Гальваника никеля - Википедия - Nickel electroplating

Никелирование гальваники это техника гальваника тонкий слой никель на металл объект. Слой никеля может быть декоративным, предусматривать коррозия сопротивление, носить сопротивления, или используются для создания изношенных или малоразмерных деталей в целях утилизации.[1][2]

Обзор

Гальваника никеля - это процесс нанесения никеля на металлическую деталь. Перед нанесением покрытия детали должны быть чистыми, без грязи, коррозии и дефектов.[3] Чтобы очистить и защитить деталь в процессе нанесения покрытия, комбинация термическая обработка, очистка, маскировка, маринование, можно использовать травление.[1] После того, как изделие подготовлено, его погружают в электролит решение и используется как катод. Никель анод растворяется в электролите с образованием никеля ионы. Ионы проходят через раствор и осаждаются на катоде.[4]

Виды и химия

Ванны Watts

Ванны для никелирования Watts могут наносить как светлый, так и полублестящий никель. Блестящий никель обычно используется в декоративных целях и для защиты от коррозии. Полублестящие покрытия используются в инженерных областях, где важны высокая коррозионная стойкость, пластичность или электрическая проводимость, а высокий блеск не требуется.[2][5][6]

Состав ванны

Химическое названиеФормулаЯркий[5]Полуяркий[5]
МетрическаянасМетрическаянас
Сульфат никеляNiSO4· 6H2О150–300 г / л20–40 унций / галлон225–300 г / л30-40 унций / галлон
Никель хлоридNiCl2· 6H2О60–150 г / л8-20 унций / галлон30–45 г / л4–6 унций / галлон
Борная кислотаЧАС3BO337–52 г / л5–7 унций / галлон37–52 г / л5–7 унций / галлон

Условия эксплуатации [4]

  • Температура: 40-65 ° C
  • Плотность катодного тока: 2-10 А / дм2
  • pH: 4,7-5,1

Отбеливатели [4]

  • Осветлители-носители (например, паратолуолсульфонамид, бензолсульфоновая кислота ) в концентрации 0,75-23 г / л. Осветлители-носители содержат серу, обеспечивающую однородную мелкозернистую структуру никелирования.
  • Выравниватели, отбеливатели второго класса (например, аллилсульфоновая кислота, хлоралгидрат формальдегида) в концентрации 0,0045-0,15 г / л образуют (в сочетании с осветлителями носителя) блестящий осадок.
  • Вспомогательные отбеливатели (например, аллилсульфонат натрия, пропилсульфонат пиридиния) в концентрации 0,075-3,8 г / л.
  • Неорганические отбеливатели (например, кобальт, цинк) в концентрации 0,075-3,8 г / л. Неорганические отбеливатели придают покрытию дополнительный блеск.

Тип добавленных осветлителей и их концентрации определяют внешний вид налета: блестящий, яркий, полублестящий, атласный.

Сульфамат никеля

Сульфаматное никелирование используется во многих инженерных приложениях. Он наносится для коррекции размеров, устойчивости к истиранию и износу, высокоэффективного покрытия и защиты от коррозии. Он также используется как грунтовка для хрома.[2][7]

Состав ванны

Химическое названиеФормулаКонцентрация в ванне[4]
Метрическаянас
Сульфамат никеляNi (SO3NH2)2300-450 г / л40–60 унций / галлон
Никель хлоридNiCl2· 6H2О0-30 г / л0–4 унции / галлон
Борная кислотаЧАС3BO330-45 г / л4–6 унций / галлон

Условия эксплуатации[4]

  • Температура: 40-60 ° C
  • Плотность катодного тока: 2-25 А / дм2
  • pH: 3,5-4,5

Полностью хлорид

Полностью хлоридные растворы позволяют наносить толстые никелевые покрытия. Они делают это, потому что работают при низком напряжении. Однако осаждение имеет высокие внутренние напряжения.[2][4]

Химическое названиеФормулаКонцентрация в ванне[4]
Никель хлоридNiCl2· 6H2О30-40 унций / галлон
Борная кислотаЧАС3BO34–4,7 унций / галлон

Сульфат-хлорид

Сульфатно-хлоридная ванна работает при более низких напряжениях, чем ванна Ватта, и обеспечивает более высокую скорость осаждения. Хотя внутренние напряжения выше, чем у ванны Уотта, они ниже, чем у полностью хлоридной ванны.[2][4]

Химическое названиеФормулаКонцентрация в ванне[4]
Сульфат никеляNiSO4· 6H2О20–30 унций / галлон
Никель хлоридNiCl2· 6H2О20–30 унций / галлон
Борная кислотаЧАС3BO34–6 унций / галлон

Полностью сульфатный

Полностью сульфатный раствор используется для электроосаждения никеля, когда аноды нерастворимы. Например, для покрытия внутренних поверхностей стальных труб и фитингов может потребоваться анод.[2][6]

Химическое названиеФормулаКонцентрация в ванне[4]
Сульфат никеляNiSO4· 6H2О30–53 унций / галлон
Борная кислотаЧАС3BO34–6 унций / галлон

Твердый никель

Раствор твердого никеля используется, когда требуется наплавка с высокой прочностью на разрыв и твердостью.[2][4]

Химическое названиеФормулаКонцентрация в ванне[4]Метрическая
Сульфат никеляNiSO4· 6H2О24 унции / галлон179,7 г / л
Хлорид аммонияNH4Cl3,3 унции / галлон24,7 г / л
Борная кислотаЧАС3BO34 унции / галлон29,96 г / л

Черный никель

Черное никелевое покрытие обычно наносят на латунь, бронзу или сталь для получения неотражающей поверхности.[8] Этот тип покрытия используется в декоративных и военных целях и не обеспечивает особой защиты.[1][2][8]

Химическое названиеФормулаКонцентрация в ванне[8]
Никель-аммоний сульфатNiSO4· (NH4) 2SO4· 6H2О8 унций / галлон
Сульфат цинкаZnSO41.0 унция / галлон
Тиоцианат натрияNaCNS2 унции / галлон

Приложения

Декоративное покрытие

Декоративный блестящий никель находит широкое применение. Он обеспечивает высокий блеск, защиту от коррозии и износостойкость. В автомобильной промышленности блестящий никель встречается на бамперы, диски, выхлопные трубы и обшивка. Также его используют для яркой работы над велосипеды и мотоциклы. Другие приложения включают ручные инструменты и предметы домашнего обихода, такие как освещение и сантехника, проволочные стойки, огнестрельное оружие и бытовая техника.[5]

Инженерные приложения

Технический никель используется там, где нежелательна яркость. Некоммерческие применения обеспечивают защиту от износа и коррозии, а также наросты с низким напряжением для восстановления размеров.[5][9] Метод может быть использован для изготовления нанокомпозит износостойкие покрытия.[10][11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c «QQ-N-290 A НИКЕЛЬНОЕ ПОКРЫТИЕ». www.everyspec.com. Получено 2018-02-25.
  2. ^ а б c d е ж грамм час Ян Роуз; Клайв Уиттингтон (2014). «Справочник по никелированию». Институт никеля.
  3. ^ "MIL-P-27418 ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ВАННА ИЗ МЯГКОГО НИКЕЛЯ ЭЛЕКТРОНАЛОЖЕНИЕ". www.everyspec.com. Получено 2018-02-25.
  4. ^ а б c d е ж грамм час я j k л «Никелирование гальваники [SubsTech]». www.substech.com. Получено 2018-02-25.
  5. ^ а б c d е Снайдер, доктор Дональд. «Гальваника никеля». www.pfonline.com. Получено 2018-02-25.
  6. ^ а б "NickelElectroplating.pdf" (PDF). Получено 25 февраля 2018.
  7. ^ «Мы найдем оптимальный подход к нанесению покрытий на ваши детали. Никто не может превзойти широкий спектр инженерных покрытий и отделок Bales».
  8. ^ а б c "MIL-P-18317 ПОКРЫТИЕ ЧЕРНОГО НИКЕЛЯ НА ЛАТУНУ БРОНЗУ ИЛИ". www.everyspec.com. Получено 2018-02-25.
  9. ^ Дэвис, Джозеф Р. (2000-01-01). Никель, кобальт и их сплавы. ASM International. ISBN  9780871706850. Получено 9 августа 2016.
  10. ^ Mosallanejad, M. H .; Shafyei, A .; Ахаван, С. (18 апреля 2016 г.). «Одновременное соосаждение SiC и CNT в никелевое покрытие». Canadian Metallurgical Quarterly. 55 (2): 147–155. Дои:10.1080/00084433.2016.1150406. S2CID  138392838. Получено 9 августа 2016.
  11. ^ Чжан, Сэм (18.06.2010). Наноструктурированные тонкие пленки и покрытия: механические свойства. Тейлор и Фрэнсис. ISBN  9781420094022. Получено 9 августа 2016.