在催化剂Fe的催化作用下,溶液中的次磷酸根在催化表面催化脱氢,形成活性氢化物,并被氧化成亚磷酸根;活性氢化物与溶液中的镍离子进行还原反应而沉积镍,其本身氧化成氢气。即:
2H2PO2-+2H2O+Ni2+→Ni0+H2↑+4H++2HPO32-。
与此同时,溶液中的部分次磷酸根被氢化物还原成单质磷进入镀层。即:
H2PO2-+[H+](催化表面)→P+H2O+OH-,所形成的化学镀层是NiP合金,呈非晶态簿片结构。
真化学镀
真正的化学镀:从含有还原剂的溶液中沉积金属。下面我们所提的化学 ;镀镍即为此种。
化学镀镍的分类:
⒈按镀液的PH值分类:有酸性、中性和碱性三类。
⒉按沉积温度分类:有低温、中温、高温三类。
⒊按合金成分分类:有低磷、中磷和高磷三类。
⒋按所用还原剂分类:有Ni-P、Ni-B等。
氢化物理论
氢化物理论认为,次磷酸钠分解不是放出原子态氢,而是放出还原能力更强的氢化物离子(氢的负离子H一),镍离子被氢的负离子所还原。
在酸性镀液中,H2PO2-在催化表面上与水反应,
在碱性镀液中,则为
镍离子被氢负离子所还原,即氢负离子H一同时可与H20或H+反应放出氢气:同时有磷还原析出。
⑵特点
迄今为止,化学镀镍的发展已有50多年的历史。经过半个多世纪的研究开发,化学镀镍已进入发展成熟期,其现状可概括为:技术成熟、性能稳定、功能多样、用途广泛。
化学镀包括镀镍、镀铜、镀金、镀锡等很多镀种,但应用范围最广的还是化学镀镍。与电镀镍层相比,化学镀镍层的性能有如下诸多优点:
⑴利用次磷酸钠作为还原剂的化学镀镍过程得到的是Ni-P合金,控制镀层中的磷含量可以得到Ni-P非晶态结构镀层。镀层致密、孔隙率低、耐腐蚀性能均优于电镀镍。
⑵化学镀镍层的镀态硬度为450~600HV,经过合理的热处理后,可以达到1000-1100HV,在某些情况下,甚至可以代替硬铬使用。
⑶根据镀层中的含磷量,可以控制镀层为磁性或非磁性。
⑷镀层的磨擦系数低,可以达到无油润滑的状态,润滑性与抗金属磨损性方面也优于电镀。
⑸低磷镀层具有良好的可焊性。