镍铁合金电镀工艺研究+文献综述(3)
电解质在水溶液中能电离成正、负离子。而硫酸镍在水中能电离成荷正电的镍离子（Ni2+）和荷负电的硫酸根离子（SO42-）.电离式如下：
NiSO4=Ni2++SO42-
一般认为氯离子的作用是促进阳极溶解、增加溶液导电性、提高沉积效率。传统的观点认为氯离子能够提高溶液的导电性，而提高了阴极电流密度上限。其它导电盐如却达不到相同的效果。
氢氧化物夹杂的减少使镀层的活性提高，有利于降低放电超电位，并特别有利于主盐金属离子的放电，从而可提高阴极电流密度上限与沉积效率。
关于氯离子对镍阳极的活化机理，按照软硬酸碱理论，可以认为镍阳极相对溶液是一个酸，表面有带正电的镍离子，随着阳极电位的正移，阳极酸性将“变硬”。因此，在电位较正区域，阳极倾向于与硬碱络合，在电位较负区域，阳极倾向于与软碱络合。
在镍铁合金镀液中,主要是利用二价铁作为金属铁的来源,但是二价铁在空气中是不稳定的,会有少量氧化成为三价铁。尤其是在PH值超过5时，阳极钝化，剧烈搅拌的情况下,三价铁含量会增加。
2.2 镍铁溶液各组分及其作用原理
硫酸镍、硫酸亚铁是溶液的主盐。氯化镍是防止镍阳极氧化，提高溶液导电能力，增强阴极极化作用；十二烷基磺酸钠能降低镀液的表面张力，使氢气泡在镀件表面快速逸出，可防止针孔、毛刺、鼓泡等现象；糖精和光亮剂可使镀件合金镀层致密、光亮，柠檬酸作为络合剂可稳定亚铁离子、缓冲PH。
1． 柠檬酸钠：作为镍铁镀液的稳定剂，能与三价铁离子络合形成可溶性络合物，因而可防止生成Fe(OH)3沉淀，但不能消除溶液中溶解氧对二价铁离子的氧化作用，二价铁离子会不断地氧化成三价铁离子。因此，以柠檬酸钠为稳定剂的镍铁镀液中三价铁离子随着使用时间的增长而不断升高。为了避免三价铁离子升高所造成的危害，必须增加柠檬酸钠的用量。但柠檬酸钠用量增加后，将造成镀层的整平性能逐渐下降。另外，柠檬酸钠与二价铁离子和二价镍离子也能络合，将会使电位变负，不利于二价铁离子，二价镍离子的放电，反而使氢离子容易放电，导致PH值升高快，使镀液的分散能力变差，从而在镀件的低电流密度区出现白色或灰暗色云雾花斑，而三价铁离子升高，还会使镀层出现毛刺粗糙等现象。
稳定剂的主要作用是防止亚铁离子转化成三价铁离子及防止三价铁离子的危害。
在电镀过程中,亚铁离子将在阳极被氧化成三价铁离子,空气中的氧也会将溶液表面的亚铁离子氧化。因此,溶液中有一定量的三价铁离子并形成胶体：
Fe3++3OH-→Fe(OH)3
氢氧化铁胶体吸附有机物和悬浮固体微粒。当溶液通电后,氢氧化铁胶体及被其吸附的有机物与悬浮固体微粒通过传质步骤富集在阴极表面,一部分氢氧化铁将被阴极还原,阴极表面放出的氢气将三价铁离子还原后使氢氧化铁胶体离解:
Fe(OH)3+3e→Fe+3OH-
Fe(OH)3→Fe3++3OH-
从而使部分有机物与悬浮固体微粒脱附。显然，当氢氧化铁胶体数量较大时，大部分是不能被还原的。这必然造成氢氧化铁与其吸附的有机物和固体微粒的沉积。因此，必须减少镀液中三价铁离子的数量、消除氢氧化铁胶体。所以现代的
所谓稳定剂或安定剂中都包含有还原剂和络合剂。还原剂是降低三价铁离子浓度的。由于阳极在不断地产生三价铁离子,还原剂的消耗将很大。为了有效地发挥还原剂的作用,降低还原剂的消耗和减少还原剂副产物的影响,还原剂副产物应当能在阴极被再生,最好能被氢气再生。副产物能被氢气再生的还原剂可大大提高对阴极附近三价铁离子的还原作用,从而显著降低阴极表面附近氢氧化铁胶体的浓度。副产物不能被阴极再生的还原剂做不到这点,一旦消耗完就不起作用了,因而不能使镀液中三价铁离子的浓度稳度控制在较低水平。
上一篇：常温锌系磷化工艺研究