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镍铁镀液成分和工艺条件的影响:硫酸亚铁

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-20  浏览次数:879

   硫酸亚铁提供亚铁离子(Fe2+)的主盐,其含亚铁离子20.1%,其含量依硫酸镍含量而不同。

   (1)亚铁离子氧化成三价铁Fe3+的趋势

在操作过程中在氧的作用下,总有一部分Fe2+氧化成Fe3+,其原因有以下一些。 

   ①自然氧化进口稳定剂H和南京航空航天大学研究的WD-2型稳定剂在自然氧化条件下镍铁镀液中Fe3+的增长值见表1。

表1自然氧化条件下镍铁镀液中Fe3+的增长值

 

镀液中Fe3+的浓度/×l0-4g·L-1

稳定剂种类

放置时间/周

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

稳定剂H

稳定剂WD-2

 

2.5

L 3

3.3

2.1

4.0

3.1

5.3

3.1

5.8 3.2

6.5   3.2

7.6   3.3

7.8   3.4

8.1   3.5

8.5   3.4

   由表1可见,WD-2稳定剂在自然氧化条件下在抑制Fe3+增长能力上比H稳定剂要强些。

   ②pH值高 当pH值高于3.8时,连续长时间操作,可能使Fe3+不断增加。   

   ③镍阳极面积小镍阳极面积过小,使阳极电流密度增大,导致镍板钝化,产生氧气,使Fe2+被氧化成Fe3+。

   ④温度过高 温度过高,超过70℃,会使稳定剂分解,促使Fe2+氧化。

⑤搅拌方式采用强空气搅拌,促使Fe2+氧化,因此应采用低压弱搅拌方式,并连续过滤,及时除去三价铁的氢氧化铁固体微粒。

(2)铁离子浓度对镀层含铁量的影响(见表2)

表2铁离子浓度对合金成分的影响

镀液中Fe2+浓度/(g/L)

   1

   2

   3

   4

   6

 镀层中含Fe量/%

   10.9

   19.8

   27.5

   36.8

   56.8

   由表l-4可见:当镀液中镍离子含量不变,每增加lg/L铁离子,镀层中铁含量增加大约9%~l0%。

   (3)铁含量对合金镀层中铁含量的影响

   维持镀液中镍离子(Ni2+)浓度不变,改变镀液中亚铁离子(Fe2+)浓度,因而改变金属离子浓度比。镀液pH为2.5,温度52℃±1℃,Dk3.5A/dm2条件下,镍离子浓度67g/L,镀液中铁浓度CFe对镀层中铁含量的影响见图l[27]。

图1镀液中CFe对镀层中Fe含量的影响

   由图l曲线可见:改变Fe2+浓度,即改变[Ni2+]/[Fez+]比值,随着镀液中铁离子浓度(CFe)的增加,镀层中铁含量呈线性增加,当镀液中铁离子浓度在5g/L时,镍铁比值=67/5=13.4时,镀层中铁含量为20%(质量分数)。

   (4)镍铁离子比对合金成分的影响(表3)

表3镍铁离子比对合金成分的影响

镀液中金属离子浓度比Ni”/(Fe2++Fe3+)

 4

 4.7

 6.3

 8

10.6

 14

18.8

 30

 35

合金镀层中含铁量Fe/%

63

 54

 45

 34

 32

 27

 18

 12

 10

  由表3可见:镀层中镍铁比值小于镀液中镍铁比。铁沉积优先于镍沉积。在生产中主要是控制镀液中金属离子比来控制合金镀层的成分。在配制低铁、中铁、高铁合金镀液时,可参照表3调节硫酸亚铁含量,不必变动镍离子浓度。

参考文献

27韩勇,王萍,王保玉,覃奇贤.镍铁合金电沉积工艺研究.电镀与涂饰,l997,19(5):8~10

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