光亮電鍍鎳添加劑的研究

VoL, 29 No. 7鑄造技術(shù)Jul 2008FOUNDRY TECHNOLOGY955●光亮電鍍鎳添加劑的研究周小攀.(西安工程技術(shù)學(xué)院,陜西西安710061)摘要:實(shí)驗對比研究了糖精、對甲苯磺酰胺、水合三氟乙醛和烯丙基磺酸鈉等4種添加劑對電鍍鎳在光亮度、電流效率、沉積速度、分散能力等方面的影響。結果表明:在20 C和60 C時(shí),對甲苯磺酰胺對沉積速度和電流效率的效果最好;20 C時(shí)對甲苯磺酰胺提高分散能力的效果最好,60 C時(shí)烯丙基磺酸鈉對分散能力的效果較好;20 C時(shí)對甲莘磺酰胺對光亮度的綜合效果最好,在60 C下糖精對光亮度的提高作用最好。關(guān)鍵詞:電鍍鎳;添加劑;光亮度中圈分類(lèi)號:TG174.44文獻標識碼:A 文章編 號: 1000 8365(2008)07-0955-04Study on Additives for Bright Nickel ElectroplatingZHOU Xiao-qin(Xi' an Engineering Technology College, Xi' an 710061, China)Abstract:The effect of the additives of glucide, para toluene sulfonate, chloral and sodium allylsulfonate on the quality of nickel electroplating in lightness，current efficiency, deposition rate anddispersibility was studied. The results show that para toluene sulfonate has the best effect on thedeposition rate and current efficiency at 20 C and 60 C. At 20 C，para toluene sulfonate has thebest dispersibility, the sodium allyl sulfonate has better dispersibility at 60 C，para toluenesulfonate can obtain the best lightness at 20 C，whereas, the addition of glucide on the lightness isthebestat60C.Key words: Electroplating nickel; Additive; Lightness鍍鎳技術(shù)自發(fā)展以來(lái)已經(jīng)有百余年歷史,已經(jīng)形1.1 設備及材料成了多種多樣的鍍鎳技術(shù)[1.2]。鍍鎳層不僅應用于防.實(shí)驗以60V的DF1701S多路可調穩壓穩流直流護裝飾,還廣泛地用于耐腐蝕、耐磨、耐熱鍍層以及模電源為電鍍電源,采用玻璃燒杯作電鍍槽,加熱源為具的制造等方面。特別是近年來(lái)在連續鑄造結晶器、DZKW-C型水浴鍋;干燥設備為DGB20003臺式干燥電子元件表面的壓印模具、形狀復雜的宇航發(fā)動(dòng)機部箱;稱(chēng)重儀器為T(mén)G328A電子天平(精度0.0001 g);件、微型電子元件的制造等方面的應用,使電鍍鎳用途電鍍試樣為30mmX20mmX0.5mm的紫銅矩形試更加廣泛。但是,目前電鍍鎳仍然存在光亮度差.鍍層片。發(fā)灰、暗淡、沉積速度和電流效率不高、分散能力不好1.2 鍍液等問(wèn)題需要解決。由于從工藝方面解決上述問(wèn)題相對試驗選取的基礎鍍液組成為:NiSO,●6H2O困難,只能從添加劑方面人手，即向電鍍溶液中加入適250 g/L、NiCl2●6H2O 30 g/L、H,BO3 35 g/L.pH當的添加劑來(lái)改善電鍍過(guò)程中存在的各種問(wèn)題[3。本3.5.文在對添加劑作用機理分析的基礎上,選用糖精、對甲1.3 測試方法苯磺酰胺、水合三氯乙醛和烯丙基磺酸鈉等4種添加依據目測經(jīng)驗評定法對光亮度進(jìn)行分級,該分級劑,采用對比實(shí)驗方法進(jìn)行研究,目的是能夠提高鍍層參考標準為[:1級(鏡面光亮)鍍層光亮如鏡,能清晰的光亮度.鍍液的沉積速度和電流效率以及分散能力，分辨人的五官和眉毛;2級(光亮)鍍層表面光亮,能為電鍍鎳的工業(yè)應用提供理論參考?？闯鱿聣蚯逦?3級(半光1實(shí)驗方法 .亮);YH中國煤化工人的五官輪廓,眉毛收稿日期:2008-04-10;修訂日期:2008-05-14部分CNMH G本上無(wú)光澤,看不清作者簡(jiǎn)介;周小琴(1978- ),女 ,陜西禮泉人,助教.研究方向;焊接工藝人的面部五官輪廓。及金屬材料.電流效率的檢測方法,是在電鍍回路中串聯(lián)一高Vol. 29 No. 7FOUNDRY TECHNOLOGYJul 2008精度的電流表,由電流大小和時(shí)間計算出電鍍消耗的時(shí),對甲苯磺酰胺能夠明顯地提高沉積速度,而且在電電量。由沉積金屬的電化學(xué)當量計算出金屬沉積的電流密度大于4.0A/dm2時(shí),也不會(huì )降低鍍液的沉積速量,電流效率η的計算公式為:度。在電流密度小于4.5 A/dm2時(shí),水合三氯乙醛對n=I X 100%(1)沉積速度無(wú)影響，當電流密度大于4.5 A/dm'時(shí),稍稍降低了沉積速度。在電流密度大于3.5 A/dm2時(shí),烯式中m被電鍍試片的增重,g;丙基磺酸鈉對沉積速度的影響與對甲苯磺酰胺的幾乎I-一電鍍所用的電流,A;相同,但在電流密度小于3.5 A/dm2時(shí),對沉積速度電鍍所用的時(shí)間,h;的作用較小?？傊?在60 C時(shí),對甲苯磺酰胺對沉積-陰極析出物的電化學(xué)當量,對于鎳,K=速度的效果最好。1. 095 g/(A. h)。分散能力的測定采用遠近陰極法[問(wèn)。遠近陰極與| +A+糖材lSgL300--A+對中苯礦酰胺0.2 g/L陽(yáng)極的距離為2: 1,即K=L/Lz=2。E 270-實(shí)驗以單位時(shí)間內的增重作為電鍍鎳的沉積速度(mg/h) ,其計算公式為:最240-沉積速度(mg/h)='M -Mw典X1 000(2)5 210-女A+水合三氯乙醛0.4 g/t/60+ A+婚丙基磺酸鈉0.5 g式中M后、Mw一--陰極試片鍍后和鍍前的質(zhì)量,g;3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5電流密度/(A/dm2)t一電鍍時(shí)間,min.圖260C時(shí)單一添加劑對沉積速度的影響2實(shí)驗結果與分析Fig.2 Effect of sole additive on deposition rate at 60 C2.1 添加劑對沉積速度的影響圖1是20C時(shí)單一添加劑對沉積速度的影響。2.2添加劑對 電流效率的影響可以看出,20C時(shí),在整個(gè)電流密度區間內,相對于基圖3是20C時(shí)添加劑對電流效率的影響?？梢缘A鍍液加人糖精稍稍降低了沉積速度,加人對甲苯磺明顯地看出,糖精,對甲苯磺酰胺、水合三氯乙醛以及酰胺可以提高沉積速度，特別是在電流密度大于烯丙基磺酸鈉都在不同的電流密度范圍內對電流效率2.0 A/dm2時(shí),對甲苯磺酰胺的作用最為顯著(zhù)。水合有提高作用,其中糖精提高電流效率的電流密度范圍三氯乙醛對沉積速度的影響與對甲苯磺酰胺的幾乎相不是很大,烯丙基磺酸鈉提高電流效率的電流密度區同。烯丙基磺酸鈉對沉積速度的影響在電流密度小于間較大,提高電流效率的程度也較大,對甲苯磺酰胺和2.5 A/dm2時(shí)不是很明顯,當電流密度大于2.5 A/dm2水合三氯乙醛提高電流效率的電流密度范圍最大,但時(shí),才能較明顯地提高鍍液的沉積速度。因此,20 C二者相比之下,對甲苯磺酰胺提高電流效率的程度比時(shí),對甲苯磺酰胺和水合三氯乙醛對沉積速度的效果.水合三氯乙醛大,因此對甲苯磺酰胺的效果最佳。所以,20C時(shí),對甲苯磺酰胺提高電流效率的效果最好。最好。200←A+精精1SgL+ A+糖精1.5g/士A+對甲苯磺航膠0.2 g/L，+ A+對甲苯堿酰胺0.2g嘰160fFA+水合三氨乙醛0.4g/+ A+烯內基磺酸鈉0.5 g/L的120t58-A+水合三氯乙醛0.4 g/◆A+烯丙基磺酸鈉0.5 g/.0 1.5售 2.0 2.5 3.02電流密度/(A/dm)圖120 它時(shí)單一添加劑對沉積速度的影響Fig.1 Effect of sole additive on deposition rate at 20 C1.01.5 2.0 2.5.0圖2是60 C時(shí)添加劑對沉積速度的影響?？梢钥粗袊夯ち餍实挠绊懗?糖精在電流密度小于3. 5 A/dm2時(shí)能稍稍提高鍍液HC N M H Grent eficieicn at20C的沉積速度,當電流密度超過(guò)3.5 A/dm2時(shí),糖精則不圖4是60C時(shí)添加劑對電流效率的影響。由圖能提高鍍液的沉積速度。在電流密度小于4. 0 A/dm2 4 可見(jiàn),水合三氯乙醛的加入使電流效率在整個(gè)電流《鑄造技術(shù))07/2008周小琴:光亮電鍍鎳添加劑的研究957●密度區間都降低,糖精只在電流密度小于3. 5 A/dm2時(shí)圖6是60C時(shí)添加劑對分散能力的影響。由圖.能提高電流效率。對甲苯磺酰胺在電流密度小于6可見(jiàn),糖精在電流密度小于4.0A/dm2時(shí),能顯著(zhù)提4.0 A/dm2時(shí)能夠顯著(zhù)提高電流效率,而在電流密度高分散能力,但在電流密度大于4.0 A/dm2時(shí),效果大于4.0 A/dm2時(shí)其對電流效率有小幅的降低。烯突然變差。在整個(gè)電流密度區間內,對甲苯磺酰胺烯丙基磺酸鈉在電流密度小于4.0 A/dm2時(shí)能夠提高丙基磺酸鈉都有提高分散能力的作用,但烯丙基磺酸電流效率,但提高電流效率的作用不及對甲苯磺酰鈉提高幅度更大。在整個(gè)電流密度區間內,水合三氯胺,而在電流密度大于4.0 A/dm2時(shí),對電流效率降乙醛對分散能力有一定的降低作用。因此,60 C時(shí)，低作用比對甲苯磺酰胺的大。綜合考慮,在60 C稀丙基磺酸鈉對分散能力的效果較好。時(shí),對甲苯磺酰胺對電流效率的效果最好,烯丙基磺40F酸鈉次之。30-+ A+精精1.5g/L100A + A+對中苯磺酰胺0.2g/L29+ A+烯丙基磺酸鈉0.5 gL-10-+A+糖精 1.5 g20--★A+對甲茉磺酰胺0.2 g/L985r A+丙基磺酸鈉0.5 g/3.0 3.5 4.0 4.5 5.oe 96電流密度/(A/dm)95-圖660C時(shí)單一添加劑對分散能力的影響94-Fig.6 Effect of sole additive on dispersibility at 60 C2.4添加劑對 光亮度的影響3.03.5一 4.0 4.5 5.020C和60C時(shí)，各添加劑對光亮度的影響結果圖4 60 C單-添加劑對電流效率的影響如表1和表2所示。Fig.4 Effect of sole additive on current eficiency at 60 C表120 C時(shí)各添加劑對光亮度的影晌2.3添加劑對分散能力 的影響Tab.1 Elfeet of additives on lightness at 20 C圖5是20 C時(shí)添加劑對分散能力的影響?？梢藻円弘娏髅芏?(A/ dm*) .1.52. 5看出,在不同的電流密度范圍內幾種添加劑都能夠提A液2級2級2級3級 3級高分散能力,糖精能在較大電流密度范圍內提高分散A+糖精2級2級2級2級3級能力,但不穩定;對甲苯磺酰胺提高分散能力的電流密度范圍最大,作用最好;水合三氯乙醛提高分散能力的A+對甲苯磺酰胺1級1級 1級1級 2級A+水合三氟乙醛1級 2級 2綴3級3級電流密度區間也較大,其作用比糖精穩定,但與對甲苯A+烯丙基磺酸鈉1級1級1級2級3級磺酰胺相比,提高分散能力的程度小;烯丙基磺酸鈉只表260C時(shí)各添 加劑對光亮度的影響有在電流密度較小或者較大的時(shí)候,小幅提高分散能Tab.2 Effect of additives on lightness at 60 C力。綜合分析,20C時(shí),對甲苯磺酰胺提高分散能力電流密度/(A/dm2)的效果最好。33. 54.52級2級3級4級4級80于A(yíng)+水合三氯乙感0.4g/L酰胺0.2g嘰1級 1級1級1級1級+ A+烯丙基磺酸鈉0.5 g/L1級 1級 2級2級 2級60-A+水合三氯乙醛2級2級3級2級 2級 3級s 40-由表1可見(jiàn),加入糖精稍稍加寬了提高鍍層光20亮度中國煤化工亮度不夠好。對甲1.0 1.5 2.0 2.5 3.0苯磺法的光亮度,而且提‘電流密度/(A/dm)高光0HCNMHC效果最好。水合三圖520 亡時(shí)單一添加劑對分散能力的影響氯乙醛在電流密度較小時(shí)有提高光亮度的作用。烯Fig.5 Eft of sole additive on dispersibility at 20心丙基磺酸鈉提高光亮度的效果僅次于對甲苯磺酰Vol. 29 No.7FOUNDRY TECHNOLOGYJul 2008胺?？偠灾?20C時(shí),對甲苯磺酰胺對光亮度的綜(3)20C時(shí),對甲苯磺酰胺提高分散能力的效果合效果最好。最好,60 C時(shí),稀丙基磺酸鈉對分散能力的效果較好。由表2可見(jiàn),4種添加劑都能不同程度地提高鍍(4)20C時(shí),對甲苯磺酰胺對光亮度的綜合效果層的光亮度,水合三氯乙醛和稀丙基磺酸鈉對光亮度最好,在60 C糖精對光亮度的提高作用最好。提高不大,對甲苯磺酰胺在電流密度小于3. 5 A/dm2時(shí)，能夠顯著(zhù)地提高鍍層的光亮度,糖精在整個(gè)電流密參考文獻度范圍內都能最顯著(zhù)地提高鍍層的光亮度?？傊?在[1]高燦柱,姜力夫,耿佃正,等.光亮鍍鎳添加劑Q95的研究[J].山東化工,1998,(2) :9-10.60C,糖精對光亮度的作用最好。[2]劉仁志電鍍鎳添加劑的技術(shù)進(jìn)步和新.-代鍍鎳光亮劑3結論.[J].電鍍與精飾,2004 ,26(4) :18-20.(1)在不同溫度和電流密度條件下,幾種添加劑[3]吳水清. 淺談?dòng)袡C添加劑[J].電鍍與環(huán)保，199,19(4);:對沉積速度的影響不同,其中20C時(shí),對甲苯磺酰胺3-5.和水合三氯乙醛對沉積速度的效果最好,在60 C時(shí)，[4] 張景雙，石金聲，石磊,等.電鍍溶液與鍍層性能測試對甲苯磺酰胺對沉積速度的效果最好。[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.(2)在20C和60C時(shí),對甲苯磺酰胺提高電流[5] 安茂忠電鍍理論與技術(shù)[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)效率的效果最好。出版社,2004. .書(shū)訊1.《消失模鑄造方法與技術(shù)》3. <熔模精密鑄造技術(shù)問(wèn)答》陶杰主編章舟編著(zhù)江蘇科學(xué)技術(shù)出版社2003年6月出版化學(xué)工業(yè)出版社2007 年8月出版全書(shū)分10章:1.緒論,2.消失模模料.制模與成全書(shū)分11章:1.緒論,2.熔模鑄件工藝設計,3.型設備,3.消失模鑄造用涂料,4.造型材料,5.實(shí)型壓型設計與制造,4.熔模制造,5.脫(蠟)模和模料回與干砂實(shí)型鑄造工藝,6.負壓實(shí)型鑄造工藝及典型收,6.型殼制造,7.型殼焙燒,8.合金熔煉與澆注,工藝分析,7.負壓實(shí)型鑄造工藝裝備與機械設備，9.鑄件清理及熱處理,10.鑄件質(zhì)量檢測及缺陷分8.消失模鑄造缺陷分析與質(zhì)量控制,9.消失模懸浮析,11.精密鑄造車(chē)間管理常識?？傆?49個(gè)問(wèn)題。鑄造和消失模型內處理方法,10.消失模鑄造與環(huán)境16開(kāi)本,244頁(yè),33.5 萬(wàn)字,定價(jià)35元,郵購價(jià)41保護。32開(kāi)本,266頁(yè),21萬(wàn)字,定價(jià)22元，郵購價(jià)元。28元。2.《消失模鑄造生產(chǎn)及應用實(shí)例》郵購地址:浙江杭州文二路60號235室郵編:310012化學(xué)工業(yè)出版社2007 年6月出版聯(lián)系人:章舟全書(shū)分6章:1.消失模鑄造技術(shù)概述,2.消失模電話(huà):0571 - 88062120鑄造白區生產(chǎn)技術(shù),3.消失模鑄造黑區生產(chǎn)技術(shù)，聯(lián)系方式:杭州市西湖區學(xué)林科技開(kāi)發(fā)服務(wù)部.4.消失模鑄造缺陷及防止,5.消失模鑄件生產(chǎn)工藝開(kāi)戶(hù)行:建行杭州高新開(kāi)發(fā)區支行應用實(shí)例,6.消失模鑄造生產(chǎn)其它注意問(wèn)題。32開(kāi)賬號:33001616735053011237本，212頁(yè)，19.3萬(wàn)字,定價(jià)19元,郵購價(jià)25元。中國煤化工MHCNMH(