1、化學(xué)鍍技術(shù)的發(fā)展過程與應(yīng)用周崎，張震坤(廣東檢驗檢疫局技術(shù)中心，廣州，510623)摘要：本文回顧了化學(xué)鍍的發(fā)展過程和研究現(xiàn)狀，重點分析了化學(xué)鍍鎳在工程和電子工業(yè)中的應(yīng)用，最后討論了化學(xué)鍍的研究趨勢。關(guān)鍵詞：化學(xué)鍍，發(fā)展過程，工程，電子工業(yè)，應(yīng)用DevelopmentandApplicationofChemicalPlatingZhouQi,ZhangZhengkun(GuangdongInspectandQuarantineBureauTechniqueCentre,Guangzhou,510623)Abstract:Thistextrecallthedevelopmentofthische

2、micalplatingprocessandthestatusquoofstudy,focusonanalysisofthechemicalplatingnickelintheapplicationofengineeringandelectronicindustries,discusstrendsinchemicalplatingatlast.Keywords:chemicalcompositionplating，development，engineering,electronicindustry,application1概述化學(xué)鍍實在金屬的催化作用下，通過可控制的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生金屬沉積的過

3、程。它被稱為自催化鍍(AutocatalyticPlating)或無電鍍(ChemicalCompositionelectrolessplating)。實現(xiàn)化學(xué)鍍應(yīng)具備下述條件：1溶液中還原劑被氧化的電位要顯著地與金屬離子被還原的電位，以使金屬有可能在薺菜上被沉積出來。2. 配好的溶液不產(chǎn)生自發(fā)分解，當(dāng)于催化表面接觸時，才發(fā)生金屬沉積過程。3. 調(diào)節(jié)溶液的pH、溫度時，可以控制金屬的還原速度，即可以調(diào)節(jié)鍍覆速度。4. 被還原析出的金屬應(yīng)具有催化活性，這樣鍍層才能增厚。5. 反映生成物不妨礙鍍覆過程的正常進行，即溶液有足夠的使用壽命?；瘜W(xué)鍍?nèi)芤旱某煞职ń饘冫}、還原劑、絡(luò)合劑、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑

4、、穩(wěn)定劑、加速劑、潤濕劑和光亮劑等。與電鍍相比，化學(xué)鍍具有鍍層厚度均勻、針孔少、不需要直流電源設(shè)備、能在非導(dǎo)體上沉積合具有某些特殊性能的特點，低成本比比電鍍高，主要用于不適于電鍍的特殊場合。2化學(xué)鍍的發(fā)展過程及研究現(xiàn)狀化學(xué)鍍作為一種表面處理技術(shù)，從開發(fā)到應(yīng)用經(jīng)歷了一個歷史發(fā)展的過程。1844年，Wurtz通過次亞磷酸鹽得到了金屬鎳的鍍層。1911年，Bretean發(fā)表了有關(guān)化學(xué)鍍鎳的研究報告，認為沉積過程是Ni在次亞磷酸鹽上的催化反應(yīng)。這一結(jié)論標(biāo)志著對化學(xué)鍍認識的一次突破。1916年，Roux注冊了第一份化學(xué)鍍液，1920年，F(xiàn)ederichi著重研究了Ni鹽和堿金屬次亞磷酸鹽的相互作用，同時

5、用PD作為催化劑。促使化學(xué)鍍技術(shù)真正應(yīng)用于實際生產(chǎn)中的榮譽應(yīng)歸功于美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的Bremer和Riddello1946年，他們利用鎳鹽與次亞磷酸鹽組成的溶液首次得到了化學(xué)鍍鎳層，結(jié)果于是1947年發(fā)表，并于1950年，申請了專利，肯定了次亞磷酸鹽的還原作用。人們在Brenner和Riddell研究的基礎(chǔ)上，圍繞化學(xué)鍍鎳這一課題，進行了廣泛而深入的研究，效果顯著?；瘜W(xué)鍍鎳工藝的形成則比實驗室研究成果晚了近十年。戰(zhàn)后，美國通用運輸公司對容器內(nèi)部鍍鎳特別感興趣。這種容器是用于熱的高濃度NaOH溶液的運輸。他們使用電鍍工藝失敗后，把目標(biāo)轉(zhuǎn)向了化學(xué)鍍工藝。經(jīng)過五年的努力，GATC于1955年成功的研究

6、出第一臺化學(xué)鍍實驗設(shè)備，隨后建立了第一個化學(xué)鍍工藝，取名為“Kanigen”工藝。該工藝提供了含磷量為810wt%的鍍層，特別適用于大型的、工程性的應(yīng)用場合。工業(yè)上首次應(yīng)用方面是由GATC將化學(xué)鍍Ni層作為核工廠用儲存容器內(nèi)比鍍層幾新的油罐車的襯里。同時，K工藝還發(fā)現(xiàn)了許多新的應(yīng)用范圍，如航空，食品機械，化工等方面。60年代初期，具有廣泛實用性的專利性化學(xué)鍍Ni工藝進入了美國市場。迄今，美國，日本、歐洲等國家都有商品化鍍液出售，每年都有大量的有關(guān)專利申請。當(dāng)時的產(chǎn)品都有中等磷含量的鍍層，主要研究化學(xué)鍍鎳工藝的基本原則與鍍層特性。自后大約15年左右，研究焦點主要在槽液的性能，各種添加劑的篩選，最

7、佳工藝配方的制訂，對于特殊場合所需的鍍層性能和操作技術(shù)卻未開發(fā)。這種鍍層不能滿足更復(fù)雜場合所需的耐蝕、耐磨等性能要求。從70年代后期，直到進入80年代后，對高P含量化學(xué)鍍鎳層的研究增加，尤其是化學(xué)鍍鎳非晶合金的發(fā)現(xiàn)，使鍍層獲得了極高的耐蝕性，改善了壓應(yīng)力，延長了疲勞壽命，并具有無磁性等特性。由于化學(xué)鍍鎳非晶合金鍍層以其獨特的物理化學(xué)綜合性能，深得技術(shù)人員的青睬。低P含量的化學(xué)鍍鎳鍍層則是近期人們研制出的一項新的化學(xué)鍍工藝的產(chǎn)物，這種鍍層具有獨特優(yōu)點和應(yīng)用價值。為滿足新的應(yīng)用需要，化學(xué)鍍鎳復(fù)合負鍍層，化學(xué)鍍鎳多元鍍層，著色化學(xué)鍍鎳層等應(yīng)運而生，無疑極大拓寬了化學(xué)鍍鎳鍍層的應(yīng)用市場。自Brenne

8、r,Riddell研究之后。人們研究化學(xué)鍍鎳的發(fā)展過程為以下幾個時期：1) 化學(xué)鍍鎳的起步，研制和學(xué)術(shù)交流時期，(18441943);化學(xué)鍍鎳的第一代發(fā)展：初期的應(yīng)用和酸性槽液的開發(fā)(19441950)2) 化學(xué)鍍鎳的第一代工業(yè)化：設(shè)備研制，工藝確定，鍍層應(yīng)用的擴大。(19501959)3) 化學(xué)鍍鎳的第二代工業(yè)化：槽液各組傷的篩選，鍍層合金組份的更換(19591973)4) 快速發(fā)展時代：化學(xué)鍍鎳技術(shù)趨于成熟，鍍層種類增加，成為競爭力強的表面處理技術(shù)，應(yīng)用場合不斷擴大，。(19731980)5) 應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大：強調(diào)對生產(chǎn)者和使用者進行必要的教育、培訓(xùn)，鍍層質(zhì)量控制及管理成為必然。(198

9、0)自1946年正式研制出來，迄今已有46年歷史。目前，人們已對化學(xué)鍍鎳技術(shù)有了更深的認識，它已成為一種成熟的表面處理技術(shù)。40多年來，圍繞化學(xué)鍍鎳這一課題進行了大量相關(guān)研究，如沉積過程機理，工藝優(yōu)化，鍍層性能及其前、后處理，沉積過程和控制，鍍液之穩(wěn)定性和再生問題，鍍液參數(shù)的監(jiān)控，鍍液中各種添加劑的篩選，鍍層種類的開發(fā)，鍍液壽命的檢驗，工業(yè)應(yīng)用效果和前景分析等等。事實表明，研究效果顯著，因此應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。從石油鉆井鉆頭到陶瓷層的表面安裝部件。從噴氣發(fā)動機葉輪到磁性、光學(xué)信息儲存磁盤。從礦山安全設(shè)備用的液壓到太空裝置用電纜接頭。從特殊的摩擦輪到望遠鏡用超光滑鏡頭，從油罐列車襯里到紡織機械接頭

10、。從鍋爐熱交換器到人體用醫(yī)學(xué)移植器。在美、日、英、歐洲等國，化學(xué)鍍鎳已成為最常用工程及功能性用鍍層，每年在各國召開AESFSURFIN會議，亞太地區(qū)精飾會議等有關(guān)會議，會上都有大量化學(xué)鍍鎳論文發(fā)表，可見化學(xué)鍍鎳研究之興盛。由于市場和應(yīng)用上的差別，歐洲和英國的化學(xué)鍍鎳技術(shù)與美國的有不少差別。在歐洲和英國，早期的化學(xué)鍍鎳主要在于滿足工程應(yīng)用，尤其要求優(yōu)異的抗磨損性。比如，在德國，多年來主要至力于化學(xué)鍍Ni-B的研究，主要應(yīng)用于航空、汽車、和紡織工業(yè)上。在美國，除了電子元件、代金鍍層等需求外，化學(xué)鍍Ni-B的研究還未成為該國重點。到80年代，我們欣喜的看到化學(xué)鍍鎳技術(shù)有了很大的突破，長期存在的一些問

11、題，如鍍液的穩(wěn)定性及再生，一定程度上得到解決；實現(xiàn)了鍍液的自動控制，使連續(xù)化、大規(guī)模的化學(xué)鍍成為可能；開發(fā)出如用于飲品容器防腐的噴鍍化學(xué)鍍工藝、用于凸起部件的無遮蔽式化學(xué)鍍工藝等一些特殊場合施鍍的新工藝。化學(xué)鍍鎳工藝不再是單一的過程而是一種組合式工藝過程了，這與先進技術(shù)發(fā)展有緊密的聯(lián)系，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，計算機控鍍液已成為可能?；瘜W(xué)鍍鎳技術(shù)發(fā)展迅速，很大程度上要在于其工藝可行性上取得了重大進展，其有關(guān)因素為：鍍覆速率，槽液穩(wěn)定性，槽液的重新補充和再生性能等。僅化學(xué)鍍鎳鍍液用專利性化學(xué)試劑銷售規(guī)模每年就達3-4億美元。預(yù)計未來幾年，化學(xué)鍍鎳層需求量將以5-7%年增長率遞增。通過理論研究及應(yīng)用反

12、饋，人們發(fā)現(xiàn)基體材料和特殊合金的選擇，施鍍及前、后處理設(shè)備的設(shè)計和使用、鍍前表面制備、槽液的選擇、使用及分析、控制、后處理、鍍層的質(zhì)量管理等均和鍍層性能一樣關(guān)系到其最終效果。綜上所述，可看出化學(xué)鍍的研究起點和發(fā)展都是以化學(xué)鍍鎳工藝為代表，研究的重點也是EN工藝的各個方面，因此一下就以化學(xué)鍍鎳為主要介紹對象，具體的說明近期化學(xué)鍍的主要熱點，以供大家參考。3. 化學(xué)鍍鎳的應(yīng)用由于化學(xué)鍍Ni-P合金具有優(yōu)異的耐蝕性、抗磨損等特性，使其作為防護鍍層、代替硬鉻電鍍等在工業(yè)上具有實用價值。國外已廣泛用于機械、電子、石油化工及航天工業(yè)部門。相對來說，我國的應(yīng)用研究較晚且集中于碳鋼基材的化學(xué)鍍。主要研究集中于

13、磷的含量以及后處理要與耐蝕性和耐磨性的關(guān)系。3.1.化學(xué)鍍鎳在工程中的應(yīng)用一般來說，含P量低于5%為氐磷，5-8%為中磷，9-12%為高磷。低磷鎳合金為晶態(tài)，沉積層為定向沉積，具有以密排面（111）平行與基體表面的擇優(yōu)取向；隨著磷含量增加，其結(jié)構(gòu)逐漸由微晶轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)，沉積層與基體表面無一定為向關(guān)系，高磷合金呈現(xiàn)明顯的非晶態(tài)，介于它們之間的則具有短程有緒的微晶結(jié)構(gòu)。當(dāng)磷含量低時，鍍層的顯微硬度歲磷含量的增加而提高，磷含量愈高，晶格奇變越嚴(yán)重，故硬度增高。當(dāng)含量很高時，鍍層磷含量愈高，其硬度反而降低。這是由于磷在鎳中的過飽和置換固溶體比微晶或非晶態(tài)鎳磷合金層具有更高的硬度值。同時，鍍層的磷含量約

14、稿，其磨損體積越大，耐磨性越差。原因在于磷含量高時，形成非晶態(tài)的原子間結(jié)合力較固溶體小，在磨損中原子易于發(fā)生轉(zhuǎn)移，使磨損加劇。因此，對于主要要求鍍層耐蝕性的場合，例如石油化工容器、管道以及機械零件的保護等，應(yīng)用高磷鍍層。表1是運用線性極化測量和極化行為實驗在三種不同含磷量的化學(xué)鍍鎳層和工業(yè)純鎳以及電鍍鉻上進行，處理時間為一小時。從表中可以看出，隨著含磷量的增加，腐蝕電位升高，腐蝕電流減少，說明陽極極化隨含磷量的增加而增大了，而腐蝕率急劇下降。因此，從機理分析，增加含磷量能夠提高鍍層耐施行的真正原因是鍍層中具有更高熱力學(xué)穩(wěn)定性的Ni3P的NixPy類金屬間化合物的存在，導(dǎo)致了整個鍍層電位的正移，

15、該作用類似于使用陽極性緩蝕劑時所發(fā)生的引起體系電位正移的作用。另一結(jié)論是，鍍后熱處理會導(dǎo)致化學(xué)鍍鎳層耐蝕性的降低。熱處理溫度越高，這種影響越明顯，但對高磷鍍層影響較小。一般，化學(xué)鍍鎳層的耐蝕性優(yōu)于工業(yè)純鎳，與電鍍鉻相當(dāng)，當(dāng)高磷鍍層對熱處理不敏感，因此，適合于防腐為目的的用途，用以代替純鎳和鍍鉻，經(jīng)濟上要合算得多。表1提高磷的含量是提高耐蝕性的有效途徑，但降低了鍍層的結(jié)合力和耐磨性能，編號鍍層成分腐蝕電位(V)腐蝕電流2(A/cm)腐蝕率(mm/y)1化學(xué)鍍Ni-11%P-0.2940.2090.00242化學(xué)鍍Ni-11%P200C熱處理-0.2730.2890.00333化學(xué)鍍Ni-11%P

16、400C熱處理-0.3010.3130.00374化學(xué)鍍Ni-11%P500C熱處理-0.2900.3330.00395化學(xué)鍍Ni-8%P-0.3031.220.0146化學(xué)鍍Ni-8%P300C熱處理-0.3894.650.0547化學(xué)鍍Ni-8%P400C熱處理-0.3573.600.0428化學(xué)鍍Ni-8%P500C熱處理-0.3195.210.0609化學(xué)鍍Ni-5%P-0.4205.840.06810化學(xué)鍍Ni-5%P200C熱處理-0.4678.560.10011化學(xué)鍍Ni-5%P300C熱處理-0.4099.680.11312化學(xué)鍍Ni-5%P400C熱處理-0.48628.50

17、.33313化學(xué)鍍Ni-5%P500C熱處理-0.49644.80.52314工業(yè)純鎳-0.43910.90.11515電鍍Cr-0.5252.180.017而在工程應(yīng)用上對耐磨性要求極高，為此，化學(xué)鍍鎳復(fù)合層的開發(fā)應(yīng)運而生。首先用于生產(chǎn)的是Ni-P-SiC鍍層，至今還發(fā)展了復(fù)合相為AI2O3，人造金剛石，PTEE等彌散形NiP復(fù)合鍍層，以Ni-E為基的各種化學(xué)鍍復(fù)合鍍層正為人所重視。彌散型復(fù)合鍍層主要用于改善原有NiP或NiE鍍層的耐磨性，并且具有一定潤滑性?，F(xiàn)將常見的三元符合鍍層的工藝和鍍層的性能歸納如表2:表21鍍層類型工藝特點鍍層性能Ni-P-Al2QNi-P-SiCNi-P-SiO2

18、Ni-P-B4CNi-P-BN在化學(xué)鍍Ni-P槽液中分別分散適量超微AI2Q、SiO2、B4CSiC、BN粉末提高鍍層的耐磨性能和硬度Ni-P-PTFE在Ni-P鍍液中分散超量的PTFE粉末提高鍍層耐腐蝕性，降低摩擦系數(shù)Ni-Co-BNi-Co-Fe鍍液中添加C0CI2,硼砂或N2H4?BH鍍層擁有良好的磁性和硬度Ni-Mo-PNi-Mo-BNi-W-P鍍液中分別天加鉬酸納，鎢酸納，（CH）2?NH?BH提高鍍層熱穩(wěn)定性，具有低TCR值Ni-Cu-P鍍液中添加適量銅鹽提高鍍層導(dǎo)電性Ni-Cr-P鍍液中添加適量氯化鉻和醋酸鍍層具有不銹鋼的耐蝕性化學(xué)Ni-P合金鍍層的硬度測試結(jié)果表明：含1-4%P

19、的低磷鍍層鍍后的硬度約在700HV范圍。經(jīng)過400攝氏度熱處理1小時后硬度可達到1000HV。含10-20%P的高磷鍍層鍍后硬度約在500HV范圍，經(jīng)過熱處理后可提高到1050HV。而復(fù)合鍍層兼有二者的優(yōu)點，以Ni-P-SiC鍍層為例：經(jīng)優(yōu)化實驗（采用參考文獻7的實驗結(jié)果），鍍層中成分為P9.72%,SiC4.23%,鍍層的自腐蝕電位為-0.445V,與Ni-P非晶鍍層自腐蝕電位基本一致，而硬度見下表：（熱處理條件為，加熱到所需溫度保溫一小時，爐冷2小時，取出空冷至室溫。）表3熱處理溫度C未經(jīng)熱處理200300400硬度（HV78710701100587對Ni-P-SiC鍍層的磨損試驗表明：N

20、i-P-SiC鍍層耐磨性比Ni-P鍍層提高了10倍左右，也高于電鍍Ni-SiC鍍層,完全可以與硬鉻相比，可以代替硬鉻使用。可見，復(fù)合鍍層基保持了高磷鍍層得好的耐蝕性，又有效的提高了硬度，具有廣泛的應(yīng)用前景。3.2化學(xué)鍍鎳在電子工業(yè)中的應(yīng)用化學(xué)鍍鎳多元合金的開發(fā)，早在1970年就有報道，但當(dāng)時未顯現(xiàn)其工業(yè)應(yīng)用前景，隨著電子工業(yè)發(fā)展，普通化學(xué)鍍鎳層口：Ni-P、Ni-E等難以滿足有關(guān)性能的要求，在此基礎(chǔ)上，對化學(xué)鍍鎳多元合金進行開發(fā)，這種多元合金鍍層提供了優(yōu)良的耐蝕、耐磨、耐熱及磁性能、電阻性等。已得到了Cu、Zn、NbWMoFe、等化學(xué)鍍鎳三元合金鍍層。已開發(fā)具有低的低溫電阻系數(shù)（TCR及大范圍

21、薄膜電阻的NiCuP,NiFeP,Ni-CrP鍍層，均可用于金屬薄膜電阻器。事實上，電子和計算機工業(yè)是化學(xué)鍍鎳的最大用戶，表4是電子工業(yè)中經(jīng)常用到化學(xué)鍍鎳的一些地方。在這些地方除了需要鍍層耐磨、耐腐蝕外，常常還需要其他一些電子工業(yè)應(yīng)用所需要的性質(zhì)，例如可焊接性、低電阻、擴散阻擋等性能。控制或調(diào)節(jié)鍍層的成分，可以設(shè)鍍層適應(yīng)這些需要，低磷或低硼鍍層由較低的電阻和良好的可焊性，鎳硼鍍層在電子工業(yè)中還可代替金作阻擋鍍層。電子設(shè)備的塑料外殼可用化學(xué)鍍銅、鎳來屏蔽電磁干擾和射頻干擾。銅的導(dǎo)電性能優(yōu)良，屏蔽效果很好，但它易被氧化，而鎳磷鍍層導(dǎo)電性雖不如銅，但耐磨、耐蝕。先鍍銅再度鎳可使塑料外殼既有良好屏蔽性

22、能，又有很好的耐久性，這種屏蔽方法被認為是最有效最經(jīng)濟的方法。而NiCuP復(fù)合鍍層也是一種發(fā)展方向。電子行業(yè)上，有關(guān)化學(xué)鍍鎳層代替貴重金屬用于印刷電路板、接插件、高能微波件、電容器、陶瓷基體等方面的研究，極富吸引力，此法極好的緩解了稀有金屬資源缺乏的矛盾。電子儀器的塑料殼采用化學(xué)鍍Cu和EN的雙層組合來實現(xiàn)屏蔽要求，1990年，僅電子行業(yè)就消耗了約5億$的屏蔽材料，可見化學(xué)鍍鎳鍍層在電子行業(yè)中大有用武之地。計算機的磁盤用鋁鎂合金的硬盤代替聚酯塑料的軟盤具有許多優(yōu)點。而硬盤制作工藝中最關(guān)鍵的一步是在鋁鎂合金的盤面和磁性記憶薄膜之間沉積一層均勻的、高質(zhì)量的、無磁性的高磷化學(xué)鍍鎳層（12.5-25卩

23、m）o由于磁盤的工作條件特殊，因而對鍍層有很高的要求：鍍層必須是高質(zhì)量的，可以得到很高的光潔度，整個盤面不允許有超過250A的表面缺陷和不規(guī)則；鍍層有足夠硬度保護軟得鋁基底部變形；鍍層應(yīng)有很好耐腐蝕性；而且鍍層不容許有磁性，以免對磁盤的正常工作產(chǎn)生干擾?；瘜W(xué)鍍高磷鎳磷鍍層（含磷11%能全部滿足這些要求?；瘜W(xué)鍍鎳的硬盤在八十年代發(fā)展非常迅速，計算機工業(yè)也成為化學(xué)鍍鎳的重要市場。表4應(yīng)用化學(xué)鍍鎳層種類需要的鍍層性質(zhì)老化接觸Ni-B(1-3%B)加金，或Ni-P(9-12%P)加金擴散阻擋、硬度電容器Ni-B(1-2%B)可焊性、低電阻接觸（表面、滑動，插頭和插孔）Ni-B(1-3%B)，或Ni-P

24、(2-8%P)加金硬度、光滑、擴散阻擋管座Ni-P(9-13%P)耐腐蝕、外觀美觀散熱器Ni-P(9-12%P)耐腐蝕、外觀美觀混合電路，減少或代替金Ni-B(1-3%B)可焊性，低電阻，防護陶瓷上的鉬錳或鉬被腐蝕高能微波Ni-B(0.5-2%B)Ni-P(2-10%P)導(dǎo)電、耐腐蝕，可銅釬焊導(dǎo)線框架Ni-P(2-8%P)Ni-B(1-3%B)絲焊、小片焊接磁盤高磷化學(xué)鍍鎳層（11-13%P）無磁性，耐腐蝕光滑硬度金屬化的陶瓷，減少或代替金Ni-B(1-3%B)低電阻，可焊性，小片焊接，絲焊，可銅釬焊印刷電路版，邊緣連接式接插件Ni-P力口金硬度擴散阻擋印刷電路版連接Ni-P加金,或Ni-B單

25、獨或加薄層金，或三元鍍層擴散阻擋，耐腐蝕印刷電路版表面裝配Ni-P(1-8%P)Ni-B(1-3%B)低電阻，小片焊接，絲焊，擴散阻擋晶體管殼Ni-P(8-13%P)腐蝕防護，可焊性外貌美觀集成電路、晶體管、二極管晶片堿性化學(xué)鍍鎳磷（1-5%）低電阻，可焊性33化學(xué)鍍鎳的其他研究熱點低磷化學(xué)鍍鎳的研制是近年來特別引人注目的，已發(fā)現(xiàn)這種鍍層有比傳統(tǒng)中、高磷EN層優(yōu)越的性能。用類似工程性能的低磷EN層代替Ni-B，減小廢物處理的問題。且易于工藝操作。由于熱處理后低磷EN層硬度值接近鍍態(tài)的硬鉻層，并且超過硬鉻層熱處理后的硬度值，所以低磷EN層成為硬鉻鍍層的極好替代材料。此外，低磷層在鍍態(tài)時HV700

26、,這可施加到對熱敏感的材料如Al上而勿需熱處理，從而節(jié)省成本。在耐蝕性方面，可用低磷EN層代替昂貴的合金材料。相對傳統(tǒng)EN層，低磷EN工藝一個重要特點在于有較寬的施鍍溫度（60-90攝氏度）和PH值范圍。這樣能達到節(jié)能、節(jié)時，并能知適時補充，避免階段鍍，解決了大槽施鍍時，常規(guī)EN高溫（8590攝氏度）操作困難和高成本的問題。此外，PH值范圍大（PH=5-8）易于適應(yīng)特殊基材，如塑料，陶瓷等對PH值敏感的材料?；瘜W(xué)鍍鎳各種后處理在EN中占有極大的比例。近年來，人們對鍍層的各種要求增多。其中采用特殊熱處理溫度的方法進行EN層的著色處理，引起廣泛關(guān)注，可獲得金、藍、黃、綠褐色、灰色和黑色等EN層，這

27、種鍍層既具有優(yōu)良的綜合性能，又具有裝飾性及其它特殊用處。如黑色EN層可用于光學(xué)儀器，太陽能裝置、烘盤等，具有黑色、無反射的表面，以利于吸光、吸熱。環(huán)保目前已是全球問題。因此，化學(xué)鍍鎳后廢物處理的各項技術(shù)伴隨著EN各種技術(shù)的發(fā)展，目前已在傳統(tǒng)的處理方法，如逆流清洗、沉淀、通電控制清洗等研制出了新的處理技術(shù)，如離子交換法電解回收法等。這些技術(shù)有待進一步研究以用于實際生產(chǎn)中。涉及到EN槽液穩(wěn)定性、壽命、成本、及再生方面的問題一直是急待解決的問題。在化學(xué)鍍鎳過程中，伴隨著磷酸鹽等副產(chǎn)物的生成，導(dǎo)致槽液的自然分解，直接影響鍍層沉積速度，鍍層中磷含量的分布，這將嚴(yán)重影響到鍍層的性能。到目前為止，已研究出一

28、些方法來維持槽液的穩(wěn)定性，如加入微量毒化劑、硫代硫酸鹽、磺原酸乙酯及一些重要的陽離子等使槽液穩(wěn)定。利用一種具有特殊性能的離子交換隔膜的電滲析法，可選擇性的除去磷酸鹽來延長槽液的壽命，阻止鍍速的變化，穩(wěn)定鍍層中的含磷量。此法每周期產(chǎn)生的磷酸鈉量少且在20個周期后鍍液仍然穩(wěn)定，此法對長期，連續(xù)的化學(xué)鍍鎳溶液非常有效。目前，電滲析法是在鍍液冷卻到40攝氏度時進行的，技術(shù)的進步，可進一步使液溫降低，使離子交換隔膜耐熱性提高等。獲得良好的EN層性能并保證其質(zhì)量必然是生產(chǎn)者，尤其是消費者關(guān)心的問題。目前，已提出化學(xué)鍍鎳的統(tǒng)計過程控制（SPC）。這是一條改善鍍層質(zhì)量，提高鍍層性能的佳徑。是今后的一大任務(wù)，S

29、PC法可對EN預(yù)鍍過程中各種處理參數(shù)及影響因素，效果進行系統(tǒng)分析，SPC法用于EN槽液中，可對其組份濃度、PH值、溫度等參數(shù)及其鍍層的各項性能指標(biāo)進行統(tǒng)計過程控制，此過程完全由計算機監(jiān)控，自動采集數(shù)據(jù)。對不同基材，包括金屬、半導(dǎo)體、陶瓷、塑料等，選擇制定出最佳的鍍前的預(yù)處理流程。這關(guān)系到鍍層的外觀，鍍層與基體之間的結(jié)合力等，預(yù)處理的各項技術(shù)將不斷更新。由于AI制件化學(xué)鍍鎳后，耐蝕性高，耐熱性好，強度好，光亮美觀，適用于計算機及其它機械產(chǎn)品的應(yīng)用，因此，近年來A1及其合金上化學(xué)鍍鎳的各項研究已成為開發(fā)焦點。已經(jīng)從單純的研究A1及其合金上化學(xué)鍍鎳鍍液的組成，工藝選定，發(fā)展到獲得A1基上化學(xué)鍍鎳層耐蝕性的優(yōu)化方法?；瘜W(xué)鍍鎳磷合金工藝的低溫化。經(jīng)典的化學(xué)鍍鎳磷工藝多數(shù)在85-90C以上施鍍，不但耗費能源，而且在施鍍過程中，鍍液不斷揮發(fā)且穩(wěn)定性差，鍍層的光亮度也低。在經(jīng)典的化學(xué)鍍鎳磷合金的鍍液中添加一定量由選擇的配位劑（如乳酸，乙醇酸，檸檬酸及鹽，醋酸鹽，琥珀酸，丙酸，酒石酸鹽，焦磷酸鹽等）能降低Ni2+陰極沉積過程的活化能，穩(wěn)定沉積速率，從而極大降低施鍍溫度，提高鍍層光亮性的作用。另外添加適量的穩(wěn)定劑（如硫脲，重金屬鹽，硫代硫酸鹽，鉈鹽，三乙醇胺，鹵化物等）對降低溫度也有一定作用?，F(xiàn)有比較成熟的工藝溫度為50-70C。有施鍍溫度為35C的報道，但還沒有在實際中運用的例子。4. 化