4．5时镀层内应力均稍有增加。 ④镀液最佳组分和工作条件硫酸镍70～75g／L，氯化镍70～75g／L，硫酸亚铁10～20g／L，硼酸30～40g／L，柠檬酸钠(稳定剂)10～45g／L，糖精3g／L，丁炔二醇0．4g／L，萘三磺酸1g／L，pH为2．5～3.2，温度60～65℃。 (5)镀层含铁量对内应力的影响见表l[34]。 表1镀层含铁量对内应力的影响
溶液成分与工作条件：镍48．3g／L，总铁量2．8g／L，温度60℃，pH=3．5，空气搅拌，l类添加剂和Ⅱ类添加剂若干。 由表l可见：铁含量20％以上，内应力增加至15kgf／mm2。 (6)镀液pH对内应力的影响见表2[34]。 表2 pH对内应力的影响
溶液成分和工作条件：镍55．9g／L，二价铁(Fe2+)3．0g／L，三价铁(Fe3+)0．1g／L，温度60℃，空气搅拌，I类添加剂和Ⅱ类添加剂若干。 由表2可见：pH自2．8升至4．5，镀层内应力随之由1．78kgf／mm2增加到23．50kgf／mm2。 参考文献 11邝少林，洪春，费细健，徐善清。蔡泉井，潘献辉，程林宜，郗晓林．BNF体系全 光亮、高整平、低浓度的双层镍铁合金电镀的研究．湖南大学科研处，1986 37谢春福，吴忠利。张风珍，赵桂芝．镍铁合金镀层各种性能测定．兵工学报， 1984，41 8～12 34黄子勋，吴纯素．电镀理论．北京：农业出版社，l982．168 38张莘基译，孙锡琪校．Plating and Surface Finishing,1982,Vol 695：132;上海 电镀l983，1146～50 |
