化学镀镍反应副产物H2的影响和措施
第27卷第4期2006年4月
腐蚀与防护
CORROSION&PROTECTION
V01.27No.4
April2006
化学镀镍反应副产物H2的影响和措施
姬玉林
(山东蓝星清洗防腐公司,济南250109)
摘要:阐述了Hz的产生机理,Hz的析出、成泡、富集、长大、上浮的动力学原理,分析了Hz对施镀过程的不利影响及有利影响,提出促进Hz的有利影响和降低其不利影响的措施。
关键词:机理;析出;气泡;上浮;动力学;狭缝;凹坑;针孔
中图分类号:TQl53.1文献标识码:A文章编号:1005—748X(2006)04—0201—02
INFLUENCEOFHYDRoGENONELECTROLESSNICKELPLATINGPROCESS
JIYu-lin
(ShandongBluestarCleaningandAnti-corrosionCompany,Jinan250109,China)
Keywords:Mechanism;Separatingout;Foaming;Floating;Dynamics;Flaw;Pit;Pore
1H2的产生机理
化学镀镍的反应机理于1960年以后提出,比较流行的有原子氢、电化学、氢化物及氢氧化物机理,在这些机理中产生氢气的化学反应方程式分别为:(1)原子氢机理:
HzPOF4-H20—HP0l一+H++2[H]ads
2[H]一H2千
其中Gutzeit的两步催化机理为:
H2POf—一POf4-2J-HI
2[H]一H2十
(2)电化学机理:
H2POf4-H20—一H2POf4-2H++2e
2H+4-2e—H2千
(3)氢化物机理:
H2PO丁4-H20——,-HPO;~4-2H+4-H—
H++H一一H2十
(4)氢氧化物机理:
Ni(OH)24-H2POf——,NiOHads+
H2POf+[H]
2[H]一H2十
从以上这四种机理均可看出,不论哪一种机理,也不论镀液是酸性还是碱性的,在施镀过程中均可产生氢气。
收稿日期:2005-07—11;修订日期:2005—08—122H2的析出、成泡、脱离、富集、上浮的动力学原理
施镀过程产生的原子态氢在镀液与基体的界面结合成分子氢,要在这种界面上产生一个很小的气泡核心,首先需要克服界面以及镀液对它产生的静压力,其次需要克服缝隙和凹坑对其产生的毛细管压力。氢在镀液中的溶解度很小,如果在镀液中没有现成的气液相界面时,产生新的界面需要极大的能量,新生成的气泡越小,需要的能量越大。
根据表面张力公式:Pm>Pg4-加4-2a/r
式中P心——形成气泡核心需要克服的压力,Pa;
P。——镀液上方的压力,Pa;
p,^——分别为镀液的密度和深度,kg/ma,
In;
广镀液的表面张力,N/m;
r初生气泡的核心半径,10-9m半径很小,大约在10~m,盯大约在10-1~10_2N/m,PH。大约为100~1000大气压
通过计算第三项便可看出,在镀液内部产生一个很小的氢气气泡核心,需要克服非常大的压力。所以,Hz气泡不可能在镀液内部产生。
气泡的核心即萌芽点只应该是镀件基体表面的粗糙部分或缺陷部分。因为镀液与基体的接触是润湿性的,从微观角度来看,在粗糙的基体表面上,总是有不少细缝和凹坑,它们的半径非常小,由于表面张力的作用,镀液不能进入。如果狭缝和凹坑的宽
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