化學(xué)鍍又稱為無電解鍍(Electroless plating),也可以稱為自催化電鍍(Autocatalytic plating)[1]。具體過程是指:在一定條件下,水溶液中的金屬離子被還原劑還原,并且沉淀到固態(tài)基體表面上的過程。ASTM B374(ASTM,美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì))中定義為Autocatalytic plating is “deposition of a metallic coating by a controlled chemical reduction that is catalyzed by the metal or alloy being deposited”。這一過程與置換鍍不同,其鍍層是可以不斷增厚的[2],且施鍍金屬本身也具有催化能力。
化學(xué)鍍鎳經(jīng)過多年的不斷探索與研究,近幾年已發(fā)展極成熟了,化學(xué)鍍鎳水幾乎適用于所有金屬表面鍍鎳。如:鋼鐵鍍鎳,不銹鋼鍍鎳,鋁鍍鎳,銅鍍鎳等等,它同樣適用于非金屬表面鍍鎳。比如:陶瓷鍍鎳,玻璃鍍鎳,金剛石鍍鎳,碳片鍍鎳,塑料鍍鎳,樹脂鍍鎳等等。使用范圍是非常廣泛的。
真化學(xué)鍍
真正的化學(xué)鍍:從含有還原劑的溶液中沉積金屬。下面我們所提的化學(xué) ;鍍鎳即為此種。
化學(xué)鍍鎳的分類:
⒈按鍍液的PH值分類:有酸性、中性和堿性三類。
⒉按沉積溫度分類:有低溫、中溫、高溫三類。
⒊按合金成分分類:有低磷、中磷和高磷三類。
⒋按所用還原劑分類:有Ni-P、Ni-B等。
機(jī)理特點(diǎn)
⑴機(jī)理
化學(xué)鍍鎳是用還原劑把溶液中的鎳離子還原沉積在具有催化活性的表面上?;瘜W(xué)鍍鎳可以選用多種還原劑,目前工業(yè)上應(yīng)用普遍的是以次磷酸鈉為還原劑的化學(xué)鍍鎳工藝,其反應(yīng)機(jī)理,普遍被接受的是“原子氫理論”和“氫化物理論”。
1)原子氫理論
原子氫理論認(rèn)為,溶液中的Ni2+靠還原劑次磷酸鈉(NaH2P02)放出的原子態(tài)活性氫還原為金屬鎳,而不是H2PO2-與Ni2+直接作用。
首先是在加熱條件下,次磷酸鈉在催化表面上水解釋放出原子氫,或由H 2PO2-催化脫氫產(chǎn)生原子氫,即
然后,吸附在活性金屬表面上的H原子還原Ni2+為金屬Ni沉積于鍍件表面.同時(shí)次磷酸根被原子氫還原出磷,或發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)沉積出磷,H2的析出既可以是由H2POf水解產(chǎn)生,也可以是由原子態(tài)的氫結(jié)合而成。