ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Химическое никелирование из "Новые покрытия электролиты в гальванотехнике " Химическое никелирование основано на каталитическом восстановлении ионов никеля до металла с помощью гипофосфита. Промышленное использование этого процесса для получения никелевых покрытий началось после 1946 г., когда Бр,еннер и Риддел [374] открыли принцип контролируемого осаждения сплава никель — фосфор на каталитической поверхности. [c.106] В настоящее время химическое никелирование применяется для защиты от коррозии сложнопрофилированных изделий (мелких и прецезионных деталей, например в часовой промышленности) для повышения износостойкости, предохранения от магнитного прилипания, защиты от коррозии при температуре до 500—600° и т. д. Покрытие можно наносить на черные металлы, медь и ее сплавы, алюминий и его сплавы, а при специальной подготовке и на непроводники. [c.106] Возникновение катодных и анодных участков вызывается неоднородностью основного металла, а затем неоднородностью состава покрытия (NiP и Ni). [c.107] В качестве главного аргумента в подтверждение этой теории Маху приводит торможение восстановления никеля на алюминии при содержании в растворе ионов кадмия, который ка-тодно осаждается на алюминии. Электрохимическая теория не объясняет некоторых наблюдаемых при никелировании факторов малого влияния концентрации никеля на скорость процесса, роли органических кислот и т. д. [c.107] Бремнер [377] считает, что никель восстанавливается за счет получения электрона от металла, а металл принимает электроны от гипофосфита с участием радикала 0Н в щелочной и НгРО в кислой среде. Эта гипотеза также не объясняет многих экспериментальных фактов выделение водорода, восстановление гипофосфита до элементарного фосфора и др. [c.107] Фосфор образует интерметаллическое соединение с никелем. Реакцией, определяющей скорость процесса восстановления никеля, является разложение гипофосфита с образованием атомарного водорода. Разложение гипофосфита ускоряется с по-выщением температуры и увеличением концентрации гипофосфита и при введении некоторых органических кислот. При отсутствии катализаторов гипофосфит может разлагаться лишь в щелочной среде. Работы с изотопами показали, что выделяющийся атомарный водород может отщепляться из групп ОН , а также из групп, связанных непосредственно с фосфором. Как видно, факторы, определяющие скорость разложения гипофосфита, определяют и скорость осаждения никеля. [c.108] Восстановление никеля атомарным водородом, по мнению большинства авторов, не определяет скорость процесса никелирования. [c.108] Миньер и Бреннер [382] считают, что роль атомарного водорода сводится к активированию ионов никеля, восстанавливаемых затем гипофосфитом. Однако это предположение пока не нашло четкого экспериментального подтверждения, так как не установлено прямой связи между изменением перенапряжения выделения водорода и оптимальной концентрацией добавок, вызывающих ускорение процесса. [c.108] По мнению К. М. Горбуновой и А. А. Никифоровой, ионы фосфора восстанавливаются до элементарного состояния за счет их взаимодействия с атомарным водородом, адсорбированным на поверхности металла. Исследования при помощи изотопа фосфора Р83] показали, что источником фосфора может быть фосфит и гипофосфит, причем концентрация фосфита не влияет на скорость восстановления фосфора. [c.108] С понижением кислотности затрудняется протекание этой реакции, и содержание фосфора в сплаве уменьшается. [c.109] Влияние различных факторов на скорость никелирования. Скорость никелирования зависит от концентрации гипофосфита. pH раствора, температуры, содержания и природы органических добавок. [c.109] Большое влияние на скорость осаждения никеля оказывают органические добавки соли гликолевой, уксусной, муравьиной, лимонной, янтарной, малоновой, молочной, яблочной, аминоуксусной, аминоянтарной и других кислот. [c.109] Органические добавки ускоряют процесс восстановления никеля некоторые из них связывают ионы никеля в комплексное соединение, предупреждая вьгаадение фосфитов никеля. Скорость восстановления пикселя возрастает до максимума с увеличением концентрации добавок, при- этом осаждаются гладкие, блестящие осадки. При дальнейшем повышении концентрации органических соединений скорость осаждения никеля падает, качество осадков ухудшается. С увеличением содержания гипофосфита максимум сдвигается в сторону больших концентраций добавок и больших скоростей [413]. [c.109] Миньер и Бреннер [382] полагают, что органические добавки влияют на активирование поверхности никеля при их адсорбции. [c.110] Бреннер связывает ускорение процесса также и с взаимодействием органических кислот с гипофосфитом. [c.110] Если считать, что процесс восстановления никеля контролируется стадией разложения гипофосфита, то лучше всего объясняет роль органических добавок предположение Гутцей-та [384], согласно которому добавки ускоряют разложение гипофосфита вследствие ослабления связи водородного атома с атомом фосфора. Эта гипотеза хорошо объясняет взаимную зависимость скорости выделения никеля и атомарного водорода от концентрации гипофосфита и органических добавок. [c.110] Основные трудности, которые пока препятствуют более широкому применению химического никелирования, это изменение состава раствора во время работы, в результате чего уменьшается концентрация солей никеля и гипофосфита, накопление фосфита никеля и выпадение его в осадок, что вызывает возрастание кислотности раствора и снижение скорости выделения никеля вплоть до полного прекращения процесса. Если не принимать специальных мер по корректированию и регенерации раствора для никелирования, то после каждой загрузки его следует заменять свежим. На каждый грамм осажденного никеля расходуется 5—6 г гипофосфита. На некоторых заводах [389] Б ванну добавляют определенное количество 1,5%-ного раствора NaOH через каждые 20—25 мин. работы. Для получения толстых покрытий (25 мк и выше) никель осаждают последовательно в нескольких ваннах. [c.110] При введении 30 г/л глицина в раствор 25 г/л ЫЮЬ-бНгО 30 г/л ЫаНгРОг НгО и 20 г/л СНзСООКа можно никелировать до накопления в растворе до 87 г/л фосфита, а при замене ацетата натрия на яблочную кислоту (30—35 г/л) —до 200 г/л [387]. Однако комплексообразователи снижают скорость никелирования. [c.111] Вернуться к основной статье