化学镀镍的热力学 化学镀镍是用还原剂使溶液中的镍离子还原沉积在具有催化活性的表面上。
其反应式为 NiCm2++R→Ni+mC+O
C为络合剂、M为络合剂配位体数目,R、O分别为还原剂的还原态和氧化态。上式分解为:
阴极反应:NiCm2++2e→Ni+mC
阳极反应:R→O+2e
该氧化还原反应能否自发进行的热力学依据是反应堆自由能的变化ΔF298
化学沉镍加工厂

化学镀镍的热力学 化学镀镍是用还原剂使溶液中的镍离子还原沉积在具有催化活性的表面上。
其反应式为 NiCm2++R→Ni+mC+O
C为络合剂、M为络合剂配位体数目,R、O分别为还原剂的还原态和氧化态。上式分解为:
阴极反应:NiCm2++2e→Ni+mC
阳极反应:R→O+2e
该氧化还原反应能否自发进行的热力学依据是反应堆自由能的变化ΔF298。今以次磷酸盐还原剂作例子来计算化学镀镍自由能的变化如下:
还原剂的反应H2PO2-+H2O→HPO3-+3H-+2e
ΔF298=-23070卡/克分子——1卡=4.1868J
氧化剂的反应Ni2++2e→Ni
ΔF298=10612卡/克分子 总反应Ni2++H2PO2-+H2O→HPO32-+Ni+3H+ 该反应自由能的变化ΔF298=[10612+(-23070)]=-12458卡/克分子。 反应自由能变化
ΔF为负值、且比零小得多,所以从热力学判据得出结论表明用次磷酸盐做还原剂还原Ni2+是完全可行的。体系的反应自由能变化
ΔF是状态函数,凡是影响体系状态的各个因素都会影响反应过程的ΔF值。以上计算虽然是从标准状态下得到的,状态变化也会变化,但仍不失其判断反应能否进行的指导意义。
添加剂对化学沉积速度和形貌的影响探索了化学镀Ni-P和Ni-W-P等体系中镀液组成和添加剂的作用。实验发现,在无添加剂的化学镀Ni-P液中,Ni2+、NaH2PO2浓度和pH值的提高,可使化学沉积速度加快,而且Ni2+浓度和pH值的提高有利于Ni沉积量的增加,而NaH2PO2则明显促进P沉积量的上升。镀液中含有添加剂时,发现TU有助于Ni2+的还原,但抑制NaH2PO2的氧化;丙酸对Ni2+的还原和NaH2PO2的氧化均有促进作用;而La2O3对NaH2PO2的氧化有利。
它对镍晶核的形成有阻碍作用,TU浓度越大,成核所需的过电位越高;其次,在存在镍晶核的表面上,TU对镍颗粒的生长起促进作用,藉此也可解释TU对化学镀层形貌的影响。TU对成核生长的阻碍作用与形成表面络合物有关,但表面络合物形成却可以加速镍的沉积。光谱研究表明,TU以S原子在铜基体上吸附,而且在没有Ni2+存在时进行平卧式吸附,在Ni2+存在时吸附方式向垂直式吸附过渡。在形成的表面络合物中,TU又以S原子和Ni2+发生配位作用。
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