化学镀镍，又称为无电解镀镍或自催化电镀镍，是一种在不通电的情况下，利用氧化还原反应在具有催化表面的镀件上获得金属合金的方法。以下是对化学镀镍的详细介绍：

一、原理

化学镀镍是在加有金属盐和还原剂等的溶液中，通过自催化反应在材料表面上获得镀镍层的方法。化学镀镍经过多年的不断探索与研究，近几年已发展极成熟了。如：钢铁镀镍，不锈钢镀镍，铝镀镍，铜镀镍等等，它同样适用于非金属表面镀镍，比如：陶瓷镀镍，玻璃镀镍，金刚石镀镍，碳片镀镍，塑料镀镍，树脂镀镍等等，使用范围是非常广泛的。

化学镀镍的基本原理化学镀镍的基本原理是以亚磷酸盐为还原剂，将镍盐还原成镍，同时使金属层中含有一定的磷，沉淀的镍膜具有催化性，可使反应继续进行下去。关于具体的反应机理，目前尚未统一认识，现为大多数人所接受的原子氢态理论：1、化学镀镍溶液在加热后，通过次亚磷酸根在水溶液中脱氢，而形成亚磷酸根在催化作用下，次亚磷酸根脱氢形成亚磷酸根，同时析出初生态原子氢，即：H₂PO₂⁻+H₂O→H₂PO₃²⁻+H⁺+2[H]。 2、初生态原子氢被吸附在催化金属表面上使其活化，使溶液中的镍阳离子还原，在催化金属表面上沉积金属镍：Ni₂++2[H]-→Ni+2H↑。 3、催化金属表面上的初生态原子氢使次亚磷酸根还原成磷；同时，由于催化作用使次亚磷酸根分解，形成亚磷酸；原子态的氢还会合成氢气放出：H⁺+H-→H2+其总反应为：

4、镍原子和磷原子共沉积，形成镍磷-合金层：Ni+P→NI-P合金(固溶体或非晶态)

二、化学镀镍工艺特点1、该工艺从原料到操作对环境无毒无污染，属于环保型表面处理工艺。2、属于热化学镀，靠化学反应在零件表面生成镀层。3、工艺独特，对任何复杂形状的零件，只要浸到镀液，就能获得各个部位完全均匀一致的镀层(彻底弥补了电镀工艺的漏镀缺陷)。4、镀层十分光滑均匀，并且厚度能够得到精确控制，镀后无需任何加工处理。

三、镀层性能特点1、镀层成分：镀层合金(镍磷合金)，其中镍86-97%，合金成分3-14%。2、结合力：镀层合金与基体之间是金属键结合，连结坚固，结合力超强。钢或铝合金300-400Mpa，铜140-160Mpa，是电镀的6-8倍，能承受很大的剪切应力而不脱皮。3、镀层硬度：300-500HV，热处理(350-400℃1h)后可达到800-1000HV，接近电镀硬铬的硬度，但综合性能比硬铬镀层好，是替代硬铬镀层的理想镀层。4、抗腐蚀性：镀层针孔率底，又是非晶态结构，无晶界面，腐蚀性介质无法渗透通过镀层，其化学稳定性高，具有优良的抗腐蚀性能。特别是高磷镀层，可以耐各种介质的腐蚀，在很多行业中可以代替不锈钢。5、耐磨性：非晶态的合金结构能起到固体自润滑效果，适当热处理(350-400℃1h)后强化了镀层结构的弛豫现象，镀层延展性、韧性大为改善，硬度大大提高，加上表面质密、均匀、光滑，因此具有极好的耐磨性，性能优于硬铬镀层。另外，化学镍镀层还具有耐高(低)温(-50-890℃)、无磁性、钎焊性能好、电阻率低、导电(热)性能好、膨胀系数低、抗变色能力强等特殊的物理化学性能，使该工艺在电子、石油化工、机械制造等各个工业部门得到广泛的应用。

四、化学镀镍的关键技术(1)化学镀镍液可实现再生循环利用，并可节省大量镍盐和其它成分。此外，连续使用还可大大减少镀镍废水的排放量，这对于提高经济效益、保护环境都有着重要的意义。(2)旧镀液施镀过程pH值的降低与新镀液相比有所减少，镀层中P含量也有所下降。这可能是由于随着调整pH使镀液的缓冲能力增加随着施镀次数的增加，旧镀液镍盐的利用率在逐步提高，镀速的增加也更快，相应地劳动生产率也会提高，所得镀层的外观比相同条件下新镀液的还要好一些。(3)镀液离子浓度。首先遇到的问题是，镀件面积大，所需镀液容积太大。镀槽中不同位置镀液中的Ni离子浓度不均匀：靠近镀件表面处，因为Ni已经发生化学反应，生成了镍磷合金镀层，附着在设备的表面，因而镀件周围的镀液离子浓度偏低；而其它地方镀液离子浓度偏高，造成生产中的检测和控制困难。为此进行了一些试验。开始试验将镀件平放在镀槽底部，换热器的管内镀液的流动是强制性的，用封头把换热器的一头封住，与循环水泵连在一起，用循环水泵的抽吸力来带动管内镀液流动。但是结果因为镀件管内镀液流速太快，导致形成的NiP合金颗粒无法沉积到镀件日表面，最后镀件的两个端头没有镀好。后来发现，化学镀镍的反应过程中会产生大量的氢气，这些气体自然会上浮到水面，从而带动镀液发生循环流动。因此就将换热器的一端提高，形成一定倾斜角度，反应过程中生成的气体在浮力的作一定倾斜角度，反应过程中生成的气体在浮力的作一定倾斜角度，反应过程中生成的气体在浮力的作件的面积较大，反应激烈，因而产生的气体量巨大这样大量气泡的流动就带动了镀液的流动，使镀液换热器管内的这一端流动到了那一端，然后从换热器的管外再循环到这一端，形成了对流；这样，镀液的浓度就均匀了。

五、化学镀镍中应注意的问题化学镀镍与电镀相比，缺点是：所用的溶液稳定性较差，且溶液的维护、调整和再生都比较麻烦，材料成本较高。但是化学镀镍得到的镀层是一种非晶态镍磷合金，结晶细致、孔隙率低、硬度高、镀层厚度均匀、可焊性好，镀液深镀能力好，化学稳定性高。1镀镍液离子浓度应均匀。由于粒子浓度的差异，会导致最后被镀物两端没有镀好，因此应加强镀液的整体对流，又采用循环水泵抽吸的办法，把镀液从镀槽的这一端抽起，另一端流入，方向与化学镀反应自动形成的对流循环方向一致，加强了镀液在镀槽内的整体流动性，使镀液中的离子浓度分布更加均匀一致。2镀镍面积问题由于镀件大，液体多，因此化学反应不易控制致使生产的镀件产品容易形成阴阳面，这是指镀件和的上表面与下表面的镀层光亮程度、致密性和孔隙率不一致：上表面镀层粗糙、金属颗粒大、孔隙率高、易生锈；下表面手感光滑，孔隙率低、致密性良好。形成这一现象的原因有几个方面，在后来的生产中采取多种措施进行了改进。改进了配制镀液的用水用加热到90并经过沉淀以后的水取代自来水。由于所用的自来沉淀。如果这种颗粒在镀液中产生，伴随它的生成，颗粒表面具有很大的表面活性和能量，能起到高效催化作用，使Ni和(H2PO2)在它的表面发生化学反应，生成NiP合金小颗粒，产生沉积，小颗粒在镀液中漂浮生长，再沉积到镀件的上表面。3镀槽内衬材料要及时更换原来的镀槽是橡胶内衬，在使用一段时间后会自然老化。考虑橡胶成本较高，在试验室用镀液对847涂料涂装件进行水煮试验，经历36h的连续煮沸，847涂层无溶解变化。据此改用847涂料涂在镀槽内侧，代替橡胶内衬。但是用847涂料做内衬，需要进行高温烘烤固化，工艺复杂麻烦。于是再经过试验，改用901涂。

六、化学镀镍的具体应用化学镀镍工艺可在钢、铜、铝等基材上沉镀，并以良好的工艺性和优秀的镀层性能，在电子和计算机、航空航天、化学化工、石油天然气、机械、汽车摩托车、精密仪器、食品机械、医药、纺织、市政路政等行业广泛应用。1、电子、计算机行业铝镁合金硬盘、线路板、薄膜电阻器、金属元件等，利用化学镀镍合金可提高其耐磨、耐蚀性能和特殊的物理化学性能。2、机械制造工业凡需要耐磨，耐蚀的零部件一般都可以用化学镀镍合金层来提高其寿命，如液压轴、曲轴、传动链带、齿轮、工卡量具等。3、模具行业镍合金镀层因其耐磨、耐蚀、结合力强、固体自润滑性能以及工艺上的均匀，可控厚度等的优势，能够起到强化模具的理想效果，大大提高模具的抗磨损、抗擦伤、抗咬伤的能力，脱模容易，既延长了模具寿命，又提高了模加工件的表面质量，用ENP工艺处理模具时表面厚度均匀无变形，模具表面尺寸超差时，可以很精确地修复。4、石油、化工行业化学镀镍合金对含硫化氢的石油和天然气以及酸、碱、盐等化学腐蚀介质都具有优良的抗蚀性，所以采油设备、输油气管道中应用广泛。普炭钢、低合金钢上镀一层50-70μm的合金，其寿命可提高3-6倍。化学工业的容器、阀门、管道、泵等可用这种工艺处理，以代替不锈钢和纯镍。又因其兼有优良的抗蚀、耐磨、精确零件的特点，构成了ENP工艺独特的优势。5、汽车摩托车行业主要是利用化学镀镍合金层的耐蚀、耐磨性能。如形状复杂的散热器、齿轮、喷油嘴、制动瓦片、减振器等等。6、其它行业

综上所述，化学镀镍是一种具有广泛应用前景的镀层技术，其优异的性能和广泛的应用领域使其成为表面工程和精细加工领域的重要技术之一。

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