非金属材料的镀前处理

随着科学技术的日新月异，非金属材料的利用越来越显得重要。但是非金属材料存在着不导电、不导热、耐磨性差、易变形、不耐污染和缺乏金属光泽等缺点，从而在一定程度上限制了其应用。采用电镀的方法在非金属材料上沉积一层金属，使其兼有金属材料和非金属材料两者的优点，可大大扩展非金属材料的使用性能和应用范围。非金属材料电镀与金属材料电镀的主要区别在于非金属材料表面需要金属化处理，即在非金属材料电镀之前，需先在非金属材料表面施镀一层导电金属膜，使其具有一定的导电能力。常用的方法有喷涂导电胶、真空蒸镀金属层、化学镀、化学喷镀等。非金属材料电镀质量的优劣，关键取决于非金属材料电镀前预处理。非金属材料镀前预处理通常包括除油、粗化、敏化、活化及化学镀等工序，工艺流程为：制件一去油一水洗一粗化一水洗一敏化一蒸馏水洗一活化一蒸馏水洗一化学镀。当然，对于不同的非金属制品和不同的金属镀层，在工艺上有所差别，具体生产过程中，应根据非金属材料本身的特性，选择恰当的工艺配方，才能保证非金属材料电镀的质量。

(1)除油

除油的目的是除去制件表面的油污，使粗化均匀，提高其与镀层的结合力。常用的除油方法包括有机溶剂除油和碱性除油。

碱性除油液的组成与钢铁件碱性除油相似。碱性除油不能用于酚醛塑料等不耐碱的材料。碱性除油不宜采用过高温度，否则容易引起制品变形。常用的化学去油工艺如下：

磷酸钠Na3P04              50g／L     碳酸钠Na2C03            30g／L

肥皂粉                            适量              温度                        50℃

氢氧化钠NaOH             25g／L           时间                表面被水润湿为止

(2)粗化处理

为了增加镀层与基体材料的结合力，一般均需对基体材料表面进行粗化处理。粗化的目的是使非金属基体表面呈现微观粗糙，增大镀层与基体的接触面积，并使非金属基体由憎水性变为亲水性，从而增强镀层与基体的结合力。

表面粗化处理有机械粗化法和化学粗化法。玻璃和陶瓷一般先采用喷砂法进行机械粗化，接着进行化学粗化。塑料和一些表面粗糙度要求高的装饰零件，以及外形复杂、小尺寸、薄壁零件只采用化学粗化法。常用的化学粗化溶液有酸、碱或者有机溶剂，有时也可交替结合起来应用。

(3)敏化处理

经过粗化预处理的非金属材料，一般还需要敏化处理。敏化处理是将经粗化处理后的非金属材料浸入亚锡盐的酸性溶液中，使非金属材料表面吸附一层液膜，在其后清水洗涤时，由于pH值升高，亚锡盐水解生成氢氧化亚锡或氧化亚锡沉积物，被均匀地吸附在处理过的材料表面，此沉积物作为还原剂在活化处理时，把活化剂中的金属离子还原成金属。通常用的敏化处理工艺条件如下：氯化亚锡SnCl2•H20，10～50g／L；盐酸HCl，30～50mL／L；金属锡粒适量；室温下浸渍3～5min。

因氯化亚锡在中性溶液中极易水解，所以在配制上述敏化液时，最好先将氯化亚锡溶于 盐酸中，待全部溶解后，再加水稀释。

(4)活化处理

经过敏化处理的非金属材料制件，还需要在活化液中进行活化处理。活化处理是将敏化处理后的塑料制品浸入含有催化活性的贵金属(如Au、Ag、Pd等)化合物的溶液中，亚锡离子把活化剂中的金属离子还原成金属粒子，使塑料表面生成一层具有催化活性的贵金属层，作为化学镀的氧化还原反应催化剂。

最常用的活化剂是银的硝酸盐，也可用金、钯的氯化物。由于金、钯的盐类很贵，一般情况很少被采用。由于硝酸盐的光不稳定性，所以使用硝酸盐做活化剂时，应尽量避免强光照射溶液，以免加速分解，否则不仅其使用寿命短，且影响镀层与基体的结合力。常用的活化工艺如下：

①    硝酸银AgN03，5～l0g／L，用氨水调到溶液澄清为止，室温浸1min；

②二氯化钯，0.25g／L；盐酸HCl，2.5mL／L；室温浸，1～5min。

为了使金属材料电镀前有一个导电的镀层，可在活化后经水洗净，浸入化学镀铜或化学镀镍溶液中，获得铜层或镍层，

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