隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異,非金屬材料的利用越來越顯得重要。但是非金屬材料存在著不導(dǎo)電、不導(dǎo)熱、耐磨性差、易變形、不耐污染和缺乏金屬光澤等缺點,從而在一定程度上限制了其應(yīng)用。采用電鍍的方法在非金屬材料上沉積一層金屬,使其兼有金屬材料和非金屬材料兩者的優(yōu)點,可大大擴(kuò)展非金屬材料的使用性能和應(yīng)用范圍。非金屬材料電鍍與金屬材料電鍍的主要區(qū)別在于非金屬材料表面需要金屬化處理,即在非金屬材料電鍍之前,需先在非金屬材料表面施鍍一層導(dǎo)電金屬膜,使其具有一定的導(dǎo)電能力。常用的方法有噴涂導(dǎo)電膠、真空蒸鍍金屬層、化學(xué)鍍、化學(xué)噴鍍等。非金屬材料電鍍質(zhì)量的優(yōu)劣,關(guān)鍵取決于非金屬材料電鍍前預(yù)處理。非金屬材料鍍前預(yù)處理通常包括除油、粗化、敏化、活化及化學(xué)鍍等工序,工藝流程為:制件一去油一水洗一粗化一水洗一敏化一蒸餾水洗一活化一蒸餾水洗一化學(xué)鍍。當(dāng)然,對于不同的非金屬制品和不同的金屬鍍層,在工藝上有所差別,具體生產(chǎn)過程中,應(yīng)根據(jù)非金屬材料本身的特性,選擇恰當(dāng)?shù)墓に嚺浞剑拍鼙WC非金屬材料電鍍的質(zhì)量。
(1)除油
除油的目的是除去制件表面的油污,使粗化均勻,提高其與鍍層的結(jié)合力。常用的除油方法包括有機(jī)溶劑除油和堿性除油。
堿性除油液的組成與鋼鐵件堿性除油相似。堿性除油不能用于酚醛塑料等不耐堿的材料。堿性除油不宜采用過高溫度,否則容易引起制品變形。常用的化學(xué)去油工藝如下:
磷酸鈉Na3P04 50g/L 碳酸鈉Na2C03 30g/L
肥皂粉 適量 溫度 50℃
氫氧化鈉NaOH 25g/L 時間 表面被水潤濕為止
(2)粗化處理
為了增加鍍層與基體材料的結(jié)合力,一般均需對基體材料表面進(jìn)行粗化處理。粗化的目的是使非金屬基體表面呈現(xiàn)微觀粗糙,增大鍍層與基體的接觸面積,并使非金屬基體由憎水性變?yōu)橛H水性,從而增強(qiáng)鍍層與基體的結(jié)合力。
表面粗化處理有機(jī)械粗化法和化學(xué)粗化法。玻璃和陶瓷一般先采用噴砂法進(jìn)行機(jī)械粗化,接著進(jìn)行化學(xué)粗化。塑料和一些表面粗糙度要求高的裝飾零件,以及外形復(fù)雜、小尺寸、薄壁零件只采用化學(xué)粗化法。常用的化學(xué)粗化溶液有酸、堿或者有機(jī)溶劑,有時也可交替結(jié)合起來應(yīng)用。
(3)敏化處理
經(jīng)過粗化預(yù)處理的非金屬材料,一般還需要敏化處理。敏化處理是將經(jīng)粗化處理后的非金屬材料浸入亞錫鹽的酸性溶液中,使非金屬材料表面吸附一層液膜,在其后清水洗滌時,由于pH值升高,亞錫鹽水解生成氫氧化亞錫或氧化亞錫沉積物,被均勻地吸附在處理過的材料表面,此沉積物作為還原劑在活化處理時,把活化劑中的金屬離子還原成金屬。通常用的敏化處理工藝條件如下:氯化亞錫SnCl2•H20,10~50g/L;鹽酸HCl,30~50mL/L;金屬錫粒適量;室溫下浸漬3~5min。
因氯化亞錫在中性溶液中極易水解,所以在配制上述敏化液時,最好先將氯化亞錫溶于 鹽酸中,待全部溶解后,再加水稀釋。
(4)活化處理
經(jīng)過敏化處理的非金屬材料制件,還需要在活化液中進(jìn)行活化處理。活化處理是將敏化處理后的塑料制品浸入含有催化活性的貴金屬(如Au、Ag、Pd等)化合物的溶液中,亞錫離子把活化劑中的金屬離子還原成金屬粒子,使塑料表面生成一層具有催化活性的貴金屬層,作為化學(xué)鍍的氧化還原反應(yīng)催化劑。
最常用的活化劑是銀的硝酸鹽,也可用金、鈀的氯化物。由于金、鈀的鹽類很貴,一般情況很少被采用。由于硝酸鹽的光不穩(wěn)定性,所以使用硝酸鹽做活化劑時,應(yīng)盡量避免強(qiáng)光照射溶液,以免加速分解,否則不僅其使用壽命短,且影響鍍層與基體的結(jié)合力。常用的活化工藝如下:
① 硝酸銀AgN03,5~l0g/L,用氨水調(diào)到溶液澄清為止,室溫浸1min;
②二氯化鈀,0.25g/L;鹽酸HCl,2.5mL/L;室溫浸,1~5min。
為了使金屬材料電鍍前有一個導(dǎo)電的鍍層,可在活化后經(jīng)水洗凈,浸入化學(xué)鍍銅或化學(xué)鍍鎳溶液中,獲得銅層或鎳層,

















