化學(xué)鍍是在催化條件下發(fā)生的氧化-還原反應(yīng)過程。化學(xué)鍍?nèi)芤河山饘匐x子、絡(luò)合劑、還原劑、穩(wěn)定劑、緩沖劑等組成。化學(xué)鍍能夠順利實(shí)施的必要條件是金屬的沉積反應(yīng)只發(fā) 生在具有催化作用的工件表面,溶液本身相對(duì)穩(wěn)定,自發(fā)發(fā)生氧化-還原反應(yīng)的速度極慢,以保證溶液在較長的時(shí)間內(nèi)不會(huì)因自然分解而失效。
與電鍍不同的是,在化學(xué)鍍中,溶液內(nèi)的金屬離子是依靠得到由還原劑提供的電子而 還原成相應(yīng)的金屬的。完成化學(xué)鍍的過程有以下3種方式。
(1)置換沉積:利用被鍍金屬的電位比沉積金屬負(fù),將沉積金屬離子從溶液中置換在 工件表面上。其化學(xué)反應(yīng)可表述為:

溶液中金屬離子被還原沉積的同時(shí),伴隨著基體金屬的溶解,當(dāng)基體金屬表面被沉積 金屬完全覆蓋時(shí),反應(yīng)即自動(dòng)停止。所以,采用這種方法得到的鍍層非常薄。
(2)接觸沉積:利用電位比被鍍金屬高的第三金屬與被鍍金屬接觸,讓被鍍金屬表面 富積電子,從而將沉積金屬還原在被鍍金屬表面。其化學(xué)反應(yīng)實(shí)際上與置換沉積相同,只是不是基體金屬,而是第三金屬。其缺點(diǎn)是第三金屬離子會(huì)在溶液中積累。
(3)還原沉積:利用還原劑被氧化時(shí)釋放出的自由電子,把沉積金屬還原在鍍件表面。 其反應(yīng)過程可表述為:

式中,Re為還原劑;Ox為氧化劑。
一般意義上的化學(xué)鍍主要是指還原沉積化學(xué)鍍。它只在具有催化作用的表面上發(fā)生。 如果沉積金屬〔如鎳、銅等)本身就是反應(yīng)的催化劑,該化學(xué)鍍過程就稱為自催化化學(xué)鍍,它可以得到所需的鍍層厚度。如果在催化表面上沉積的金屬本身不能作為反應(yīng)的催化劑, 一旦催化表面被沉積金屬覆蓋,沉積反應(yīng)就會(huì)自動(dòng)終止,所以只能獲得有限厚度的鍍層。
與電鍍相比,化學(xué)鍍的優(yōu)點(diǎn)是不需要外加直流電源、不存在電力線分布不均勻的影 響,因而無論工件的幾何形狀多復(fù)雜,各部位鍍層的厚度都是均勻的;只要經(jīng)過適當(dāng)?shù)念A(yù)處理,它可以在金屬、非金屬、半導(dǎo)體材料上直接鍍覆;得到的鍍層致密,孔隙少、硬度 高,因而具有極好的化學(xué)和物理性能。
由于在化學(xué)鍍過程中,還原劑參與了整個(gè)化學(xué)沉積過程,并有少量沉積于鍍層中,因而對(duì)鍍層的性能有著顯著的影響。還原劑是化學(xué)鍍?nèi)芤褐械闹饕煞种唬龖?yīng)具有較強(qiáng)的還原作用外,還應(yīng)不使催化劑中毒。化學(xué)鍍?nèi)芤撼S玫倪€原劑有次磷酸鹽、甲醛、肼、 硼氫化物、胺基硼烷及其衍生物等,它們的氧化-還原電位見表4-24。

化學(xué)鍍技術(shù)在化工、電子、石油等工業(yè)中有著極為重要的地位,但因溶液的穩(wěn)定性較差,溶液的維護(hù)、調(diào)整和再生都比較麻煩,生產(chǎn)成本較高等因素而限制了它在其他工業(yè)中 的應(yīng)用。目前,用化學(xué)鍍的方法能獲得鎳、銅、銀、金、鈷、錫、鈀、鉑等單金屬鍍層和合金鍍層,并已在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用。其中,以化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍銅應(yīng)用最為普遍。










