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      化學鍍鎳液的穩定性研究

       發布時間:2019-02-06 點擊量:794

      化學鍍鎳液的穩定性研究

      *,在電時金屬離子的不足是靠陽極鎳溶解來補充的,而學鍍鎳時,每時每刻鎳離子的消耗若無處補給,鍍液會逐漸不平衡,需要加鎳鹽補充鎳離子的不足。對于鎳的消耗可以用濟南精測科技公司的電鍍藥水分析儀SDA-100型來分析。

      隨著化學鍍的進行,還原劑的含量也會發生變化,一方面反應過程消耗還原劑,另一方面還原劑也會被氧化生成有害物質。例如以瓷磷酸鹽作還原劑的酸性鍍液,次p酸鹽被氧化生成亞磷酸鹽是不可避免的,而亞磷酸鹽對化學鍍鎳是有害物質。此外,鍍液尚有自然分解、PH值隨時改變等問題。

      因此,可以說化學鍍鎳液從一開始使用就存在自然分解、 值變化、主鹽濃度減少、還原劑濃度減少諸多問題,隨時影響化學鍍鎳液的穩定性。這也可以說是化學鍍鎳工藝難以掌握的原因所在。以上是說明化學鍍鎳液不穩定的根源,具體地分析鍍液不穩定的原因,還與鍍液的配制方法、各成分比例、鍍前工件處理、操作工藝條件等因素有關。

      1.關于鍍液自然分解現象

      化學鍍鎳液使用與不使用都會發生自然分解現象,出現這種情況若不及時采取有效措施,則自然分解會越來越快。自然分解的表面現象是鍍液產生大量氣泡,嚴重時溶液會呈現泡沫狀,這時會使鍍層發黑,或鍍層生成許多形狀不規則的黑色粒狀沉淀物,使生產無法進行下去。除了鍍液生成氣泡外,鍍液的顏色開始變淡。因此當發現鍍液生成氣泡、顏色變淡,這就顯示了鍍液已發生自然分解,應盡快進行處理,如補加絡合劑等,使其不再繼續分解。

      2.鍍液的成分配比影響

      (1)磁磷酸鹽濃度的影響 如果鍍液中瓷磷酸鹽濃度過高,雖可以提高沉積速度,但會造成鍍液的自然分解,尤其對于酸性鍍液,且當 PH值偏高時,鍍液自然分解的趨勢就會愈嚴重。當次磷算鹽濃度過高時,加速了鍍液內部的還原作用,這時如存在其他不穩定因素(局部溫度過高、在加熱器附近或有混濁沉淀物等)特別容易誘發鍍液自然分解。

      此外,溶液中次p酸鹽含量過高,容易產生亞磷酸鹽的沉淀。因為當詞磷酸鹽含量過高時且 值也偏高時,亞磷酸鎳的允許濃度(稱為極限濃度,高于此濃度即會生成沉淀)就大大降低,在較低濃度下就會發生沉淀,使鍍液處于不穩定狀態。

      (2 )鎳鹽濃度的影響 如果溶液中鎳鹽濃度偏高,且 PH值也較高時,就容易生成亞磷酸鎳和氫氧化鎳沉淀,使溶液混濁,極易發生自發分解現象。

      (3)絡合劑含量的影響 絡合劑應選擇合適,既能充分地絡合鎳離子,又能提高鍍液中亞磷酸鎳的沉淀點。試驗表明,當鍍液中鎳鹽濃度、溫度、PH值一定時,亞磷酸鎳在溶液中的溶度積也是一定的。這時如果溶液中絡合劑濃度偏低,同樣能降低亞磷酸鎳的允許濃度,使鍍液不穩定。

      (4) 值調整劑含量的影響 在鍍液中其他成分不變的條件下,如果過高地增加值調整劑的濃度,容易產生亞磷酸鎳及氫氧化鎳沉淀;同時也易加速還原劑的分解。

      亞磷酸鹽的允許濃度與溶液 值有著密切的關系,石橋等人試驗結果證明,當PH=4.0時,極限濃度為 0.25mol/L; PH=5.0時,極限濃度為0303mol/L ; PH=6時,極限濃度為0.003mol/L。說明PH值越高,亞磷酸鹽濃度的允許極限濃度越低。因此,可以看出,當酸性鍍液的pH值高于5后,鍍液穩定性變壞。

      在酸性鍍液加入乳酸,在堿性鍍液加入檸檬酸鹽,不僅對鎳離子有絡合作用,而且有提高亞磷酸鹽極限濃度的作用。

      3.鍍液配制方法的影響

      還原劑:此磷酸鹽在配制時加得過快或未完全溶解,都會使局部的次霖酸鹽含量過高,而產生亞磷酸鎳沉淀,造成鍍液不穩定。

      加堿過快:配制溶液時或生產過程中調 值時,加堿時不能過快,否則會使鍍液局部的 值過高,容易產生氫氧化鎳沉淀。

      配制溶液時的順序:配制溶液時順序不當也會造成鍍液不穩定,前面已論述按一定順序加配溶液的重要性。

      鍍前處理的影響:鍍前處理是電鍍工作者十分重視的工序,它不僅影響電鍍件的質量,同時還會影響到鍍液的穩定性。因為將鍍前處理的酸性或堿性溶液帶入鍍槽,會污染鍍液,并會使化學鍍鎳液的pH值發生變化。如果將其他具有催化活性的金屬雜質帶入鍍液,就可能成為溶液自發分解的觸發劑。因此鍍件在進入鍍槽前必須清洗干凈,尤其是需要用鈀鹽活化后才能進行化學鍍鎳的非金屬零件,若未將鈀金屬離子清洗干凈而將其帶入鍍槽,將在其上優先還原出鎳,沉淀在鍍液中,對鍍液穩定性影響極大。

      4.操作工藝方法的影響

      局部過熱:化學鍍鎳槽如果采用電爐、蒸汽直接加熱,就會使鍍液局部過熱(溫度超過96度),且當pH值偏高時,很容易引起鍍液自然分解。

      鍍液負荷:鍍液的負荷過高或過低,尤其在負荷過低時對槽液穩定性影響較大,因為此時沉積速度過高,所獲得的鍍層比較疏松,鎳結晶顆??赡軓腻儗由厦撀涞藉円褐?,而形成自催化還原中心,促使溶液自發分解。

      工裝:使用的工裝夾具,應進行防蝕保護,以防止鍍液對其腐蝕,否則一旦掛具被腐蝕,勢必會增加鍍液的雜質,而影響鍍液的穩定性。

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