為什么沒(méi)有金屬鎳的輔助,金屬鉬不能直接從水溶液中電鍍
- 教育綜合
- 2022-07-28 12:58:36
化學(xué)鍍鎳的原理
在催化劑Fe的催化作用下,溶液中的次磷酸根在催化表面催化脫氫,形成活性氫化物,并被氧化成亞磷酸根;活性氫化物與溶液中的鎳離子進(jìn)行還原反應(yīng)而沉積鎳,其本身氧化成氫氣。即:
2H2PO2-+2H2O+Ni2+→Ni0+H2↑+4H++2HPO32-。
與此同時(shí),溶液中的部分次磷酸根被氫化物還原成單質(zhì)磷進(jìn)入鍍層。即:
H2PO2-+[H+](催化表面)→P+H2O+OH-,所形成的化學(xué)鍍層是NiP合金,呈非晶態(tài)簿片結(jié)構(gòu)。 不用外來(lái)電流,借氧化還原作用在金屬制件的表面上沉積一層鎳的方法。用于提高抗蝕性和耐磨性,增加光澤和美觀。適合于管狀或外形復(fù)雜的小零件的光亮鍍鎳,不必再經(jīng)拋光。一般將被鍍制件浸入以硫酸鎳、次磷酸二氫鈉、乙酸鈉和硼酸所配成的混合溶液內(nèi),在一定酸度和溫度下發(fā)生變化,溶液中的鎳離子被次磷酸二氫鈉還原為原子而沉積于制件表面上,形成細(xì)致光亮的鎳鍍層。鋼鐵制件可直接鍍鎳。錫、銅和銅合金制件要先用鋁片接觸于其表面上1-3分鐘,以加速化學(xué)鍍鎳。
化學(xué)鍍就是在不通電的情況下,利用氧化還原反應(yīng)在具有催化表面的鍍件上,獲得金屬合金的方法。它是新近發(fā)展起來(lái)的一門新技術(shù)。 化學(xué)鍍鎳的歷史與電鍍相比,比較短暫,在國(guó)外其真正應(yīng)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(xiàn)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(xiàn)并使它應(yīng)用至今是在1944年,美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局的A.Brenner和G.Riddell的發(fā)現(xiàn),弄清楚了形成涂層的催化特性,發(fā)現(xiàn)了沉積非粉末狀鎳的方法,使化學(xué)鍍鎳技術(shù)工業(yè)應(yīng)用有了可能性。但那時(shí)的化學(xué)鍍鎳溶液極不穩(wěn)定,因此嚴(yán)格意義上講沒(méi)有實(shí)際價(jià)值?;瘜W(xué)鍍鎳工藝的應(yīng)用比實(shí)驗(yàn)室研究成果晚了近十年。第二次世界大戰(zhàn)以后,美國(guó)通用運(yùn)輸公司對(duì)這種工藝發(fā)生了興趣,他們想在運(yùn)輸燒堿筒的內(nèi)表面鍍鎳,而普通的電鍍方法無(wú)法實(shí)現(xiàn),五年后他們研究了發(fā)展了化學(xué)鍍鎳磷合金的技術(shù)、公布了許多專利。1955年造成了他們的第一條試驗(yàn)生產(chǎn)線,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)名稱為“Kanigen”。在國(guó)外,特別是美國(guó)、日本、德國(guó)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)部門得到了廣泛的應(yīng)用。
中國(guó)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(guó)性的化學(xué)鍍會(huì)議,據(jù)第五屆化學(xué)鍍年會(huì)發(fā)表文章的統(tǒng)計(jì)就已經(jīng)有300多家廠家,但這一數(shù)字在當(dāng)時(shí)應(yīng)是極為保守的。據(jù)推測(cè)國(guó)內(nèi)每年的化學(xué)鍍鎳市場(chǎng)總規(guī)模應(yīng)在300億元左右,并且以每年10%~15%的速度發(fā)展。
電鍍中鍍鎳的定義是什么?
屬鹽的(如NiSO4)溶液中作為陰極,金屬鎳板作為陽(yáng)極,接通直流電源后,在零件上就會(huì)沉積出金屬鎳鍍層。例如在硫酸鎳電鍍?nèi)芤褐绣冩嚂r(shí),在陰極上發(fā)生鎳離子得到電子還原為鎳金屬的反應(yīng),這是主要反應(yīng),其反應(yīng)式為: Ni2++2e→Ni0 還有氫離子還原為氫的副反應(yīng): 2H++2e→H2↑(氫氣) 在電鍍過(guò)程中是不希望產(chǎn)生這類副反應(yīng)的。 在鎳陽(yáng)極板上發(fā)生鎳金屬失去電子變成鎳離子的反應(yīng): Ni→Ni2++2e 有時(shí)還有以下副反應(yīng): 4OH-→2H2O+O2↑+4e 不是所有的金屬離子都能從水溶液中沉積出來(lái),如果在陰極上氫離子還原為氫的副反應(yīng)占主要地位,則金屬離子難以在陰極上析出。根據(jù)實(shí)無(wú)電解鍍鎳與一般電鍍鎳有什么區(qū)別
一、指代不同
1、無(wú)電解鍍鎳:又叫化學(xué)鍍鎳,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。
2、電鍍鎳:通過(guò)電解方法在金屬或某些非金屬上鍍上一層鎳的方法。
二、原理不同
1、無(wú)電解鍍鎳:在催化劑Fe的催化作用下,溶液中的次磷酸根在催化表面催化脫氫,形成活性氫化物,并被氧化成亞磷酸根;活性氫化物與溶液中的鎳離子進(jìn)行還原反應(yīng)而沉積鎳,其本身氧化成氫氣。
2、電鍍鎳:在由鎳鹽(稱主鹽)、導(dǎo)電鹽、pH緩沖劑、潤(rùn)濕劑組成的電解液中,陽(yáng)極用金屬鎳,陰極為鍍件,通以直流電,在陰極(鍍件)上沉積上一層均勻、致密的鎳鍍層。從加有光亮劑的鍍液中獲得的是亮鎳,而在沒(méi)有加入光亮劑的電解液中獲得的是暗鎳。
三、特點(diǎn)不同
1、無(wú)電解鍍鎳:厚度均勻和均鍍能力好是化學(xué)鍍鎳的一大特點(diǎn),也是應(yīng)用廣泛的原因之一,化學(xué)鍍鎳避免了電鍍層由于電流分布不均勻而帶來(lái)的厚度不均勻。
2、電鍍鎳:電鍍鎳結(jié)晶極其細(xì)小,并且具有優(yōu)良的拋光性能。經(jīng)拋光的鎳鍍層可得到鏡面般的光澤外表,同時(shí)在大氣中可長(zhǎng)期保持其光澤。所以,電鍍層常用于裝飾。
參考資料來(lái)源:百度百科-化學(xué)鍍鎳
參考資料來(lái)源:百度百科-鍍鎳
鍍鎳有什么用?
鍍鎳層主要作為銅層和金層之間的阻隔層,防止金銅互相擴(kuò)散,影響板子的可焊性和使用壽命,同時(shí)又鎳層打底也極大增加了金層的機(jī)械強(qiáng)度。鍍鎳是通過(guò)電解或化學(xué)方法在金屬或某些非金屬上鍍上一層鎳的方法。
通過(guò)電解或化學(xué)方法在金屬或某些非金屬上鍍上一層鎳的方法,稱為鍍鎳。鍍鎳分電鍍鎳和化學(xué)鍍鎳。電鍍鎳是在由鎳鹽(稱主鹽)、導(dǎo)電鹽、pH緩沖劑、潤(rùn)濕劑組成的電解液中,陽(yáng)極用金屬鎳,陰極為鍍件,通以直流電,在陰極(鍍件)上沉積上一層均勻、致密的鎳鍍層。
從加有光亮劑的鍍液中獲得的是亮鎳,而在沒(méi)有加入光亮劑的電解液中獲得的是暗鎳。化學(xué)鍍鎳又稱為無(wú)電解鍍鎳,也可以稱為自催化電鍍鎳,是指在一定條件下水溶液中的鎳離子被還原劑還原,并且沉淀到固態(tài)基體表面上的過(guò)程。
電鍍鎳的特點(diǎn)、性能、用途:
1、 電鍍鎳層在空氣中的穩(wěn)定性很高,由于金屬鎳具有很強(qiáng)的鈍化能力,在表面能迅速生成一層極薄的鈍化膜,能抵抗大氣、堿和某些酸的腐蝕。
2、電鍍鎳結(jié)晶極其細(xì)小,并且具有優(yōu)良的拋光性能。經(jīng)拋光的鎳鍍層可得到鏡面般的光澤外表,同時(shí)在大氣中可長(zhǎng)期保持其光澤。所以,電鍍層常用于裝飾。
3、 鎳鍍層的硬度比較高,可以提高制品表面的耐磨性,在印刷工業(yè)中常用鍍鎳層來(lái)提高鉛表面的硬度。由于金屬鎳具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性,有些化工設(shè)備也常用較厚的鎳鍍層,以防止被介質(zhì)腐蝕。
鍍鎳層還廣泛的應(yīng)用在功能性方面,如修復(fù)被磨損、被腐蝕的零件,采用刷鍍技術(shù)進(jìn)行局部電鍍。采用電鑄工藝,用來(lái)制造印刷行業(yè)的電鑄版、唱片模以及其它模具。厚的鍍鎳層具有良好的耐磨性,可作為耐磨鍍層。
尤其是近幾年來(lái)發(fā)展了復(fù)合電鍍,可沉積出夾有耐磨微粒的復(fù)合鎳鍍層,其硬度和耐磨性比鍍鎳層更高。若以石墨或氟化石墨作為分散微粒,則獲得的鎳-石墨或鎳-氟化石墨復(fù)合鍍層就具有很好的自潤(rùn)滑性,可用作為潤(rùn)滑鍍層。黑鎳鍍層作為光學(xué)儀器的鍍覆或裝飾鍍覆層亦都有著廣泛的應(yīng)用。
4、 鍍鎳的應(yīng)用面很廣,可作為防護(hù)裝飾性鍍層,在鋼鐵、鋅壓鑄件、鋁合金及銅合金表面上,保護(hù)基體材料不受腐蝕或起光亮裝飾作用;也常作為其他鍍層的中間鍍層,在其上再鍍一薄層鉻,或鍍一層仿金層,其抗蝕性更好,外觀更美。
在功能性應(yīng)用方面,在特殊行業(yè)的零件上鍍鎳約1~3mm厚,可達(dá)到修復(fù)目的。特別是在連續(xù)鑄造結(jié)晶器、電子元件表面的模具、合金的壓鑄模具、形狀復(fù)雜的宇航發(fā)動(dòng)機(jī)部件和微型電子元件的制造等方應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
5、 在電鍍中,由于電鍍鎳具有很多優(yōu)異性能,其加工量?jī)H次于電鍍鋅而居第二位,其消耗量占到鎳總產(chǎn)量的10%左右。
電鍍銅手藝中, 為什么不直接用 CuSO4 溶液作電鍍液?常用哪種電鍍液?
直接用硫酸銅溶液也是有的。 電鍍和電解精煉銅 電鍍時(shí),把待鍍的金屬制品(即鍍件)作陰極,鍍層金屬作陽(yáng)極,用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。 陽(yáng)極:M-ne-=Mn+ 陰極:Mn++ne-=M 這樣,在直流電的作用下,鍍層金屬就均勻地覆蓋到鍍件的表面。 同樣的道理,用純銅作陰極,用粗銅作陽(yáng)極,用CuSO4溶液作電解液。通入直流電,作為陽(yáng)極的粗銅逐漸溶解,在陰極上析出純銅,從而達(dá)到提純銅的目的。 而電鍍銅是使用最廣泛的一種預(yù)鍍層。錫焊件、鉛錫合金、鋅壓鑄件在鍍鎳、金、銀之前都要鍍銅,用于改善鍍層結(jié)合力。銅鍍層是重要的防護(hù)裝飾性鍍層銅/鎳/鉻體系的組成部分,柔韌而孔隙率低的銅鍍層,對(duì)于提高鍍層間的結(jié)上一篇
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