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化學鍍發展簡史

放大字體  縮小字體發布日期:2012-05-29  瀏覽次數:1761
核心提示:  化學鍍的發展史主要就是化學鍍鎳的發展史。雖然早在1844年A.Wurtz就發現次磷酸鹽在水溶液中還原出金屬鎳,但化學鍍鎳技術的奠
   化學鍍的發展史主要就是化學鍍鎳的發展史。雖然早在1844年A.Wurtz就發現次磷酸鹽在水溶液中還原出金屬鎳,但化學鍍鎳技術的奠基人是美國國家標準局的A.Brenner和G.Ridell。他們在1947年提出了沉積非粉末狀鎳的方法,弄清楚了形成涂層的催化特性,使化學鍍鎳技術工業應用有了可能性。所以,化學鍍鎳技術的歷史還很短暫,真正大規模工業還是70年代末期的事。早期只有含磷5%-8%(重量)的中磷鍍層,80年代初發展出磷含量為9%-12%的高磷非晶結構鍍層,使化學鍍鎳向前邁進一步。80年代末到90年代初又發展了磷含量為1%-4%的低磷鍍層。含磷量不同的鍍層物理化學鍍性能也不同;瘜W鍍鎳的最早工業應用是二戰后在美國通用運輸公司(GATC)。他們在系統研究該技術后于1955年建立的第一條生產線,發展出的化學鍍鎳溶液商品名稱為"Kanigen"(是Catalytic Nickel Gene Ration學縮寫)。70年代又發展出仍以次磷酸鈉還原劑的Durnicoat工藝、用硼氫化鈉做還原劑Ni-B層的Nibodur工藝,以后又出現了用肼做還原劑的化學鍍鎳方法。

  化學鍍鎳技術的核心是鍍液的組成及性能,所以化學鍍鎳發展史中最值得注意的是鍍液本身的進步。在60年代之前由于鍍液化學知識貧乏,只有中磷鍍液配方,鍍液不穩定,往往只能穩定數小時,因此為了避免鍍液分解只有間接加熱,在溶液配制、鍍液管理及施鍍操作方面必須十分小心,為此制定了許多操作規程給以限制。此外,還存在沉積速度慢、鍍液壽命短等缺點。為了降低成本,延長鍍液使用周期,只好使鍍液“再生”,再生的實質就是除去鍍液中還原劑的反應產物,次磷酸根氧化產生的亞磷酸根。當時使用的方法有棄去部分舊鍍液添加新鍍液、加FeCl3或Fe2(SO4)3以沉淀亞磷酸根(形成Na2[Fe(OH)(HPO3)2])·20H2O黃色沉淀)、離子交換法等,這些方法既麻煩又不適用。70年代以后多種絡合劑、穩定劑等添加劑的出現,經過大量的試驗研究、篩選、復配以后,新發展的鍍液均采用“雙絡合、雙穩定”、甚至“雙絡合、雙穩定、雙促進”配方,這樣不僅使鍍液穩定性提高、鍍速加快,更主要的是大幅度增加了鍍液對亞磷酸根容忍量,最高達600-800g/LNa2HPO3·5H2O,這就使鍍液壽命大大延長,一般均能達到4-6個周期,甚至10-12個周期,鍍速達17-25μm/h。這樣,無論從產品質量和經濟效益角度考慮,鍍液已不值得進行“再生”,而直接做廢液處理。近來,為了改革鍍層質量、減少環境污染,已改用新型有機穩定劑,不再使用重金屬離子,從而顯著提高了鍍層的耐蝕性能。目前,化學鍍液均已商品化,根據用戶要求有各種性能化學鍍的開缸及補加濃縮液出售,施鍍過程中只需按消耗的主鹽、還原劑、pH調節劑及適量的添加劑進行補充,使用十分方便。

  據不完全統計,目前世界上至少有兩百種以上的成熟化學鍍鎳配方,一些有代表性出售鍍液的公司有:美國的M&T Chemicals Ltd., Allied-Kelite Div., Witco Chemical Corp., Enthone Inc., Shipley Company, Hidility Co. Wear- Cote International Inc.; 英國的W. Canning Materials Ltd., Harshaw Chemicals Limited; 德國的Friedr. Blasberg Gmbh. &Co. K G, Auto Tech; 日本的上村株式會社、奧野株式會社等。我國化學鍍工業目前正逐步走向成熟! 1959年美國召開第一屆化學鍍鎳學術會議以后,陸續發表了大量的論文及專利,還出版了有關專著,如G.G.Gawrilov:Chemical (Electroless)Nickel-plating 1974;G.O.Mallory: Electroless Plating Fundmentals and Application 1990!∶绹娀瘜W學會秋季年會(暨美國固體電路制造學會年會),于1989年開始建立化學鍍學術研究報告專集,由此可見化學鍍學術研究的普遍性。

  由于電子計算機、通信等高科技產業的迅猛發展,為化學鍍技術提供了巨大的市場。80年代是化學鍍技術的研究、開發和應用飛躍發展時期,西方工業化國家化學鍍鎳的應用,在與其他表面處理技術激烈競爭的形勢下,年凈增長速率曾在到15%;這是金屬沉積史上空前的發展速度。預期化學鍍技術將會持續高速發展,平均年凈增速率將降至6%,而進入發展成熟期。

  我國的化學鍍市場與國際相比起步晚、規模小,但近十幾年發展極期迅速,不僅有大量的論文發表,還舉行了全國性的專業會議,相信在今后幾年內會越來越廣泛的應用該項技術,并逐步走向穩定和成熟。

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