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镍铁镀液成分和工艺条件的影响:稳定剂

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-20  浏览次数:1774

   (1)稳定剂的作用

   稳定剂是镍铁合金镀液中不可缺少的成分。其作用是防止亚铁被氧化成三价铁离子而沉淀。所用稳定剂是与铁有络合力的物质。Fe2+被络合后具有防止其被氧化成Fe3+的效果。

   (2)稳定剂应具有的性质

   ①与Fe2+和Fe3+有稳定的络合作用。有的稳定剂还具有使Fe3+还原为Fe2+的功能。

   ②具有化学稳定性,消耗要慢,必须是难于电解老化或受电解而分解的物质。

   ③不妨碍光亮剂的光亮整平作用。

   ④不会使镀层恶化,带来不良影响,如脆性等力学性能和物理性能。

   (3)稳定剂的类型

   ①单纯络合型 羟基羧酸型化合物即是,如柠檬酸钠、酒石酸钾钠等。   

   ②络合还原型如葡萄糖酸钠、抗坏血酸、硫酸羟胺等。

③混合型酒石酸邻苯二酚型、柠檬酸、抗坏血酸型等。

④商品稳定剂 RC稳定剂、NT安定剂、BNF-1、SR-86、FN-C、稳定剂H、安定剂C等。

(4)柠檬酸钠

   由于采用柠檬酸钠作稳定剂的镍铁合金使用相当多,简要介绍如下。

  ①柠檬酸钠作稳定剂的机理 柠檬酸离子和Fe3+的络合形式为[9,30]:

   这种形式的络合物,在合金镀液中十分稳定,即使溶液pH高达5以上,也可保持镀液稳定。在生产实践中已得到证实。不过,它在电镀过程中,尤其在阳极钝化或阳极电流密度太高和温度过高的情况下也会递降分解成草酸,与镀液中的金属离子形成不溶性的草酸铁(镍),引起镀层粗糙、毛刺,这种降解作用在一般工艺范围内相当缓慢。只要用活性炭定期处理,即可消耗除其影响。

   ②柠檬酸钠的使用

   a.柠檬酸钠的含量要根据低铁、中铁、高铁镀液中总铁浓度适当调整。硫酸亚铁含量在10~40g/L时柠檬酸钠含量在20~30g/L变动。

   b.柠檬酸钠含量过高,会影响镀层的韧性和整平性,并加速其降解作用。

   C.柠檬酸钠含量过低,不能维持Fe2+的稳定性,使Fe3+形成氢氧化物沉淀析出而造成故障。

   d.柠檬酸钠作稳定剂的镍铁合金电镀只能采用阴极移动,不能使用空气搅拌和滚镀。

   (5)柠檬酸钠作稳定剂对镀层含铁量的影响

   稳定剂柠檬酸钠对镀层含铁量的影响见图l[29]。

图1柠檬酸钠对镀层成分的影响

   由图可见:当溶液中镍的浓度不变,稳定剂柠檬酸钠浓度越高,则镀层含铁量越低。故为了使镀层含铁量在25%~30%,柠檬酸钠宜控制在30~40g/L为宜。

   (6)BNF-1稳定剂[11]

   ①BNF-1的用量 BNF-1含量小于20mL/L,镀液经电镀后易生成沉淀,即为黄棕色Fe3+离子沉淀,表明稳定剂含量不足。BNF-l含量大于40mL/L,镀液稳定性极好,但整平能力下降,可能由于镍离子与BNF-1部分形成络离子,比单独的镍离子扩散速度慢,放电过程浓差极化增大,使镀层金属离子放电过程的浓差极化增大。结果,镀层金属离子放电过程从活化控制转变为混合控制,因此整平能力下降。

   BNF-1的最适宜含量为25~35mL/L。

   ②各种稳定剂对镀液性能的影响 见表l。

表1各种稳定剂对镀液性能的影响[11]

稳定剂

稳定性

光亮面积0/%

光亮周期⑦/(A·h/L)

葡萄糖酸钠

柠檬酸钠

苹果酸

BNF-1

葡萄糖酸钠+酒石酸钾

葡萄糖酸钠+柠檬酸钠

酒石酸钾+柠檬酸钠

酒石酸钾+葡萄糖酸钠+抗坏血酸

酒石酸钾+乳糖+抗坏血酸

100

80

70

90

100

100

100

80

80

20

34

30

45

30

40

39

35

38

   ①光亮电流密度范围:采用直角阴极试片,表面积为50mm×50mm,单面阴极,外表面中一面对阳极。

②指配槽后开始电镀至镀层不亮为止的光亮剂消耗周期。

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