常用表面处理技术介绍（二）

1. 化学氧化 化学氧化 阳极氧化 工艺特点(1) 成本低 , 生产效率高 , 收效快 , 可以大批量连续化生产 .(1) 成本较高 .(2) 工艺稳定 , 操作方便 , 设备简单 , 溶液易维护 , 零件大小和形状不受限制 .(2) 由于零外加电源 , 零件大小和形状影响电力线和电流和分布 .(3) 对钢铁 , 铝 , 铜 , 银 , 锌 , 锡 , 镉以及它们的合金均可进行化学氧化 . 此外化学氧化在某些功能性应用领域也得到了令人满意的效果 . 因此 , 近年来化学氧化技术得到了很大的发展 .(3) 常用的为铝及其合金 , 镁及镁合金 , 钛及其合金的等材料阳极氧化 .膜层特性(1) 膜薄 , 一般厚度为 0.5-4 微米 .(1) 膜厚(2) 耐蚀好性好 , 硬度高 , 用于提高 .(2) 耐蚀性好 , 硬度高 , 用于提高 .(3) 可得到某些阳极化膜不能具有的功能性膜层如导电性氧化膜层(3) 可得到某些特殊功能性的膜层 , 如在多孔膜中沉积磁性合金作记忆元件 .太阳能吸收板 , 超高硬质膜等 .3.1 铝的化学氧化 1 分类 纯水氧化法 磷酸监氧化法 铬酸监氧化法 磷酸监 - 铬酸监氧化法 碱性氧化法 酸性氧化法 , 可得到透明膜层2.2.2 后处理 有填充处理 , 钝化处理 , 喷涂处理等后处理以提高耐蚀性 .3.2 钢铁的化学氧化因为得到膜层由呈现蓝黑色的四氧化三铁组成 , 所以又叫发蓝 . 发蓝膜薄 , 通常为 0.6-1.5 微米 , 因而耐蚀必差 . 但是由于其有很好的吸附性 , 经过填充处理的发蓝膜有较好的耐蚀性 . 如早期的枪炮管大多使用化学氧化后涂油 , 乌黑的油高外表 . 发蓝膜薄 , 不影响零件的装配尺寸 ; 对表面光洁度高或抛光的精密件 , 发蓝后表面既亮又黑 , 具有防护和装饰的变重效果 . 因此发蓝膜在精密仪器 , 光学仪器以及机械制造上广为应用 .

4. 化学镀 4.1 化学镀的特性 (1) 不需要通电 , 将镀件直接浸入溶液即可 .(2) 可在金属 , 半导体和非导体材料上直接进行 .(3) 可在零件表面获得厚度均匀的镀层 .(4) 通过自催化特性可得到任意厚度的镀层 .(5) 膜层空隙少 , 致密 , 具有很好的耐蚀性 , 很高的硬度和耐磨性 .(6) 镀液稳定性差 , 更新快 , 成本比电镀高 .4.2 化学镀种类 镍 , 铜 , 银 , 钻 , 金 , 钯 , 铂 , 铑等均可经过化学镀沉积到镀件表面 . 但最常用的主要有化学镀镍和化学镀铜 .4.2.1 化学镀镍4.2.1.1 化学镀镍膜层特性

化学镀镍膜层电镀镍层空隙少 , 致密多孔 , 只有达到一定厚度 (25 微米以上 ) 才能做到无孔 .耐蚀必好 ,12.5 微米厚的耐蚀性优于 25 微米厚的电镀镍层耐蚀性不如化学镀镍层光亮化学镀镍层的亮度不如电镀亮镍层的亮度管理 , 只能得到半光亮镀层可得到全光亮的镀层镀层为镍磷合金层 , 含磷 10% 以上的镀层为非晶态镀层 .镀层为纯镍组成 , 晶体结构无论是半光亮还是不光亮镀层脆性均较大光亮镀层脆性大 , 延性小 . 半光亮层有一定的韧性 , 暗镍有较好的韧性 .成本高 , 在得到相同的镀层的条件下 , 大约为电镀镍价格的 5 倍 .成本比化学镀镍低 .

4.2.1.2 化学镀镍的沉积机理 以次磷酸监镀液为例 , 首先是次磷酸根在固体催化表面上氧化脱氧 , 并生成亚磷酸根 , 反应为 :H2PO2-+H2O → H++HPO32-+2H吸附在催表面上的活泼氢原子使镍离子还原成金属镍 , 而本身则氧化为氢离子 ,Ni2++2H → Ni+2H+ 同时溶液中的部分次磷酸根也被有附在催化表面上的活泼氢原子还原成单质磷 , H3PO2-+H → P+H2O+OH- 因此化学镀镍得到的是镍磷合金层 , 而不是单一的镍层 . 化学镀镍过程中会发生析氢副反应 : 2H → H2 4.2.1.3 化学镀镍的工艺过程 脱脂→活化→化学镀 4.2.1.4 塑胶电镀与化学镀 塑胶电镀的工艺过程 : 脱脂→粗化 ( 微观粗化 ) →敏化 ( 吸附易氧化的物质 ) →活化 ( 多用胶体钯 , 通过与敏化步骤吸附的氧化物反应获得一层具有催化作用的金属膜 ) →还原处理 ( 消除残余活化物质 ) →化学镀镍或镀铜→电镀 4.2.1.5 化学镀镍的用途 石油管道 , 计算机硬盘 , 耐磨元件等 4.2.2 其它化学镀的用途 化学镀铜主要用于非金属材料表面金属化 , 特别是印制电路板的孔金属化 , 实现孔两边导通 . 化学镀银用于生产保温瓶 ( 银镜反应 ,) 装饰物等 4. 化学镀 4.1 化学镀的特性 (1) 不需要通电 , 将镀件直接浸入溶液即可 .(2) 可在金属 , 半导体和非导体材料上直接进行 .(3) 可在零件表面获得厚度均匀的镀层 .(4) 通过自催化特性可得到任意厚度的镀层 .(5) 膜层空隙少 , 致密 , 具有很好的耐蚀性 , 很高的硬度和耐磨性 .(6) 镀液稳定性差 , 更新快 , 成本比电镀高 .4.2 化学镀种类 镍 , 铜 , 银 , 钻 , 金 , 钯 , 铂 , 铑等均可经过化学镀沉积到镀件表面 . 但最常用的主要有化学镀镍和化学镀铜 .4.2.1 化学镀镍4.2.1.1 化学镀镍膜层特性

化学镀镍膜层电镀镍层空隙少 , 致密多孔 , 只有达到一定厚度 (25 微米以上 ) 才能做到无孔 .耐蚀必好 ,12.5 微米厚的耐蚀性优于 25 微米厚的电镀镍层耐蚀性不如化学镀镍层光亮化学镀镍层的亮度不如电镀亮镍层的亮度管理 , 只能得到半光亮镀层可得到全光亮的镀层镀层为镍磷合金层 , 含磷 10% 以上的镀层为非晶态镀层 .镀层为纯镍组成 , 晶体结构无论是半光亮还是不光亮镀层脆性均较大光亮镀层脆性大 , 延性小 . 半光亮层有一定的韧性 , 暗镍有较好的韧性 .成本高 , 在得到相同的镀层的条件下 , 大约为电镀镍价格的 5 倍 .成本比化学镀镍低 .

4.2.1.2 化学镀镍的沉积机理 以次磷酸监镀液为例 , 首先是次磷酸根在固体催化表面上氧化脱氧 , 并生成亚磷酸根 , 反应为 :H2PO2-+H2O → H++HPO32-+2H吸附在催表面上的活泼氢原子使镍离子还原成金属镍 , 而本身则氧化为氢离子 ,Ni2++2H → Ni+2H+ 同时溶液中的部分次磷酸根也被有附在催化表面上的活泼氢原子还原成单质磷 , H3PO2-+H → P+H2O+OH- 因此化学镀镍得到的是镍磷合金层 , 而不是单一的镍层 . 化学镀镍过程中会发生析氢副反应 : 2H → H2 4.2.1.3 化学镀镍的工艺过程 脱脂→活化→化学镀 4.2.1.4 塑胶电镀与化学镀 塑胶电镀的工艺过程 : 脱脂→粗化 ( 微观粗化 ) →敏化 ( 吸附易氧化的物质 ) →活化 ( 多用胶体钯 , 通过与敏化步骤吸附的氧化物反应获得一层具有催化作用的金属膜 ) →还原处理 ( 消除残余活化物质 ) →化学镀镍或镀铜→电镀 4.2.1.5 化学镀镍的用途 石油管道 , 计算机硬盘 , 耐磨元件等 4.2.2 其它化学镀的用途 化学镀铜主要用于非金属材料表面金属化 , 特别是印制电路板的孔金属化 , 实现孔两边导通 . 化学镀银用于生产保温瓶 ( 银镜反应 ,) 装饰物等