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镍-铁合金

放大字体  缩小字体发布日期:2013-01-06  浏览次数:586
核心提示:Brenner认为早期(19世纪后期)电镀Ni—Fe合金是为了消除镀镍层中由铁引起的各种缺陷(包括高内应力、分层、斑点和微裂纹),这些铁杂质主要来源于不纯镍阳极和盐。现在,电镀Ni—Fe合金已作为功能性和装饰性镀层。

Brenner认为早期(19世纪后期)电镀Ni—Fe合金是为了消除镀镍层中由铁引起的各种缺陷(包括高内应力、分层、斑点和微裂纹),这些铁杂质主要来源于不纯镍阳极和盐。现在,电镀Ni—Fe合金已作为功能性和装饰性镀层。

在功能性应用方面,镀液可以是含硫酸盐、氯化物或氨基磺酸盐、硼酸、糖精和润湿剂的简单酸性溶液。表l3—3列出了电镀含铁19.5%左右“软”磁层的代表性镀液组成,这种镀液不含络合剂,在pH=2~3下进行电镀,以避免产生氢氧化铁沉淀。由硫酸镍和硫酸亚铁(或相应氯化物)组成的镀液在低电流密度(2A/dm2)下进行电镀;而氨基磺酸盐镀液可以在高电流密度(11A/dm2)下电镀,这些工艺获得的Ni—Fe合金具有低矫顽磁力(<250e)、高导磁性、极快的响应和允许极短的开关时间(几纳秒),该镀层还具有零磁致伸缩,应用于计算机的快速记忆储存元件和其他电子设备中,如磁头[37]。Romankiw和Thompson[38]着重研究了合金中第三元素的重要性,例如,P、S和其他元素能够提高镀层的热处理稳定性,并优化其磁性。

表13-3 电镀“软”磁层(80%Ni-20%Fe)的典型镀液

 

表13-3 电镀“软”磁层(80%Ni-20%Fe)的典型镀液

 

DuRose和Pine最先描述了质量良好的装饰性Ni—Fe合金电镀工艺,镀液中加入有机磺酸盐可以控制镀层应力,在低pH值下进行电镀可以避免碱性物质掺入镀层。含Fe30%~40%的合金镀层硬而刚韧,含Fel0%~30%的合金镀层的耐蚀性优于同等厚度的Ni层。

20世纪70年代中后期介绍的装饰性Ni—Fe合金电镀工艺专利技术中,含有抗坏血酸类羰基络合剂或还原剂,以抑制铁的沉淀,并且控制镀层组成。在其他方面,这些工艺与常规的光亮镀镍相似,镀液中加入有机添加剂,控制镀层的内应力、粗糙度和整平性。利用加速腐蚀试验研究了镀铬层、装饰性镍层和Ni—Fe合金镀层在海水和工业环境申的腐蚀行为[40],由于Ni-Fe合金镀层在海水和工业环境中极易出现斑点,因此,它不适合用作中等和重腐蚀条件下的装饰性镀层,仅适合于弱腐蚀环境下的装饰性镀层。有关取代镍节约成本的问题还有争论,虽然节约了镍,但是添加剂和工艺成本的增加,以及污染控制,抵消了某些成本节约的优势。现在这些工艺只局限于作为弱腐蚀环境元件的电镀,如管状设备。

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