70非金属材料化学镀镍活化工艺研究

发布时间：2016-10-26 16:37

本文关键词：非金属材料化学镀镍活化工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

非金属材料化学镀镍活化工艺研究；辽宁电力科学研究院化学所（沈阳110006）李重；［摘；兵张朝阳；要］对非金属化学镀镍活化方法的研究进行了概述，提；的贵金属活化工艺；［关键词］化学镀镍；活化方法；非贵金属［中图分类；［文献标识码］A；［文章编号］1001-1560（2001）02-；［11］；高德淑等以镍、铜的氢氧化物胶体溶液浸渍ABS塑料；非金属材料表面化

非金属材料化学镀镍活化工艺研究

辽宁电力科学研究院化学所（沈阳110006）李重庆大学环境与化学化工学院（400044）魏锡文西南农业大学基础部（重庆400716）郑

［摘

兵张朝阳

昆

要］对非金属化学镀镍活化方法的研究进行了概述，提出了以特定镍盐溶液为活化液的直接活化法，代替传统

的贵金属活化工艺。采用该活化法可在陶瓷或玻璃基体上生成具有较大催化活性的表面吸附金属态镍，然后化学镀镍，得到光亮、完整且结合力良好的Ni-P合金镀层。对直接活化的原理、活化时间、热处理时间和温度以及活化剂浓度等因素的影响也进行了讨论。

［关键词］化学镀镍；活化方法；非贵金属［中图分类号］To153.1

［文献标识码］A

［文章编号］1001-1560（2001）02-0017-02

［11］

高德淑等以镍、铜的氢氧化物胶体溶液浸渍ABS塑料基

非金属材料表面化学镀镍前的活化处理直接影响镀层的完整性、结合力、外观质量等，是非金属化学镀镍研究的关键问题之一。几十年来，化学镀镍的研究取得了很大发展，关于化学镀镍的新配方、新工艺不断涌现，而关于活化的研究相对较少，这主要是因为化学镀镍的活化方法要求较高，机理复杂，可供选择的化学镀镍活化剂种类少，增加了研究的难度。近年来，随着化学镀镍的应用范围不断扩大，研究不断深入，一些工作者逐渐开展了对这一领域的理论和实践方面的探索。

体，用NaBH4还原二价镍、铜为金属态，然后化学镀，取得一定的效果，但镀层的结合力差，活性远低于钯盐制成的活化剂，并且难以达到完全覆盖。还有报道用N型半导体氧化物SnO2、Ni2O3、

［12］

，该活化剂既适用于化MgO和ZnO等代替贵金属作为活化剂

学镀镍也适用于化学镀铜。但其工艺过程仍较复杂，不易控制，其活化效果尚需进一步研究评价。

综上所述，贵金属活化法虽已得到广泛应用，但由于其成本较高、工艺较复杂且容易出现贵金属污染镀液等原因而受到限制，因此，开展非贵金属活化新工艺的研究很有必要。本着方便、经济、易于清洁生产等原则，本研究提出了一种以镍盐为活化剂的直接活化新工艺。

!.!

化学镀镍活化法研究概况

使用钯盐的活化法

［1］

传统的化学镀镍活化为敏化-活化两步法和钯混合催化液

［2］

一步法，它们具有活化效果好、工艺简单等特点，是目前使用的

"实验

主要方法。此外，还有其他一些钯活化法正在研究中：在敏化、活化两步之间，增加浸AgNO3溶液的三步活化法工艺———离子钯活化法此外，吴国卉等

［7］

［5］

［3，4］

用镍盐、适量氨水、稳定剂和蒸馏水等配制成pH值为8左右的活化液。该活化液为蓝绿色透明溶液，其有效成分为低分子量有机物的镍盐，浓度75g/L，无毒无刺激气味，性质稳定，可以长期保存。氨水和稳定剂的作用是和Ni2 络合，使较高浓度的镍盐溶液也能保持长期稳定，并且能促进活化液对基体表面的润湿和渗透。

以常用电器陶瓷或钠玻璃为基体，清洗后，在上述活化液中活化20min，使溶液完全浸湿表面，然后在200~250C温度下热处理20min，使镍盐在陶瓷表面的微孔中分解为具有很高催化活性的物质，清洗去除表面附着不牢的物质，然后施镀。根据施镀完全覆盖为100分，完全10min后的表面覆盖率评价活性情况，

镀不上为0分，镀好的样品根据其覆盖情况对比打分。用于结合力测定的样品施镀时间为30min。

化学镀液配方为：??络NiSO4H2O30g/L，NaH2PO2H2O30g/L，合剂18g/L，乙酸钠25g/L，稳定剂1~4mg/L，润湿剂适量；施镀条件：pH=4.5~5.0，!=85C。

结合力的评价参照GB5270—85，采用两种方法：热震实验，样品在300C下烘烤10min，取出后立即投入室温冷水中，反复5

；用含络合剂

的钯溶液浸渍基体、再用肼还原离子钯为金属钯的第三代活化

；以OP等为稳定剂、不含二价锡的胶

［6］体钯溶液活化，再以KBH4还原的TY-1型无锡胶体钯活化法；

研究了在Pdcl2的盐酸溶液中加入有机载体制

成清漆，用醋酸纤维素调节粘度，制得活化剂，进行陶瓷表面的局部涂抹，在773K温度下活化后，催化化学镀镍的方法；章兆兰等

［8］

研究了用Pd或Ag氧化物和乙基纤维素、乙醇、乙基溶纤剂

［9］

等制成活化胶，采用丝网印刷方法进行陶瓷表面局部活化的方法；袁高清等

则采用含有氯化钯和醋酸丁酯、烷基酚聚氧乙烯

醚、乙二醇丁醚等的“三合一”前处理液对塑料表面进行处理，利用光敏剂（荧光素类染料）在氧化态和还原态时颜色的不同，可以指示活化的效果并在一定程度上避免漏镀的发生，这是最近的

［10］一项专利技术。

!."非贵金属活化法

［收稿日期］2000-10-27

次，用5倍放大镜观察表面是否剥落、“起泡”；划痕实验，采用类似工艺制得的毛玻璃样品（2cmX2cm），划相距2mm的纵横各5道划痕，形成交错的格子，5倍放大镜下观察格内是否有镀层剥落、“起泡”，结果与敏化-活化法的镀层对比。

3.1

结果与讨论

镍活化法的原理

通常认为，化学镀镍能够连续进行，镍的自催化起着非常重

要的作用。对陶瓷、玻璃这类非金属材料，由于表面缺乏初始的催化单元，必须先活化，以在其惰性表面上形成初始沉积点。与其用钯、金等贵金属来间接实现这一过程，不如设法直接让金属镍来完成。直接活化法即根据这一思路，设计配制了一种便于吸附和分解的镍盐活化液，使经处理过的陶瓷或玻璃表面活化时能吸附足够的镍盐溶液，经适当热处理后，镍盐在材料表面及表面的微孔中分解为金属镍，也有极少部分为氧化镍，在化学镀时，没有清洗掉的氧化镍溶解在酸性的镀液中，而镍作为化学镀镍的初始沉积点，具有较高的活性，从而催化生成均匀完全的覆盖层。实验表明，用钯活化的表面，诱发沉积需要l~3s，而镍活化法却不到ls即有大量气泡生成。活化剂在250C下的分解产物的X-射线衍射图有3个金属镍的强峰，（lll），244.40 !分别为：（200）和76.34 （220），证明起活化作用的为金属镍。5l.74 3.2

活化时间对活性的影响

活化时间不同，样品表面活化液的吸附情况也不同，一般低于l0min，活化液吸附不足，不能保证镀层完整；要活化l0min以上，才能充分吸附，得到高覆盖率，并且活化时间越长，获得完全覆盖的机会越大，但超过30min意义已不大（见图l）

。

3.5

镀层质量

镍盐直接活化法的镀层外观光亮、完整，结合力良好。在热震实验中，镀层无剥落、“起泡”；划格法中，格内有较严重的镀层剥落，但是钯敏化-活化法的对比样品也有相同程度的镀层剥落现象。因此，我们认为，这主要与测试所用基体材料的表面状态及镀液成分、施镀条件等因素有关，而与活化方法关系不大。的活化液，放置二个月未发现沉淀和活性下降现象。

3.3

热处理温度和时间对活性的影响

热处理的目的是使活化剂中的镍盐热分解，从而在惰性表面形成有效的催化性单元，这些单元主要是程度适当的金属镍，因此，控制适当的温度和时间至关重要。活性单元开始形成的温度是l80~200C，当温度低于此值时，无论热处理多长时间，都没有活化效果，在2l0~290C，温度越高，所需要的时间越短，但温度高于300C时，会使镍发生较严重的氧化，生成无活性的氧化镍，导致催化性能下降，不能完全覆盖，另外，在分解温度以上处理时间过长，也会发生同样问题，见图2，图3。3.4

镍盐浓度的影响

镍盐是活化液的主要成分，活化液的活性几乎和其浓度成正比（图4），但其浓度受在水中饱和溶解度的限制。加入氨水作为络合剂可大大提高其溶解度，镍盐浓度为75g/

LpH值为8~9、

结论

采用镍盐代替钯盐作为活化剂，对陶瓷表面化学镀镍进行了初步探讨，活化液的组成简单，配制方便，稳定性好，活性较高，获得的镀层在外观、结合力等方面均达到与贵金属活化法同等质量水平，但镍的价格便宜，来源广泛，催化活性更高，热处理温度较低，废液也易于回收利用，对于非金属基体化学镀镍的活化工艺，镍盐直接活化法有望提供一种新的更有前途的选择。

［

参

考

文

献

］

［l］SchiesingerM，KiseiJ.EffectofSn（!）-basedSensitizerAdsorptionin

［J］（6）：EiectroiessDeposition.JEiectrochemSoc，l989，l36l658［2］RanteiiA，HoitzmanA.MechanismofActivationofPoiymerSurfaceby

［J］.TransInstMetMixedStannousChioride/PaiiadiumChiorideCataiystsFin，l973，5l：62

［3］SeverinJW，HokkeRA.StudyonChangesinSurfaceChemistryDuring

（P）DepositiononAiumina［J］theInitiaiStagesofEiectroiessNi.JEiec-

trochemSoc，1993，，140（3）：682

［4］DeminjerCH，BoomPf.TheNucIeationwithSnCI2-PdCI2SoIutionsof

GIassBeforeEIectroIessPIating［J］.JEIectrochemSoc，1973，120（12）：1644

［5］邝少林，刘伏保，洪春等.化学镀第三代活化工艺研究———离子钯

型活化液［J］.材料保护，1986，19（3）：14

［6］董根岭，周完贞.TY-1型无锡胶体钯活化液的研制与应用［J］.电

镀与精饰，1993，15（3）：25

［7］吴国卉，刘炳泗.非晶态合金膜的制备、表征及性能的研究［J］.化

学世界，1998（3）：163

［8］章兆兰，王志奎.化学镀非晶态Ni-P合金在瓷介电容器上的应用

［J］.电镀与环保，1999，19（2）：18

［9］袁高清，廖永忠.氯化钯催化活性的研究［J］.化学世界，1998

（9）：468

［10］CNPat：1178258A.

［11］高德淑，苏光耀.非金属电镀胶体活化液的研究［J］.表面技术，

1993，22（2）：63

［12］张欣.半导体氧化物对非金属化学镀Cu的催化作用研究［J］.电镀

与环保，1989（1）：20

（责任编辑

魏兆军）

ActivationProcessforElectrolessNickelPlatingofDielectricMaterials

（ChemicaIDepartmentofLiaoningPowerResearchInstitute，Shenyang，LIBingetaIP.R.China110016）.CaiIiaobaohu2001，

（2），（Ch）3417!18.AninvestigationwasmadeontheactivationprocessforeIectroIessnickeIpIatingofdieIectricmateriaIs.ThenickeIsaItwasproposedtosubstitutepaIIadiumsaItasanactivatingagentfordieIectricmateriaIs.TheprincipIeofdirectac-tivationandthefactorsaffectingactivationwerediscussed.

非金属材料化学镀镍活化工艺研究

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

李兵，魏锡文，张朝阳，郑昆

李兵(辽宁电力科学研究院化学所)，魏锡文,张朝阳(重庆大学环境与化学化工学院)，郑昆(西南农业大学基础部)材料保护

Cailiao Baohu2001,34(2)21次

1.Schlesinger M;Kisel J Effect of Sn(Ⅱ)-Based Se nsitizer Adsorption in Electroless Deposition 1989(06)

2.Rantell A;Holtzman A Mechanism of Activation of Polymer Surface by Mixed Stannous Chloride/Palladium Chloride Catalysts 19733.Severin J W;Hokke R A Study on Changes in Surface Chemistry Duri ng the Initial Stages of Electroless Ni(P) Deposition onAlumina 1993(03)

4.Deminjer C H;Boom P F The Nucleation with SnCl2-PdCl2 Solut ions of Glass Before Electroless Plating 1973(12)5.邝少林;刘伏保;洪春化学镀第三代活化工艺的研究——离子型钯活化液[期刊论文]-材料保护 1986(03)6.董根岭;周完贞 TY-1型无锡胶体钯活化液的研制与应用[期刊论文]-电镀与精饰 1993(03)7.吴国卉;刘炳泗非晶态合金膜的制备、表征及性能的研究 1998(03)8.章兆兰;王志奎化学镀非晶态Ni-P合金在瓷介电容器上的应用 1999(02)9.袁高清;廖永忠氯化钯催化活性的研究 1998(09)10.查看详情

11.高德淑;苏光耀非金属电镀胶体活化液的研究 1993(02)

1. 王森林.吴辉煌玻璃表面的无钯活化化学镀镍[期刊论文]-应用化学2003,20(5)2. 王丽丽化学镀镍工艺[期刊论文]-电镀与精饰2002,24(3)

3. 李鹏.黄英.黄涛非金属材料化学镀镍工艺与镀层性能研究[期刊论文]-应用化工2003,32(5)

4. 傅圣利.李义和.王本根.陈占营.FU Sheng-li.LI Yi-he.WANG Ben-gen.CHEN Zhan-ying 玻璃表面无钯活化化学镀镍的研究[期刊论文]-电镀与精饰2000,22(5)

5. 曲荣明非金属表面无钯活化化学镀镍工艺研究[期刊论文]-黑龙江科技信息2008(20)

6. 张永清.任家烈.赵彭生化学镀镍层与Si3N4陶瓷的界面反应[期刊论文]-中国表面工程2004,17(2)7. 张永锋.马玲俊.郭为民.崔昭霞.温青非金属化学镀的活化工艺[期刊论文]-材料开发与应用2000,15(2)

8. 刘峥.肖顺华.林原斌.LIU Zheng.XIAO Shun-hua.LIN Yuan-bin ABS塑料表面化学镀镍无钯活化工艺研究[期刊论文]-材料保护2006,39(11)9. 玻璃表面无钯活化化学镀镍的研究等[期刊论文]-材料保护2000,33(11)

10. 柏冬.范立群.胡范成玻璃基体表面化学镀镍的研究[期刊论文]-枣庄学院学报2008,25(5)

1.李丽波.安茂忠.武高辉陶瓷表面的化学镀[期刊论文]-电镀与环保 2004(5)2.佟梓嘉浅析化学工艺镀层在非金属表面的应用[期刊论文]-华章 2011(19)3.黄洁.刘祥萱.吴春 ABS塑料表面无钯化学镀镍新工艺[期刊论文]-材料保护 2009(4)

4.吴明忠.马臣.武淑艳碳化硼颗粒表面化学镀镍[期刊论文]-佳木斯大学学报（自然科学版） 2007(4)5.曲荣明非金属表面无钯活化化学镀镍工艺研究[期刊论文]-黑龙江科技信息 2008(20)6.邵谦.杨玉香.葛圣松空心玻璃微珠表面化学镀镍活化新工艺[期刊论文]-材料工程 2007(8)

7.高岗强.黄金田木材化学镀镍的镍活化工艺对镀层均匀度的影响因素分析[期刊论文]-内蒙古农业大学学报（自然科学版） 2007(1)8.何万强.汪晖.王文昌.光崎尚利.陈智栋应用镍/铜胶体催化的环氧树脂化学镀镍[期刊论文]-电镀与涂饰 2006(3)

下载地址：70非金属材料化学镀镍活化工艺研究.Doc

　　【】