硼酸是一种白色粉末状结晶物,分子量62,密度1.435g/cm3。它是一种弱酸,电离度很小,电离常数为5.8×10-10。在水溶液中会产生如下的化学平衡:H3BO3 H﹢+H2BO3-。
硼酸是光亮镀镍的必要成分。由于镀镍液属弱酸性电解液(pH﹤6),因而在光亮镀镍中除了发生镍离子在阴离子在阴极上放电而还原为金属镍的反应外(Ni2﹢+2e=Ni),还存在氢离子还原为氢气的副反应:2H﹢+2e=H2↑。因而在光亮镀镍中阴极区内的pH值会因氢气的析出而逐渐上升。当其上升到一定值就会影响电镀层质量。而硼酸在水溶液中电离出来的H﹢就能补充因氢气的析出而消耗的H﹢,以维持一定的酸度,防止酸度的急剧变化,使pH值相对稳定。这就是硼酸的缓冲作用。
电镀现场生产实践表明,光亮镍中的硼酸含量低于20 g/L时,缓冲作用较弱,当其含量达到30 g/L时,缓冲作用方始显著,所以普通镀镍液中硼酸含量宜控制在25~35 g/L范围内;一般光亮镍中常以35~40 g/L为宜;而现代光亮快速镀镍中则提倡硼酸含量在40~50 g/L范围内。之所以提倡硼酸含量宜高一些,是因为在镀镍液中的硼酸除一部分离解为H﹢和H2BO3-外,另有一部分硼酸会转化为四硼酸,反应式为: 4H3BO3 H2B4O7+5H2O。 四硼酸具有防止镍离子在阴极上形成氢氧化物或碱式盐的作用,比硼酸的缓冲作用更好。
对于重负荷磨损的一些表面,如开关触点、触片或插头金,用镍来作为金的衬底镀层,可大大提高耐磨性。当用来作为阻挡层时,镍能有效地防止铜和其它金属之间的扩散。哑镍/金组合镀层常常用来作为抗蚀刻的金属镀层,而且能适应热压焊与钎焊的要求,唯读只有镍能够作为含氨类蚀刻剂的抗蚀镀层,而不需热压焊又要求镀层光亮的PCB,通常采用光镍/金镀层。镍镀层厚度一般不低于2.5微米,通常采用4-5微米。PCB低应力镍的淀积层,通常是用改性型的瓦特镍镀液和具有降低应力作用的添加剂的一些镍镀液来镀制。我们常说的PCB镀镍有光镍和哑镍(也称低应力镍或半光亮镍),通常要求镀层均匀细致,孔隙率低,应力低,延展性好的特点。02镍(氨镍)镍广泛用来作为金属化孔电镀和印制插头接触片上的衬底镀层。
所获得的淀积层的内应力低、硬度高,且具有极为***的延展性。将一种去应力剂加入镀液中,所得到的镀层将稍有一点应力。有多种不同配方的盐镀液,典型的镍镀液配方如下表。由于镀层的应力低,所以获得广泛的应用,但镍稳定性差,其成本相对高。03改性的瓦特镍(硫镍)改性瓦特镍配方,采用,连同加入化镍或。由于内应力的原因,所以大都选用化镍。它可以生产出一个半光亮的、稍有一点内应力、延展性好的镀层;并且这种镀层为随后的电镀很容易活化,成本相对底。04镀液各组分的作用主盐──镍与为镍液中的主盐,镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。镀镍液的浓度随供应厂商不同而稍有不同,镍盐允许含量的变化较大。
通用组合***添加剂包括防剂等)。润湿剂——在电镀过程中,阴极上析出氢气是不可避免的,氢气的析出不仅降低了阴极电流效率,而且由于氢气泡在电极表面上的滞留,还将使镀层出现。镀镍层的孔隙率是比较高的,为了减少或防止的产生,应当向镀液中加入少量的润湿剂,如十二烷基硫酸钠、二已基硫酸钠、正辛基硫酸钠等,它是一种阴离子型的表面活性物质,能吸附在阴极表面上,使电极与溶液间的界面张力降低,氢气泡在电极上的润湿接触角减小,从而使气泡容易离开电极表面,防止或减轻了镀层的产生。05镀液的维护a)温度——不同的镍工艺,所采用的镀液温度也不同。
温度的变化对镀镍过程的影响比较复杂。在温度较高的镀镍液中,获得的镍镀层内应力低,延展性好,温度加致50℃ 时镀层的内应力达到稳定。一般操作温度维持在55--60℃。如果温度过高,将会发生镍盐水解,生成的氢氧化镍胶体使胶体氢气泡滞留,造成镀层出现,同时还会降低阴极极化。所以工作温度是很严格的,应该控制在规定的范围之内,在实际工作中是根据供应商提供的温控值,采用常温控制器保持其工作温度的稳定性。b)PH值——实践结果表明,镀镍电解液的PH值对镀层性能及电解液性能影响极大。
电镀镍溶液在电镀的过程中,阳极板上的金属镍不断地失去电子变成二价阳离子而进入电镀镍溶液。但是,在阳极板反应的过程中,金属镍不可能地都参与氧化反应,其中大约有10%左右的金属镍变成镍粉,脱离阳极,沉积在阳极区附近,形成所谓“阳极泥”。 ????阳极泥的多少决定于电流的大小、溶液中镍离子的多少、阴阳极面积的比例等因素。在一般情况下,每消耗10kg的阳极板可获得1kg的阳极泥。将这些阳极泥收集起来,用盐酸或相对密度为1.3的硫酸进行处理,以去除杂质。经处理的阳极泥实际上是含镍量达99%以上的镍粉,用这些镍粉可制成和。其简要方法和反应原理如下。 ????(1)在强抽风下,将镍粉慢慢地加入到相对密度为1.3左右的中去,使其生成蓝色的。
????(2)搅拌,将相对密度为1.2的加入到溶液中去,其主要生成物是果绿色的氢氧化镍沉淀。 ????(3)用洗涤法洗去根等,然后过滤得氢氧化镍。在搅拌下将氢氧化镍加入到相对密度为1.2的硫酸(试剂)中,或者加入到盐酸(试剂)中,并调整pH=5,这样生成了和。 ????(4)将溶液或溶液加热浓缩,冷却结晶。这样制得的可用一般的干燥法干燥后,储存在有色瓶内,而则必须用离心机甩干后放入干燥器内用(相对密度1.84)或氧化钙等干燥后才能储存在有色瓶内。
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