(1)配方2組分的作用[1] ①硫酸鎳主鹽，提供鎳離子，形成鎳磷合金。 ① 811是北京電鍍總廠研制。 ② ②N-R為脲與有機的縮合物。 鍍液中硫酸鎳濃度的變化與電鍍時間的關系見圖1[11]。
圖1鍍液中NiSOt濃度的變化與電鍍時間的關系， 虛線：配方1“Brenner”工藝；實線：配方2工藝 由圖1可見以下幾點。 a：虛線表示勃倫納(配方l)工藝中硫酸鎳濃度隨電鍍時間不斷上升。 b．實線表示配方2工藝中硫酸鎳濃度隨電鍍時間基本保持穩定。由于在陽極上使用了鎳陽極與不溶性陽極的聯合，面積比3：1，并使陽極上接人偏流元件，分流了一部分陽極電流，控制不溶性陽極上的析氧量，防止鍍液中鎳離子濃度上升。 ②亞磷酸鍍層中磷的來源。 a．亞磷酸還原為磷的過程分為兩步進行 在陰極上亞磷酸與析出的氫還原生成次磷酸：H3P03+2H++2e→H3P02+H20 次磷酸被電極表面上析出的活性氫原子還原生成單質磷：HaP02+H→P+2HzO b．亞磷酸在電鍍過程中濃度變化與電鍍時間的關系見圖2[1]。 由圖1可見：曲線1為勃倫納工藝，即配方l，鍍液中的亞磷酸濃度降低得較快。
圖2鍍液中H3POs濃度變化與電鍍時間的關系 1-配方l“Brenner”工藝；2-配方2工藝 曲線2為配方2工藝，由于鍍液中存在C-穩定劑，用以穩定亞磷酸，以防止被陽極上產生的氧的氧化。因而亞磷酸在相同的電鍍時間內濃度的降低在50％以上。 ③T-絡合劑 它是羥基羧酸類有機化合物可與鎳離子形成部分絡合物，同時對雜質離子如Fe2+離子起隱蔽作用[1]。 ④C-穩定劑 它是不飽和烴的羥基羧酸．是用來穩定亞磷酸，以防止氧化性物質如氧的氧化。同時也可防止氫氧化物沉淀產生。 ⑤氯化鈉 少量氯離子有利于鎳陽極正常溶解，又能防止大量析出氯氣。 ⑥陽極鎳陽極與不溶性陽極聯合使用，面積比3:1。陽極通過偏流元件接人線路，偏流元件的作用是用來控制不溶性陽極上的析氧量，以防止鍍液的pH值的變化，又可防止鍍液中鎳離子濃度上升過快。 (2)配方l勃倫納鍍液性能 ①工作溫度75℃，合金析出速度快； ②亞磷酸消耗少，鎳離子還原不消耗亞磷酸，鍍液穩定，壽命長； ③鍍層含磷量高，可通過控制亞磷酸含量調節合金中磷含量； ④可鍍得較厚鍍層，沉積速度快； ⑤pH值的控制。 a．pH 0.5～1. 5較低，氯化鎳含量高(45g／L)，導致鎳陽極溶解速度大，鎳離子迅速上升、陽極上氯氣析出，陰極上氫氣析出，pH值不斷上升，若pH上升到3.5，出現亞磷酸鎳沉淀。 b．鍍液pH值變化與通電時間的關系見圖3[1]。
圖3鍍液pH值變化與通電時間的關系 虛線：配方1“Brenner”工藝；實線：配方2 由圖3可見： 虛線表示配方l即勃倫納工藝鍍液的pH值隨著通電時間的增加而不斷地上升，為了保持pH值在工藝范圍內，要經常地調pH值。 實線表示配方2的pH值隨時間的變化，基本上比較穩定。這是由于降低鍍液中氯化鈉1～2g／L，使用了T-絡合劑和c-穩定劑及陽極電流的偏流元件，提高了鍍液的pH穩定性。 (3)配方5.6中添加劑的作用[4] ①基礎液硫酸鎳200g／L，氯化鎳40g／L，亞磷酸5g／L，磷酸三鈉45g／L，磷酸40mL／L。 ②固定添加劑 十二烷基硫酸鈉0．1g／L，糖精2g／L，1，4丁炔二醇0．3g／L。 ③添加劑對鍍層光亮的影響見圖4。
圖4各種添加劑效果的赫爾槽試片示意圖 (a)基液；(b)基液+固定添加劑;(c)基液+固定添加劑+果糖;(d)基液+固定添加劑+香豆紊；(e)基液+固定添加劑+香豆索+菸酸;(f)基液+固定添加劑+811;(g)基液+固定添加劑+811+N-Rl(h)圖例由左至右依次為光亮、半光亮、未鍍上、吸附Ni鹽、燒焦(灰暗)、亮稍帶霧 a．基礎液未加添加劑 電流密度在0．4～7A／dm2范圍內鍍層為半光亮。 b．基礎液+固定添加劑 鍍層光亮，但有點發霧，且光亮區有所下降。 c．基礎液+固定添加劑+果糖lg／L鍍層光亮區增加，但光亮度無明顯改善，亮中帶霧。 d．基礎液+固定添加劑+香豆素0．1g／L 消除霧狀和擴大光亮電流密度范圍，但邊緣有燒焦現象。 e．在d液中加入菸酸0．1g／L，鍍層光亮度有進一步提高，但邊緣仍有0.5cm寬鎳鹽層。 f．基礎液+固定添加劑+811添加劑4mL／L鍍層光亮，但光亮區減小。 g．在f液中+N-R添加劑0.5g／L光亮電流密度范圍擴大至0.4～7A／dm2。 (4)配方7次磷酸鹽型鍍液性能 ①配方7為次磷酸鹽型鍍液，較亞磷酸型鍍液的鎳磷鍍層有更好的光亮度，更快的鍍速和更高的鍍層硬度如果在光亮鎳鍍液中加入次磷酸鹽，即可方便地轉型為鎳磷合金鍍液，次磷酸鈉貨源更充足價廉。而亞磷酸則貨源稀缺，昂貴難求。 ②電流密度對鍍層光亮性的影響 a．電流密度2A／dm2時，試片結晶細致，光亮性較好，結合力好。 b．電流密度4A／dm2時，試片結晶細致，光亮性較好，呈銀白色，結合力好。 c．電流密度6A／dm2時，試片結晶細致，光亮性較好，銀白色，有輕微邊角效應，但中間鍍層結合力。 ③次磷酸鈉含量對硬度和耐蝕性的影響 配方7鍍液中在電流密度4A／dm2時間30min下，不同的次磷酸鈉含量鍍得的鍍層硬度和失重率見表1[5]。 表1次磷酸鈉含量的影響
由表1可見： a．硬度 隨著鍍液中次磷酸鈉的增加，鍍層中含磷量增加，合金為晶態時硬度增大至492(Hv)，鍍層含磷量增加，晶態隨之慢慢轉變為非晶態，硬度隨之減小至443(Hv)。 b．耐蝕性鍍層的耐蝕性隨著次磷酸鈉的增多而增強，這是因為轉為非晶態的原子排列元序，沒有晶粒間隙和位錯等晶格缺陷，也不存在成分偏析之故。 ④電流密度對硬度的影響 電流密度對硬度的影響見表2[5]。 表2電流密度對硬度的影響
由表2可見：電流密度從3A／dm2增大到5A／dm2時，硬度增高至54g(Hv)，繼續升高硬度反降，電流密度較佳值為2～5A／dm2。 (5)配方8溶液性能 ①次磷酸鈉濃度對鍍層含磷量的影響，次磷酸鈉濃度在配方8中增加到l0g／L以上，鍍層含磷10％～ll％，幾乎不變，硬度也不變，故次磷酸鈉濃度增加到10g／L以上不合宜。而次磷酸鈉濃度減少到l0g／L以下，鍍層含磷量就減少。 ②溫度在低于70℃溫度形成的鍍層，在電解過程中就已開始裂開和脫皮，所以電鍍不在溫度低于70℃以下進行。 ③酸度和電流密度的影響 在配方8中增大酸度和電流密度，鍍層含磷量減少，硬度也隨著減小。 ④硬度 在配方8中形成的鍍層顯微硬度為500～550kg／mm2，在600℃溫度熱處理30min，顯微硬度可提高到1200～1300kg／mm2。在高溫條件下工作不改變硬度。而鉻鍍層的硬度在溫度高于400℃以上時即顯著下降。 (6)配方9電解液性能 ①添加磷酸，使電解液內次磷酸鈉含量穩定，在高電流密度下不用攪拌就能工作。 ②次磷酸鈉的消耗量 在通電25A·h／L之后，次磷酸鈉濃度即由30g／L降到8g／L，鍍層內含磷量也相應地由l7％減少到5％。 ③鍍層含磷量對光澤的影響 含磷9％以上，鍍層具有持久性光澤，厚度在20～30µm時有很平滑的表面。磷含量低于5％時，鍍層為無光表面。 參考文獻 1黃清安，蔡乃才，左正忠．亞磷酸體系電鍍磷一鎳合金．上海電鍍，l985，2：9～14 4黃清安，張琳．光亮鎳磷合金鍍液中添加劑作用的研究．電鍍與涂飾，1994，13(2)： 13～17 5馮力群．鎳磷合金電鍍．中國專利85104887A，1985 11邵光杰，秦秀娟，李慧，荊天輔，姚枚．電沉積Ni-P合金鍍層耐蝕性的研究．電 鍍與耩飾，2001，23(3)：5～7 |
