稳定剂对中温化学镀镍-磷合金的影响

? 9 ? DOI: 10.19289/j.1004-227x.2018.01.003

稳定剂对中温化学镀镍–磷合金的影响

叶涛，刘定富*，沈岳军

（贵州大学化学与化工学院，贵州 贵阳 550025）

摘要：以镀液稳定性、沉积速率、镀层磷含量和光泽度为评价指标，研究了硫酸铜、硫酸高铈和硫脲各自作为稳定剂时对45钢上

中温化学镀镍的影响。镀液的基础配方和工艺条件为：NaH 2PO 2·H 2O 28 g/L ，NiSO 4·6H 2O 26 g/L ，C 6H 8O 7·H 2O 12 g/L ，

CH 3COONa·3H 2O 15 g/L ，十二烷基磺酸钠(SDS )10 mg/L ，丁二酸3 g/L ，pH 5.2 ± 0.2，温度(75 ± 2) °C ，时间1 h 。采用硫酸铜

作为稳定剂时，镀层的光泽度最好，但沉积速率较慢；采用硫脲作为稳定剂时，镀液稳定性最好，沉积速率最快，但镀层光泽

度较低；采用硫酸高铈作为稳定剂时，化学镀镍的效果不佳。将6 mg/L CuSO 4·5H 2O 与2 mg/L 硫脲复配时，镀液稳定性最好，

沉积速率为15.72 μm/h ，可获得光泽度为171.3 Gs 、表面平滑、结晶细致的中磷化学镀镍层。

关键词：碳钢；化学镀镍；中温；稳定剂；硫酸铜；硫酸高铈；硫脲；光泽度

中图分类号：TQ153.2 文献标志码：A 文章编号：1004 – 227X (2018) 01 – 0009 – 04

Effects of stabilizers on electroless plating of nickel–phosphorus alloy at moderate temperature // YE Tao,

LIU Ding-fu*, SHEN Yue-jun

Abstract: The effects of copper sulfate, cerium(IV) sulfate and thiourea respectively as a stabilizer on electroless nickel

plating at moderate temperature were studied by evaluating the bath stability, deposition rate, phosphorus content and

glossiness of nickel coating. The basic bath composition and process conditions are as follows: NaH 2PO 2·H 2O 28 g/L,

NiSO 4·6H 2O 26 g/L, C 6H 8O 7·H 2O 12 g/L, CH 3COONa·3H 2O 15 g/L, sodium dodecyl sulfonate (SDS )10 mg/L, succinic

acid 3 g/L, temperature (75 ± 2) °C, pH 5.2 ± 0.2, and time 1 h. The bath containing copper sulfate produces nickel coatings

with the highest glossiness at a slow deposition rate. When using thiourea, both bath stability and deposition rate are the best,

but the glossiness of nickel coating is low. The result of electroless nickel plating with cerium(IV) sulfate as stabilizer is not

satisfactory. When 6 mg/L CuSO 4·5H 2O and 2 mg/L thiourea are combined, the bath has the best stability with a deposition

rate of 15.72 μm, and produces medium-phosphorus-content nickel coating with a glossiness of 171.3 Gs, smooth surface, as

well as fine and compact crystallization.

Keywords: carbon steel; electroless nickel plating; moderate temperature; stabilizer; copper sulfate; cerium(IV) sulfate;

thiourea; glossiness

First-author’s address: School of Chemistry and Chemical Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China

化学镀镍在电子、机械、航空航天、汽车等领域中被广泛应用[1-3]。传统高温化学镀镍工艺在85 ~ 95 °C

下施镀，虽然沉积速率高，但存在镀液挥发和自分解较快，工作环境恶劣，软质基材(如塑料)在施镀过

程中易发生变形等不足，大大限制了化学镀应用领域的拓展[4-6]。于是中温化学镀工艺成为研究热点和难

点之一[6]。稳定剂具有抑制镀液分解而稳定镀液的作用，能够在一定程度上保证施镀过程的顺利进行。

目前常用的化学镀镍稳定剂主要有以下4类：(1)第VIA 族元素S 、Se 、Te 的化合物，其中以硫脲为典

型代表；(2)含氧化合物，如2AsO -

、3IO -、24SO -等，其中以KIO 3为典型代表；(3)重金属离子，如Pb 2+、

Sn 2+、Cd 2+等；(4)水溶性有机物，如马来酸、甲叉丁二酸等。本文分别以硫脲、硫酸铜(CuSO 4·5H 2O )

和硫酸高铈[Ce(SO 4)2·4H 2O ]为稳定剂，研究了三者对中温化学镀镍的影响，以得到较优的复合稳定剂，

为后续深入研究中温化学镀镍奠定基础。

1 实验

1. 1 工艺流程

以50 mm × 50 mm × 2 mm 的45钢为基体，工艺流程为：除油(Na 2CO 3 25 g/L ，Na 3PO 4 25 g/L ，十二

收稿日期：2017–08–17

修回日期：2017–12–07 基金项目：2017年贵州大学研究生创新基金（研理工2017003）；铝合金化学镀镍低铬钝化综合研究（黔科合区域合[2014]7007）。

作者简介：叶涛（1992–），男，贵州六枝特区人，在读硕士研究生，主要研究方向为材料表面处理技术研发。

通信作者：刘定富，教授，(E-mail) liuxiao8989@https://www.docsj.com/doc/0114943125.html, 。

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