工業(yè)鋁型材生產(chǎn)加工廠家

鋁合金型材化學(xué)鍍鎳概述：

鎳的化學(xué)符號Ni，具有良好的延展性和適中的強(qiáng)度，并在多種介質(zhì)中有很高的抗蝕性；目前鋁合金型材領(lǐng)域廣泛使用的化學(xué)鍍鎳技術(shù)都是采用次磷酸鹽作為還原劑的化學(xué)鍍鎳溶液，從這種化學(xué)鍍鎳溶液中獲得的鍍鎳層是無序的金屬鎳和磷化鎳的復(fù)合鍍層；這種復(fù)合鍍層硬度高，耐磨性好；當(dāng)鍍層中磷含量大于8%時(shí)，鍍層是非磁性的，有優(yōu)異的抗蝕性和抗氧化性；

化學(xué)鍍鎳工藝：

化學(xué)鍍鎳是鎳鹽溶液在強(qiáng)還原劑的作用下使鎳離子還原成單質(zhì)鎳，按一定的晶格順序沉積在鋁合金型材表面的金屬鎳層；常用的還原劑有次磷酸鹽、硼氫化物及其衍生物、肼等；這些還原劑在還原鎳時(shí)其自身轉(zhuǎn)變?yōu)榱住⑴?、氮等，同時(shí)與鎳一起析出，所以化學(xué)鍍鎳根據(jù)所用還原劑的不同在鋁合金型材上獲得是鎳-磷、鎳-硼、鎳-氮等合金鍍層；化學(xué)鍍鎳溶液中所用的還原劑不同，其化學(xué)鍍鎳的工藝亦不同，在本節(jié)以次磷酸鹽為例來簡要介紹化學(xué)鍍鎳工藝；

次磷酸鹽作為還原劑的鍍鎳過程其反應(yīng)機(jī)理就目前而言有“電化學(xué)理論”“氫化物理論”和“原子氫態(tài)理論”三種，現(xiàn)分述如下；

1：電化學(xué)理論

電化學(xué)理論有兩種解釋，一種解釋是在化學(xué)鍍鎳過程中次磷酸根被氧化而釋放出電子，鎳還原的分步驟反應(yīng)工藝如下：

①次磷酸根被氧化而釋放電子：H2PO2^-+H2O→H2PO3^-+2H^++2e^-

②鎳離子得到電子還原成金屬鎳：Ni^2++2e-→Ni↑

③氫離子得到電子還原成氫氣：2H++2e^-→H2↑

④次磷酸根得到電子析出磷：H2PO2^-+e^-→P+2OH^-

⑤鎳還原的總反應(yīng)式：Ni^2++H2PO2^-+H2O→H2PO3^-+2H^++Ni

從以上總反應(yīng)式可以看出，這其實(shí)是第一步和第二步的反應(yīng)之和而忽略了第三步和第四步反應(yīng)，這是因?yàn)?，后兩步反?yīng)的速率并不和關(guān)鍵的第二步反應(yīng)式成正比，它隨溶液成分的比例、溶液的pH值、溫度以及添加劑的不同而有較大的變化；

這一理論的另一種解釋是依靠在化學(xué)鍍鎳過程中產(chǎn)生原電池的作用，在電池陽極與陰極分別發(fā)生如下反應(yīng)：

陽極反應(yīng)：H2PO2^-+H2O→H2PO3^-+2H^++2e^-

陰極反應(yīng)：Ni^2++2e^-→Ni

          2H^++2e→H2↑

          H2PO2^-+e^-→P+2OH^-

2：氫化物理論

持這一理論的學(xué)者認(rèn)為次磷酸鹽與溶液中的氧離子作用生成還原能力更強(qiáng)的氫負(fù)離子，在催化表面上，氫負(fù)離子使鎳離子還原生成單質(zhì)鎳，其相關(guān)反應(yīng)如下：

H2PO2^-+O^2-→[HPO3]^2-+H^-

Ni^2++H^-→Ni+H^+

溶液中的氫離子和氫負(fù)離子相互作用生成氫氣，同時(shí)氫負(fù)離子在酸性介質(zhì)中還原次磷酸根生成單質(zhì)磷，與單質(zhì)鎳共沉積而形成合金鍍層，其相關(guān)反應(yīng)式如下：

H^++H^-→H2↑

2PP2^3-+6H^-+4H2O→2P+3H2+8OH^-

鎳的總還原反應(yīng)式為：Ni^2++H2PO2^-+O^2-→[HPO3]^2-+H^++Ni

3：原子氫態(tài)理論

這一理論認(rèn)為，在化學(xué)鍍鎳過程中依靠鋁合金型材的催化作用，使次磷酸根分解而析出初生態(tài)原子氫，生成的初生態(tài)原子氫還原鎳離子成為金屬鎳，同時(shí)原子態(tài)氫也與次磷酸根作用使磷還原成單質(zhì)磷，還有部分原子氫相互作用生成氫氣逸出，其相關(guān)反應(yīng)式如下：

Ni^2++2H→Ni+2H^+

H2PO2^-+H→P+H2O+OH^-

2H→H2↑

次磷酸根的氧化和鎳離子的還原的總反應(yīng)式為：Ni^2++H2PO2^-+H2O→HPO3^2-+3H^++Ni