化學(xué)鍍鎳（化學(xué)鍍中發(fā)展最快的一種）
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化學(xué)鍍鎳
化學(xué)鍍中發(fā)展最快的一種
定義
化學(xué)鍍又稱(chēng)為無(wú)電解鍍（Electroless plating），也可以稱(chēng)為自催化電鍍（Autocatalytic plating）。具體過(guò)程是指：在一定條件下，水溶液中的金屬離子被還原劑還原，并且沉淀到固態(tài)基體表面上的過(guò)程。ASTM B374（ASTM，美國材料與試驗協(xié)會(huì )）中定義為Autocatalytic plating is “deposition of a metallic coating by a controlled chemical reduction that is catalyzed by the metal or alloy being deposited”。這一過(guò)程與置換鍍不同，其鍍層是可以不斷增厚的，且施鍍金屬本身也具有催化能力。
原理
解釋
科研
化學(xué)鍍鎳經(jīng)過(guò)多年的不斷探索與研究，近幾年已發(fā)展極成熟了，化學(xué)鍍鎳水幾乎適用于所有金屬表面鍍鎳。如：鋼鐵鍍鎳，不銹鋼鍍鎳，鋁鍍鎳，銅鍍鎳等等，它同樣適用于非金屬表面鍍鎳。比如：陶瓷鍍鎳，玻璃鍍鎳，金剛石鍍鎳，碳片鍍鎳，塑料鍍鎳，樹(shù)脂鍍鎳等等。使用范圍是非常廣泛的。
發(fā)展史
化學(xué)鍍鎳的歷史與電鍍相比，比較短暫，在國外其真正應用到工業(yè)僅僅是70年代末80年代初的事。 1844年，A.Wurtz發(fā)現金屬鎳可以從金屬鎳鹽的水溶液中被次磷酸鹽還原而沉積出來(lái)?；瘜W(xué)鍍鎳技術(shù)的真正發(fā)現并使它應用至今是在1944年，美國國家標準局的A.Brenner和G.Riddell的發(fā)現，弄清楚了形成涂層的催化特性，發(fā)現了沉積非粉末狀鎳的方法，使化學(xué)鍍鎳技術(shù)工業(yè)應用有了可能性。但那時(shí)的化學(xué)鍍鎳溶液極不穩定，因此嚴格意義上講沒(méi)有實(shí)際價(jià)值?；瘜W(xué)鍍鎳工藝的應用比實(shí)驗室研究成果晚了近十年。第二次世界大戰以后，美國通用運輸公司對這種工藝發(fā)生了興趣，他們想在運輸燒堿筒的內表面鍍鎳，而普通的電鍍方法無(wú)法實(shí)現，五年后他們研究了發(fā)展了化學(xué)鍍鎳磷合金的技術(shù)、公布了許多專(zhuān)利。1955年造成了他們的第一條試驗生產(chǎn)線(xiàn)，并制成了商業(yè)性有用的化學(xué)鍍鎳溶液，這種化學(xué)鍍鎳溶液的商業(yè)名稱(chēng)為“Kanigen”。在國外，特別是美國、日本、德國化學(xué)鍍鎳已經(jīng)成為十分成熟的高新技術(shù)，在各個(gè)工業(yè)部門(mén)得到了廣泛的應用。
中國的化學(xué)鍍鎳工業(yè)化生產(chǎn)起步較晚，但近幾年的發(fā)展十分迅速，不僅有大量的論文發(fā)表，還舉行了全國性的化學(xué)鍍會(huì )議，據第五屆化學(xué)鍍年會(huì )發(fā)表文章的統計就已經(jīng)有300多家廠(chǎng)家，但這一數字在當時(shí)應是極為保守的。據推測國內每年的化學(xué)鍍鎳市場(chǎng)總規模應在300億元左右，并且以每年10%～15%的速度發(fā)展。
分類(lèi)
所有化學(xué)沉積法可以分成三類(lèi)（廣義分類(lèi)）：
接觸鍍
⒉接觸鍍：將欲鍍的金屬與另一種金屬或另一塊相同金屬接觸，并沉浸在沉積金屬的鹽溶液中的沉積法；當欲鍍的導電基底表面與比溶液中待沉積的金屬更為活潑的金屬接觸時(shí)，便構成接觸沉積。在基底和接觸金屬之間形成了原電池對，其中接觸金屬是陽(yáng)極，發(fā)生溶解，而欲鍍基底起陰極的作用，金屬便沉積到它的上面。此法與電沉積反應相同，所不同的是電流來(lái)自化學(xué)反應，而不是由外電源提供。此法幾乎沒(méi)有實(shí)用意義，但是，它對在無(wú)催化活性基底上引發(fā)化學(xué)沉積，起到“反應起動(dòng)劑”的作用上，具有重要意義。
真化學(xué)鍍
⒊真正的化學(xué)鍍：從含有還原劑的溶液中沉積金屬。下面我們所提的化學(xué)；鍍鎳即為此種。
（二）化學(xué)鍍鎳的分類(lèi)：
⒈按鍍液的PH值分類(lèi)：有酸性、中性和堿性三類(lèi)。
⒉按沉積溫度分類(lèi)：有低溫、中溫、高溫三類(lèi)。
⒊按合金成分分類(lèi)：有低磷、中磷和高磷三類(lèi)。
⒋按所用還原劑分類(lèi)：有Ni-P、Ni-B等。
廢液處理
鎳離子
有機酸
為提高鍍層的質(zhì)量、鍍液的穩定性及金屬鎳的沉積速度，化學(xué)鍍鎳液中都添加各種絡(luò )合劑。若廢液中含有蘋(píng)果酸、酒石酸和檸檬酸等絡(luò )合劑時(shí)，可使用CaO調節廢液的pH值，使這些有機酸生成相應的鈣鹽沉淀除去，由于蘋(píng)果酸鈣的溶解度比較大，除了采用鈣鹽法以外，還要利用進(jìn)一步提高pH值的方法，使廢液的沉淀量增加，促使蘋(píng)果酸根生成鈣鹽沉淀物除去；而酒石酸鈣的溶解度較小，在pH值為8左右時(shí)，將有95%的酒石酸根被除去；和酒石酸鈣一樣，檸檬酸鈣的溶解度也很小，在pH值8左右時(shí)，將有98%的檸檬酸根被除去。
次磷亞磷
鍍鎳廢液中含有大量的次磷酸鹽和其被氧化的產(chǎn)物亞磷酸鹽，由于次磷酸鈣的溶解度較大，采用CaO沉淀法不能有效的除去次磷酸鹽，但在除去鎳離子時(shí)加入的CaO會(huì )使廢液的pH值增加，此時(shí)若提高廢液的溫度，溶液中的次磷酸根可將鎳離子及其他重金屬離子還原，次磷酸根被氧化成亞磷酸根。若廢液中含有較多的次磷酸根，可添加適當的氧化劑（如高錳酸鉀，雙氧水等）除去。當廢液的pH值在7左右時(shí)，亞磷酸鈣的溶解度將急劇下降，試驗表明，在pH值為5．5～7時(shí)，鍍液中亞磷酸鹽的除去率在95%以上。對于未除去的亞磷酸鹽可以采用鎢酸鈉作為催化劑，利用雙氧水將亞磷酸鹽氧化為磷酸鹽的方法；或直接利用高錳酸鉀作為氧化劑將多余的次磷酸鹽及亞磷酸鹽氧化為磷酸鹽。在含有磷酸鹽的廢液中加入CaO，調節廢液的pH值在9．5以上，磷酸鈣的溶解度較小，生成的沉淀物很容易過(guò)濾除去。這時(shí)廢液中磷含量可降低至2～7mg/L，達到廢水排放的要求。
其他處理
若化學(xué)鍍鎳廢液中的鎳及大部分有機酸被沉淀除去后，廢液中的COD達不到排放標準時(shí)，廢液還需要進(jìn)行深度處理，在pH值大于9的條件下，通入氯氣，此時(shí)Cl2主要以CLO-的形式存在，具有較強的氧化能力，若在廢液中加入少量的銅離子作為催化劑時(shí)，廢液可以得到深度處理，COD很容易降低到（100mg/L)直接排放的標準。同時(shí)有機酸可以氧化為CO2和水，次磷酸鹽和亞磷酸鹽也容易氧化為磷酸鹽，磷酸鹽容易發(fā)生沉淀反應而除去。
性能特點(diǎn)
機理特點(diǎn)
⑴機理
化學(xué)鍍鎳是用還原劑把溶液中的鎳離子還原沉積在具有催化活性的表面上?；瘜W(xué)鍍鎳可以選用多種還原劑，目前工業(yè)上應用最普遍的是以次磷酸鈉為還原劑的化學(xué)鍍鎳工藝，其反應機理，普遍被接受的是“原子氫理論”和“氫化物理論”。
1）原子氫理論
首先是在加熱條件下，次磷酸鈉在催化表面上水解釋放出原子氫，或由H 2PO2-催化脫氫產(chǎn)生原子氫，即
然后，吸附在活性金屬表面上的H原子還原Ni2+為金屬Ni沉積于鍍件表面．同時(shí)次磷酸根被原子氫還原出磷，或發(fā)生自身氧化還原反應沉積出磷，H2的析出既可以是由H2POf水解產(chǎn)生，也可以是由原子態(tài)的氫結合而成。
2）氫化物理論
氫化物理論認為，次磷酸鈉分解不是放出原子態(tài)氫，而是放出還原能力更強的氫化物離子（氫的負離子H一），鎳離子被氫的負離子所還原。
在酸性鍍液中，H2PO2-在催化表面上與水反應，
在堿性鍍液中，則為
⑵特點(diǎn)
迄今為止，化學(xué)鍍鎳的發(fā)展已有50多年的歷史。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀的研究開(kāi)發(fā)，化學(xué)鍍鎳已進(jìn)入發(fā)展成熟期，其現狀可概括為：技術(shù)成熟、性能穩定、功能多樣、用途廣泛。
用化學(xué)鍍鎳沉積的鍍層，有一些不同于電沉積層的特性。
①以次磷酸鈉為還原劑時(shí)，由于有磷析出，發(fā)生磷與鎳的共沉積，所以化學(xué)鍍鎳層是磷呈彌散態(tài)的鎳磷合金鍍層，鍍層中磷的質(zhì)量分數為1%～l5%，控制磷含量得到的鎳磷鍍層致密、無(wú)孔，耐蝕性遠優(yōu)于電鍍鎳。以硼氫化物或氨基硼烷為還原劑時(shí)，化學(xué)鍍鎳層是鎳硼合金鍍層，硼的含量為1%～7%。只有以肼作還原劑得到的鍍層才是純鎳層，含鎳量可達到99．5%以上。
②硬度高、耐磨性良好。電鍍鎳層的硬度僅為l60～180HV，而化學(xué)鍍鎳層的硬度一般為400～700HV，經(jīng)適當熱處理后還可進(jìn)一步提高到接近甚至超過(guò)鉻鍍層的硬度，故耐磨性良好，更難得的是化學(xué)鍍鎳層兼備了良好的耐蝕與耐磨性能。
③化學(xué)穩定性高、鍍層結合力好。在大氣中以及在其他介質(zhì)中，化學(xué)鍍鎳層的化學(xué)穩定性高于電鍍鎳層的化學(xué)穩定性。與通常的鋼鐵、銅等基體的結合良好，結合力不低于電鍍鎳層和基體的結合力。
④由于化學(xué)鍍鎳層含磷（硼）量的不同及鍍后熱處理工藝的不同，鍍鎳層的物理化學(xué)特性，如硬度、抗蝕性能、耐磨性能、電磁性能等具有豐富多彩的變化，是其他鍍種少有的。所以，化學(xué)鍍鎳的工業(yè)應用及工藝設計具有多樣性和專(zhuān)用性的特點(diǎn)。
物理特征
傳統上，化學(xué)鍍作為一種表面處理方法應歸屬于電鍍，是電鍍的一個(gè)鍍種。但化學(xué)鍍不同于電鍍，主要是因為化學(xué)鍍不需要外加電源，而且操作方法與不同于電鍍，其特點(diǎn)如下：
⑴鍍層厚度均勻，化學(xué)鍍液的分散程度接近100%?；瘜W(xué)鍍本身是一個(gè)自催化的氧化還原過(guò)程，只要催化基體與溶液接觸到就可以施鍍，幾乎是基體形狀的一個(gè)復制，達到仿形的程度，不會(huì )像電鍍一樣，出現由于電力線(xiàn)分布不均勻而引起的鍍層厚度不均的現象。
⑶化學(xué)鍍設備簡(jiǎn)單，不需要電源及陽(yáng)極，只要在溫度、pH值工藝參數合理的條件下，把待鍍零件浸入在鍍液中即可。
⑷化學(xué)鍍的結合力、防腐性能都優(yōu)于電鍍。某些化學(xué)鍍層還有特殊的物理化學(xué)性能。
⑹耐腐蝕強，化學(xué)鍍鎳層在酸、堿、鹽、氨和海水等介質(zhì)中都具有很好的耐腐蝕性，其耐腐蝕性勝于不銹鋼。
化學(xué)鍍包括鍍鎳、鍍銅、鍍金、鍍錫等很多鍍種，但應用范圍最廣的還是化學(xué)鍍鎳。與電鍍鎳層相比，化學(xué)鍍鎳層的性能有如下諸多優(yōu)點(diǎn)：
⑴利用次磷酸鈉作為還原劑的化學(xué)鍍鎳過(guò)程得到的是Ni-P合金，控制鍍層中的磷含量可以得到Ni-P非晶態(tài)結構鍍層。鍍層致密、孔隙率低、耐腐蝕性能均優(yōu)于電鍍鎳。
⑵化學(xué)鍍鎳層的鍍態(tài)硬度為450~600HV，經(jīng)過(guò)合理的熱處理后，可以達到1000-1100HV，在某些情況下，甚至可以代替硬鉻使用。
⑶根據鍍層中的含磷量，可以控制鍍層為磁性或非磁性。
⑸低磷鍍層具有良好的可焊性。
當然，與很多技術(shù)一樣，化學(xué)鍍鎳自身也存在很多缺點(diǎn)：
⑴與電鍍鎳相比，鍍液的組成復雜，某些原材料要求較為苛刻。
⑵化學(xué)鍍的操作比較麻煩，鍍覆中必須不斷進(jìn)行分析補加，調整pH。
⑶化學(xué)鍍溶液本身是一個(gè)熱力學(xué)不穩定體系，容易發(fā)生分解等事故。
⑷對比電鍍，化學(xué)鍍的鍍速慢，大多化學(xué)鍍的鍍速在10-30μm/h之間。
⑸很多化學(xué)鍍的工作溫度都在90℃左右，維持這個(gè)溫度也要消耗大量能源。
⑹化學(xué)鍍層的裝飾性不如電鍍，光亮性不足。
鍍層性能
化學(xué)鍍鎳以它優(yōu)良的鍍層性能，如硬度高，耐磨性和耐蝕性都很優(yōu)異，越來(lái)越為生產(chǎn)廠(chǎng)家所接受。以中磷化學(xué)鍍層為例，其鍍層性能如下：
含磷量[ω(P)] | 6%～9% |
顯微結構 | 非晶態(tài)Ni-P合金，非磁性 |
熔點(diǎn) | 860～880℃ |
硬度 | 鍍態(tài)為450～550HV(45～48HRC) 熱處理后為950～1050HV |
結合力 | 鋼或鋁上結合強度為400MPa以上，大大高于電鍍鎳、鉻 |
內應力 | 鋼上內應力低于7MPa |
展開(kāi)表格
化學(xué)鍍鎳的技術(shù)特性及作用:
2、耐磨性好：由于催化處理后的表面為非晶態(tài)，即處于基本平面狀態(tài)，有自潤滑性。因此，摩擦系數小，非粘著(zhù)性好，耐磨性能高，在潤滑情況下，可替代硬鉻使用。
3、光澤度高：催化后的鍍件表面光澤度為L(cháng)Z或▽8-10可與不銹鋼制品媲美，呈白亮不銹鋼顏色。工件鍍膜后，表面光潔度不受影響，無(wú)需再加工和拋光。
4、表面硬度高：經(jīng)本技術(shù)處理后，金屬表面硬度可提高一倍以上，在鋼鐵及銅表面可達Hv570。鍍層經(jīng)熱處理后硬度達Hv1000，工模具鍍膜后一般壽命提高3倍以上。
5、結合強度大：本技術(shù)處理后的合金層與金屬基件結合強度增大，一般在350-400Mpa條件下不起皮、不脫落、無(wú)氣泡，與鋁的結合強度可達102-241Mpa。
6、仿型性好：在尖角或邊緣突出部分，沒(méi)有過(guò)份明顯的增厚，即有很好的仿型性，鍍后不需磨削加工，沉積層的厚度和成份均勻。
7、工藝技術(shù)高適應性強：在盲孔、深孔、管件、拐角、縫隙的內表面可得到均勻鍍層，所以無(wú)論您的產(chǎn)品結構有多么復雜，本技術(shù)處理起來(lái)均能得心應手，絕無(wú)漏鍍之處。
8、低電阻，可焊性好。
9、耐高溫：該催化合金層熔點(diǎn)為850-890度。
應用發(fā)展
由于化學(xué)鍍鎳層具有優(yōu)秀的均勻性、硬度、耐磨和耐蝕性等綜合物理化學(xué)性能，該項技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應用，幾乎難以找到一個(gè)工業(yè)不采用化學(xué)鍍鎳技術(shù)。據報道，化學(xué)鍍鎳在各個(gè)工業(yè)中應用的比例大致如下：航空航天工業(yè)：9%，汽車(chē)工業(yè)：5%，電子計算機工業(yè)：15%，食品工業(yè)：5%，機械工業(yè)：15%，核工業(yè)：2%，石油工業(yè)：10%，塑料工業(yè)：5%，電力輸送工業(yè)：3%，印刷工業(yè)：3%，泵制造業(yè)：5%，閥門(mén)制造業(yè)：17%，其他：6%。世界工業(yè)化國家的化學(xué)鍍鎳的應用經(jīng)歷了80年代空前的發(fā)展，平均年凈增速率高達10%～15%；預計化學(xué)鍍鎳的應用將會(huì )持續發(fā)展，平均年凈值速率將降低至6%左右，而進(jìn)入發(fā)展成熟期。在經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的東亞和東南地區，包括中國在內，化學(xué)鍍應用正在上升階段，預期仍將保持空前的高速發(fā)展。
航空航天
航空航天工業(yè)為化學(xué)鍍鎳的使用大戶(hù)之一，比較突出的應用實(shí)例是：美國俄克拉荷馬航空后勤中心，自1979年以來(lái)，以及西北航空公司自1983年以來(lái)均采用化學(xué)鍍鎳技術(shù)修復飛機發(fā)動(dòng)機零件。普拉特－惠特尼公司的JT8D噴氣發(fā)動(dòng)機雖已經(jīng)停產(chǎn)，可是迄今仍有上千臺這種發(fā)動(dòng)機在波音727和麥道DC-9飛機上使用，原因是：一種高磷，壓應力的化學(xué)鍍鎳技術(shù)用于修復JT8D六種型號的噴氣發(fā)動(dòng)機的葉輪，確保了這種發(fā)動(dòng)機的重新使用。在航空發(fā)動(dòng)機的渦輪機或壓縮機的葉片上，通常鎳磷合金化學(xué)鍍厚為25～75um，以防止燃氣腐蝕，其疲勞強度的降低比電鍍鉻少25%。俄克拉荷馬航空后勤中心采用超厚層化學(xué)鍍鎳修復飛機零件，鍍厚達275～750um。原采用電鍍工藝時(shí)的返工率達50%，采用化學(xué)鍍鎳后合格率達90%以上，可見(jiàn)取得了明顯的經(jīng)濟效益。飛機上的輔助發(fā)電機（APU）經(jīng)化學(xué)鍍鎳后，其壽命提高3～4倍。重達8.2噸的渦輪發(fā)動(dòng)機的主軸承面經(jīng)化學(xué)鍍鎳100um，以防止開(kāi)機和停機所引起的振動(dòng)損壞。
為減輕重量，航空工業(yè)大量使用鋁合金件，經(jīng)化學(xué)鍍鎳表面強化后不僅耐蝕、耐磨，而且可焊，如沖程發(fā)動(dòng)機的活塞頭經(jīng)化學(xué)鍍鎳后提高了使用壽命。其他還有鈦合金件、鈹合金件均采用低應力和壓應力的化學(xué)鍍鎳表面保護等措施。
鎳+鉈+硼三元合金化學(xué)鍍（NTB）被指定為普拉特－惠特尼噴氣發(fā)動(dòng)機上160多種零件的表面強化工藝，以抗擦傷和微動(dòng)磨損，例如：NTB化學(xué)鍍用于噴氣發(fā)動(dòng)機主軸密封。美國空軍要求發(fā)動(dòng)機制造商提供具有4000次戰術(shù)周期，此時(shí)磨損量達0.178mm，如此必須拆卸重修，經(jīng)NTB化學(xué)鍍后主軸密封面磨損顯著(zhù)降低，經(jīng)4000次戰術(shù)周期后的磨損量約為0.008mm。
宇航系統廣泛使用著(zhù)金屬光鏡，其基體為強度高、重量輕的鈹或鋁，經(jīng)專(zhuān)用化學(xué)鍍鎳表面強化，這種含磷量為12.2%～12.7%的化學(xué)鍍鎳可拋光至9，如此高的精度在需要低慣性的宇宙空間里，有著(zhù)卓越的性能。
中國的化學(xué)鍍工業(yè)雖然起步較晚，但自九十年代以來(lái)經(jīng)過(guò)各科研單位的不懈努力，現已擁有成熟的工藝和經(jīng)驗，在中國洛陽(yáng)已建成飛機零件化學(xué)鍍鎳加工流水線(xiàn)。
汽車(chē)工業(yè)
解決使用乙醇、汽油混合燃料問(wèn)題是汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展趨勢之一，使用混合燃料，除性能問(wèn)題之外，還產(chǎn)生了燃油系統的腐蝕問(wèn)題。在巴西，使用乙醇作為燃料，應用化學(xué)鍍鎳技術(shù)保護鋅壓鑄件，如汽化器免遭腐蝕已成為工藝規范。在美國，當廣泛用甲醇或甲醇和汽油混合燃料時(shí)，汽車(chē)工業(yè)勢必應用化學(xué)鍍鎳作為汽化器、燃油泵送系統的表面保護手段。
差速器行星齒輪是汽車(chē)的一個(gè)重要零件，鍍上25um厚的化學(xué)鍍鎳層以提高耐磨性，有的汽車(chē)制造廠(chǎng)在軸上采用聚四氟乙烯復合化學(xué)鍍鎳層工藝，這種復合鍍層既有一定的硬度，又兼有好的潤滑性能，提高了軸的使用壽命。
汽車(chē)工業(yè)利用化學(xué)鍍鎳層非常均勻的優(yōu)點(diǎn)，在形狀復雜的零件上，如齒輪、散熱器和噴油嘴上采用化學(xué)鍍工藝保護。鍍上10um左右的化學(xué)鍍鎳層的鋁質(zhì)散熱器具有良好的釬焊性。齒輪上化學(xué)鍍后尺寸誤差十分容易地保持在±0.3～0.5um。而如果采用電鍍工藝，則必須鍍后還要進(jìn)行機加工才能達到合格的工差范圍。用在噴油器上的化學(xué)鍍鎳層，可以提供良好的抗燃油腐蝕和磨損性能。通常，燃油腐蝕和磨損會(huì )導致噴油孔的擴大，因此噴油量增大，使汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的馬力超出設計標準，加快發(fā)動(dòng)機的損壞?；瘜W(xué)鍍鎳層可以有效地防止噴油器的腐蝕、磨損，提高發(fā)動(dòng)機的可靠性和使用壽命。
化學(xué)工業(yè)
化學(xué)工業(yè)應用研究化學(xué)鍍鎳技術(shù)代替昂貴的耐蝕合金以解決腐蝕問(wèn)題，以便改進(jìn)化學(xué)產(chǎn)品的純度，保護環(huán)境，提高操作安全性和生產(chǎn)運輸的可靠性，從而獲得更有利的技術(shù)經(jīng)濟競爭能力。
化學(xué)鍍廣泛地應用于大型反應容器的內壁保護。當初非常引人關(guān)注的應用實(shí)例是：1955年美國通用運輸公司（GATX）采用化學(xué)鍍保護槽車(chē)內壁，防止苛性堿的腐蝕。如今，化學(xué)鍍鎳技術(shù)已經(jīng)獲得長(cháng)足的進(jìn)步，能夠在多種化工腐蝕環(huán)境下提供可靠的保護。
應用化學(xué)鍍鎳最為量大面廣的是閥門(mén)制造業(yè)。鋼鐵制造的球閥、閘閥、旋閥、止逆閥和蝶閥等等，經(jīng)高磷化學(xué)鍍鎳25～75um，可提高耐腐蝕性和使用壽命?；び帽没瘜W(xué)鍍鎳的效果也同樣顯著(zhù)。在苛性堿腐蝕條件下工作的閥門(mén)，應采用鍍層含磷量1%～2%的低磷化學(xué)鍍鎳。因為在苛性堿腐蝕條件下，低磷化學(xué)鍍鎳層的年腐蝕速率約為2.5um，優(yōu)于中磷或高磷化學(xué)鍍鎳層?；瘜W(xué)鍍鎳層在強氧化性酸，如濃硝酸、濃硫酸等介質(zhì)中不耐蝕。盡管在鹽酸中的腐蝕速率低于奧氏體不銹鋼，耐蝕性仍然是不夠的。因此，對于上述強酸介質(zhì)，或者可能水解生成上述強酸的介質(zhì)中，不適于使用化學(xué)鍍鎳層。碳鋼緊固件鍍上25～50um厚的高磷化學(xué)鍍鎳層，代替不銹鋼緊固件，既克服了奧氏體不銹鋼的應力腐蝕開(kāi)裂問(wèn)題，又節省了大量費用。生產(chǎn)低密度聚乙烯的壓力容器內壁25um，以防止鐵污染和因此所造成的聚乙烯變色。如果采用不銹鋼建造，其價(jià)格大約是化學(xué)鍍方法的兩倍。
石油和天然氣是化學(xué)鍍鎳的重要市場(chǎng)之一，油田采油和輸油管道設備廣泛地采用化學(xué)鍍鎳技術(shù)。典型的石油和天然氣工業(yè)腐蝕環(huán)境為井下鹽水、二氧化碳、硫化氫，溫度高達170～200℃，并伴有泥沙和其他磨粒沖蝕等等，腐蝕環(huán)境相當惡劣。低碳鋼油氣管道在如此苛刻的條件下，僅有2～3個(gè)月的壽命。經(jīng)過(guò)50～100um厚的高磷化學(xué)鍍鎳層保護之后，其腐蝕速率降低到與哈氏合金相當的程度?？紤]到耐蝕合金價(jià)格昂貴，從性能價(jià)格比上講，碳鋼管道采用化學(xué)鍍鎳保護的技術(shù)經(jīng)濟性能最好。
泵殼、葉輪和出口管道等油氣用泵零件，根據腐蝕環(huán)境不同，經(jīng)化學(xué)鍍鎳鍍厚25～75um不等，防腐蝕效果優(yōu)良。抽油泵化學(xué)鍍鎳是一種理想的應用實(shí)例：在西得克薩斯油田，經(jīng)化學(xué)鍍鎳保護的抽油泵，壽命長(cháng)達4年以上，同樣末加保護的抽油泵的壽命不超過(guò)6個(gè)月?；瘜W(xué)鍍鎳層耐蝕耐磨，而且由于化學(xué)鍍鎳層的高度均勻性，可以使抽油泵筒制成整體件，從而顯著(zhù)地提高了抽油泵品質(zhì)，降低生產(chǎn)成本。在油田，高磷化學(xué)鍍鎳亦廣泛地應用于油水分離裝置的加熱器表面以防腐蝕，鍍厚通常為25～75um。集油和輸油裝置的閥門(mén)、管接頭、管箍等亦采用化學(xué)鍍鎳保護。
食品加工業(yè)
食品加工業(yè)為應用化學(xué)鍍鎳提供了一個(gè)巨大的潛在市場(chǎng)；之所以稱(chēng)之為潛在的市場(chǎng)，是因為化學(xué)鍍鎳在食品工業(yè)的廣泛應用中存在著(zhù)障礙。比如在美國，FDA（美國食品和藥物管理署）對于化學(xué)鍍鎳在食品工業(yè)中的應用尚末制訂出法規標準；通常，對于化學(xué)鍍鎳層在應用于直接與食品接觸的情況，FDA采取個(gè)案處理的方式予以批準。究其原因，主要是因為經(jīng)典的化學(xué)鍍液配方中含有毒的鉛、鎘等重金屬離子作為穩定劑的緣故。然而，許多現代的化學(xué)鍍鎳溶液中已經(jīng)不使用重金屬離子作穩定劑了；顯然，這個(gè)障礙遲早將會(huì )被拆除。食品包裝機械中不與食品直接接觸的零件，如：軸承、輥筒、傳送帶、液壓系統和齒輪等為化學(xué)鍍鎳在食品工業(yè)中的典型應用。
在食品加工過(guò)程中，會(huì )涉及鹽水、亞硝酸鹽、檸檬酸、醋酸、天然木材的煙薰，揮發(fā)性有機酸等腐蝕介質(zhì)等問(wèn)題；食品加工溫度范圍為60～200，生產(chǎn)環(huán)境中相對濕度很高；在這樣的條件下，食品加工設備存在著(zhù)金屬腐蝕、疲勞和磨損等問(wèn)題。對于接觸食品的金屬表面，傳統的保護方式是電鍍硬鉻；可是，在含氯離子酸性介質(zhì)中，鍍鉻層的耐蝕年并不好；然而，化學(xué)鍍鎳在均鍍能力、高耐蝕性、防粘、脫模性等方面具有明顯的優(yōu)勢。揉面機上與食品接觸的零件采用的化學(xué)鍍鎳就是應用成功的實(shí)例之一；其他在食品充氣裝罐機、螺桿送料機、拌料鍋、食品模具、烤盤(pán)、干燥箱，面包保溫爐等食品機械上越多地采用了化學(xué)鍍鎳。
采礦工業(yè)
礦井頂板支撐系統中，常用電鍍硬鉻作為液壓支柱的防腐蝕耐磨損保護層。然而，由于硬鉻表面裂紋、多孔，使用中經(jīng)常因為腐蝕嚴重以致液壓支柱被咬死而無(wú)法動(dòng)作。高壓液壓缸的這種問(wèn)題更加嚴重。在高壓工作下，鍍層受到拉伸，使得高內應力的硬鉻層的裂紋進(jìn)一步加劇。這種情況下，采用25um厚的壓應力的高磷化學(xué)鍍鎳層做保護，當液壓支柱受高壓拉伸時(shí)，化學(xué)鍍鎳層不會(huì )產(chǎn)生裂紋，并能夠經(jīng)受住地下煤礦環(huán)境的腐蝕與磨損。
軍事工業(yè)
化學(xué)鍍鎳技術(shù)在軍事上得到廣泛的應用，突出的例子如航空母艦上飛機彈射機罩和軌道的化學(xué)鍍鎳保護。彈射機的工作環(huán)境非常惡劣，飛機發(fā)動(dòng)時(shí)的高溫氣流沖刷軌道，彈射時(shí)的巨大的作用力，海洋氣候條件的腐蝕，使得彈射系統僅能使用6～12個(gè)月?，F采用的表面處理工藝是：正確前處理后的彈射機罩，在電鍍鎳后，化學(xué)鍍鎳100um，然后再電鍍鎘12.5um，并經(jīng)鉻酸鈍化。這樣的復合涂覆保護層，具有很好的耐磨和抗微振磨損性能，彈射系統的使用壽命可延長(cháng)至14～18年，即增加18倍。
軍用車(chē)輛的耳軸多年來(lái)一直采用化學(xué)鍍鎳層保護，防止道路泥漿和鹽水的腐蝕和磨損。
坦克的后視鏡用鋁材制成，精磨拋光后，化學(xué)鍍鎳作為耐蝕耐磨保護層。技術(shù)要求后視鏡在可見(jiàn)光譜范圍內具有80%的反射率，化學(xué)鍍鎳層容易達到這些光學(xué)要求。鋁質(zhì)雷達波導管鍍以25um厚的化學(xué)鍍鎳層可防止陸地和海上腐蝕?；瘜W(xué)鍍鎳層的均勻性，能滿(mǎn)足各種波導管的技術(shù)要求。
電子計算機
化學(xué)鍍鎳在電子和計算機工業(yè)中應用得最廣，幾乎涉及到每一種化學(xué)鍍鎳技術(shù)和工藝。許多新的化學(xué)鍍鎳工藝和材料正是根據電子和計算機工業(yè)發(fā)展的需要而研制開(kāi)發(fā)出來(lái)的。在技術(shù)性能方面，除要求耐蝕耐磨之外，還具有可焊接、防擴散性、電性能和磁性能等要求。
有的國家已經(jīng)建立法規：電子設備必須進(jìn)行屏蔽以防止電磁和射頻干擾。電子設備的塑料外殼上鍍銅，然后化學(xué)鍍鎳，這樣的雙金屬結構覆層，被公認為是最有效的屏蔽方式之一?；瘜W(xué)鍍鎳是計算機薄膜硬磁盤(pán)制造中的關(guān)鍵步驟之一。主要是在經(jīng)過(guò)精細加工的5086鎂鋁表面鍍12.5um厚的鎳磷合金層，為后續的真空濺射磁記錄薄膜做預備?；瘜W(xué)鍍鎳層含磷量為12%wt（原子百分比約20.5%）。鍍層必須是低應力且為壓應力。經(jīng)250℃或300℃加熱1h，此時(shí)仍保持非磁性，即剩磁小于0.1×10－4T。鍍層必須均勻、光滑，表面上的任何缺陷和突起不得超過(guò)0.025um。因為技術(shù)要求高所以必須使用高質(zhì)量高清潔度的專(zhuān)用化學(xué)鍍液、全自動(dòng)的施鍍控制設備和高清潔度的車(chē)間環(huán)境。計算機薄膜硬磁盤(pán)化學(xué)鍍鎳是高技術(shù)化學(xué)鍍鎳的典型代表，占有相當重要的市場(chǎng)份額。
化學(xué)鍍鎳技術(shù)在微電子器件制造業(yè)中應用的增長(cháng)十分迅速。據報導施樂(lè )公司在超大規模集成電路多層芯片的互連和導通孔（via-hole）的充填整平化工藝中，采用了選擇性的鎳磷合金化學(xué)鍍技術(shù)；其產(chǎn)品均通過(guò)了抗剪切強度、抗拉強度、高低溫循環(huán)和各項電性能的試驗。實(shí)踐說(shuō)明，化學(xué)鍍鎳技術(shù)的應用提高了微電子器件制造工藝的技術(shù)經(jīng)濟性和產(chǎn)品的可靠性。
其他工業(yè)
注塑機、壓鑄模等多種型模是機械、輕工行業(yè)量大面廣的產(chǎn)品。由于模具幾何形狀復雜，當采用電鍍方法對模具表面進(jìn)行強化時(shí)，為了使各個(gè)面都能夠鍍上，必須設計安裝復雜的輔助陽(yáng)極和掛具；而且，還必須要進(jìn)行鍍后機械加工，才能保證尺寸精度和表面粗糙度的要求；而且，化學(xué)鍍鎳層具有較低的摩擦系數和突出的脫模性能，使其成為最為經(jīng)濟有效的模具表面處理技術(shù)之一。
紡織機械轉速很高，各種纖維紗線(xiàn)對于機械零件的磨損十分嚴重?；瘜W(xué)鍍鎳，特別是人造多晶金剛石復合化學(xué)鍍技術(shù)，比較成功地解決了紡織機械零件的磨損問(wèn)題。
印刷機上各種輥筒和部件，采用25～50um厚的化學(xué)鍍鎳層保護可防止印刷油墨和潤白液的腐蝕?；瘜W(xué)鍍鎳層的高度均勻性可保證印刷輥筒的尺寸精度，而無(wú)須鍍后機械加工。
某些醫療器械如：外科手術(shù)鉗、牙科鉆和醫療型模等金屬制品上已采用化學(xué)鍍鎳層取代原用的電鍍鉻。
參考資料
[1]
粉末冶金零件的化學(xué)鍍鎳技術(shù)原理及應用 · 電子變壓器與電感網(wǎng)[引用日期2016-01-07]
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