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碱性镍铁合金镀液:柠檬酸铵EDTA碱性镀液

放大字体  缩小字体发布日期:2012-02-17  浏览次数:1010

   (1)镀液组成

硫酸镍(NiS04·6H20)

0.06mol/L(16.8g/L)

硫酸亚铁(FeS04·6H20)

0.04mol/L(11.1g/L)

硼酸(H3BO3)

15g/L

   抗坏血酸

0.005mol/L(1g/L)

硫酸钠(NazS04)

10g/L

   柠檬酸铵

0.2mol/L(45g/L)

   EDTA

0.01mol/L(2.4g/L)

温度

50℃

pH

8.5

  (2)镀液组成、电流密度对镀层金属成分的影响当温度50℃、pH=8.5,镀液组成、电流密度对镀层金属成分的影响见表1[49]。

表1镀液组成、电流密度对镀层金属成分的影响

镀液组成

       合金镀层中镍的含量/%和沉积电位

 /%Ni

0.5A/dm2

沉积电位/mV

1.0A/dm2

沉积电位/mV

1.5A/dm2

沉积电位/mV

   70

   60

   50

   92

   83

   82

 —1150

 —1120

 —1130

   9l

   89

   85

 —1320

 —l225

 —l230

   90

   87

   83

   —l360

   —l265

   —1250

   注:锾液组成:硫酸镍+硫酸亚铁=0.1mol/L,硼酸15g/L,抗坏血酸0.005mol/L,硫酸钠l0g/L,柠檬酸铵0.2mol/L,EDTA 0.01mol/L,温度50℃,pH 8.5,厚度6800A。

   由表l可见:

   ①镀液中镍含量低于60%时,电流密度从0.5A/dm2升到1.5A/dm2时,合金中的镍含量逐渐增加到最大值,随后减小;

   ②当镀液中镍含量为70%时,随着电流密度的增加,合金中的镍含量略有下降;

   ③随着电流密度的增大,阴极沉积电位移向较负的方向;

   ④当柠檬酸盐浓度保持0.2mol/L不变时,随着槽液温度升高和EDTA浓度增大,沉积电位移向较正的方向;

⑤镀液的搅拌伴随着沉积电位向更正的方向移动。

(3)pH对合金中镍含量的影响 

   当温度为50℃:

   ①pH从7.5升高到8.5时,合金中镍含量从83%增加到89%;

②pH增加到9.5时,镍含量降低到76.5%[49]。

(4)温度对合金中镍含量的影响

   当pH固定为8.5,槽液温度从30℃到50℃变化,合金的组成几乎无变化。

温度的影响可用相反的两种效应:极化和扩散来解释。

(5)搅拌对合金中镍含量的影响

   在含镍60%的镀液中,在1A/dm2电流密度、搅拌溶液进行电镀。发现镀层中镍含量为69%,不搅拌镀层中镍含量为89%,表明Fe2+和Ni2+的共沉积受扩散控制的异常沉积[49]。

   (6)EDTA浓度对镀层中镍含量的影响

   镀层中镍含量与EDTA浓度之关系见图1[49]。

图1 镀层中镍含量与EDTA浓度之关系

槽液:Ni2++Fe2+=O.1mol/L,H3B0315g/L,Na2S0410g/L,

抗坏血酸0.005mol/L,柠檬酸铵0.2mol/L,厚度:6800A,pH8.5,50℃。

   由图l可见:

   ①曲线1,镀液中含镍70%,镀层中镍含量随着EDTA浓度的增加而缓慢地减小;

②曲线2,镀液中含镍50%,镀层中镍含量随着EDTA浓度的增加而急剧地减小。

(7)合金的磁性

决定于镀层厚度方向上合金组成的均匀性。

(8)阴极电流效率见表2[49]。

   由表2可见:阴极电流效率随着电流密度增加和pH的下降而降低。

表2阴极电流效率

电流密度/(A/dm2)

   工艺条件

 阴极电流效率/%

   1.0

   1.0

   1.0

   1.0

   1.0

   1.0

   0.5

 

   50℃,pH8.5

 EDTA 0.1mol/L,柠檬酸铵0.2mol/L

   EDTA 0.04mol/L

   30℃

   pH 7.5

   3400,&

   搅拌

   50℃,pH 8.5,EDTA 0.1mol/L

   柠檬酸铵0.2mol/L

   46

   31

   45

   40

   37

   54

 

   50

   (9)镀层外观[49]

   ①含镍量较高(70%)的镍铁合金表面均匀、光亮、晶粒细致。

②含铁较多的合金或在较高电流密度下获得的合金全较暗哑。

(10)镀层晶格

   对典型合金镀层进行X射线衍射分析,大多数电镀条件下,镀层呈面心立方晶格。

 (11)镀层矫顽磁力值见表3[49]。

表3在不同电镀条件下镍铁镀层矫顽磁力值

电流密度/(A/dm2)

EDTA浓度/(mol/L)

矫顽磁力Hc/0e

1.5

0.5

1.5

0.5

0.04

0.04

0.01

0.01

0.44

1.0

l.4

1.10

 (12)能获得Ni:Fe为80:20合金镀层的最佳试验条件见表4[49]。

表4为获得Ni:Fe=80:20合金的最佳电镀条件

镀液组成/%Ni

电流密度/(A/dm2)

EDTA浓度/(mol/L)

温度/℃

60

50

70

0.35

1.0

1.0

0.01

0.Ol5

0.025

50

50

50

参考文献

49朱光明译,良翼校.碱性硫酸盐型镍铁合金镀液.电镀与涂饰,l986。4;69~71,

译自Metal Finishing,Vol 83,Noll,1985

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