CN101709466B - 化学镀镍层的碱性钝化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化学镀镍层的碱性钝化方法，该方法包括如下步骤：首先配制碱性钝化液，在纯水中按顺序溶解氢氧化钠或氢氧化钾5～30g/L、碳酸钠1～30g/L、高锰酸盐1～40g/L、磷酸盐20～70g/L、硅酸盐1～30g/L；然后所得的上述溶液加热至70～85℃；将各种基材上化学镀镍获得的化学镀镍层浸入溶液进行钝化，钝化时间为10～25min，钝化后水洗吹干；本发明方法既可以提高镀镍层的抗腐蚀能力，同时也有效地较少了钝化液对环境的污染。

Description

化学镀镍层的碱性钝化方法
技术领域
本发明属于材料表面化学处理的技术领域，具体涉及一种用碱性钝化液对化学镀镍层进行钝化的方法。
背景技术
化学镀过程是一种自催化的化学反应过程，不存在电镀过程中由于电流分布不均匀而引起的镀层厚度差异的问题。化学镀技术几乎在国民经济的各个领域都得到了广泛的应用，使得它作为一种重要的技术工艺为人们认识和发展。
然而，目前化学镀镍在PCB等行业的应用过程中，因镀层厚度限定在2～5微米，存在抗腐蚀性能不足的现象，而镀层质量直接影响器件制造工艺中芯片的焊接及强度，镀层质量差容易引起焊接器件的脱落，以及引线键合的强度和可靠性，并影响器件的电参数。在现有的化学镀镍层钝化液中存在铬污染，或者钝化效果不佳等问题。若使用酸性溶液，也会造成残液的不良影响。为了保持化学镀镍技术的优势，又克服其化学镀镍层抗腐蚀能力不足的问题，提出本发明。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有化学镀镍层抗腐蚀能力低的问题。提出在碱性溶液条件下对化学镀镍层进行化学钝化，于镍层表面形成一薄层的钝化膜，从而有效地提高镍层的抗腐蚀能力。
碱性钝化液的作用原理在于利用氧化剂氧化化学镀镍层，在镀层表面产生镍离子，镍离子一旦产生便被硅酸盐、磷酸盐沉淀，于镀层表面形成致密的保护膜。
本发明的化学镀镍碱性钝化方法是在碱性条件下对镍层进行钝化，且钝化液可以避免引入有毒害作用的铬等污染物。镍层的钝化膜以镍的各种氧化物、氢氧化物为主，安全、无毒。钝化方法即将化学镀镍层浸入由氧化剂、成膜剂、pH调节剂和水配制的溶液中，在70～85℃温度下浸泡10～25min。
为了获得较好的钝化效果，本发明的关键在于选择合适的氧化剂和成膜剂。选择的氧化剂可以是钼酸铵、高锰酸钠或高锰酸钾，通过对比实验发现以高锰酸钾和高锰酸钠的效果最佳；成膜剂是磷酸钠和硅酸钠；pH调节剂是氢氧化钠或氢氧化钾和碳酸钠。
本发明的一种化学镀镍层的碱性钝化方法，包括如下步骤：
(1)配制碱性钝化液，在1L纯水中按顺序溶解氢氧化钠或氢氧化钾5～30g/L、碳酸钠1～30g/L、高锰酸盐1～40g/L、磷酸盐20～70g/L、硅酸盐1～30g/L；
(2)步骤(1)所得的溶液加热至70～85℃；将各种基材上化学镀镍获得的化学镀镍层浸入溶液进行钝化，钝化时间为10～25min，钝化后水洗吹干。
其中步骤(1)中所述的氢氧化钠或氢氧化钾及碳酸钠为pH调节剂。
其中步骤(1)中所述的高锰酸盐是高锰酸钾或高锰酸钠为氧化剂。
其中步骤(1)中所述的磷酸盐是磷酸钠，硅酸盐是硅酸钠，均为成膜剂。
其中步骤(1)中所述的氢氧化钠或氢氧化钾浓度为10g/L。
其中步骤(1)中所述的碳酸钠浓度为15g/L。
其中步骤(1)中所述的磷酸盐浓度为50g/L。
其中步骤(1)中所述的硅酸盐浓度为5g/L。
其中步骤(1)中所述的高锰酸盐浓度为3g/L。
其中步骤(2)中所述的钝化温度为80℃；所述的钝化时间为为20min。
本发明提出了在碱性条件下化学钝化化学镀镍层的方法，其有益效果是这种方法既可以提高镀镍层的抗腐蚀能力，同时也有效地较少了钝化液对环境的污染。
附图说明
图1化学镀镍试样的制备及其钝化的工艺步骤流程图。
图2镀层的线性扫描循环伏安曲线。
其中：1：未钝化的化学镀镍层；2：钝化后的化学镀镍层。溶液：5％(V/V)硝酸。
图3镀层的塔菲尔极化曲线。
其中：1：未钝化的化学镀镍层；2：钝化后的化学镀镍层。溶液：5％(V/V)硝酸。
具体实施方式
为配合本发明的实施，采用工业上广泛应用的化学镀镍液为基础镀液，具体配比如下：NiSO4·6H2O 25g/L，NaH2PO2·H2O 25g/L，乳酸8ml/L，甘氨酸1g/L，乙酸铵4.5g/L，丁二酸钠5g/L，柠檬酸6g/L，氨水调节pH：4.8～5.4，温度为80～83℃。试验用试片为尺寸40cm×50cm的黄铜，使用前以05#号金相砂纸打磨。
化学镀镍层的碱性钝化液，其组成包括：pH调节剂，氢氧化钠或氢氧化钾5～30g/L、碳酸钠1～30g/L；氧化剂，高锰酸盐1～40g/L；成膜剂，磷酸盐20～70g/L、硅酸盐1～30g/L；其余为水。
根据上述的化学成分范围，配制碱性钝化液，具体配比浓度范围如下所示：
NaOH或KOH的浓度为5～30g/L；其浓度优选为10g/L。
Na2CO3的浓度为1～30g/L；其浓度优选为15g/L。
Na3PO4·12H2O的浓度为20～70g/L；其浓度优选为50g/L。
Na2SiO3的浓度为1～30g/L；其浓度优选为5g/L。
KMnO4或NaMnO4·3H2O的浓度为1～40g/L；其浓度优选为3g/L。
实验条件如下：
钝化温度为70～85℃；最佳钝化温度优选为80℃。
钝化时间为10～25min；最佳钝化时间优选为20min。
化学镀镍试样的制备及其钝化的工艺步骤如流程图1所示。
镀镍层腐蚀试验，将化学镀镍样品，按碱性钝化工艺进行钝化后，使用50％(V/V)的硝酸测量镀层的黑化或起泡时间，评价镀层钝化前后在硝酸中抗腐蚀效果。并以电化学方法测试化学镀镍层的抗腐蚀性能，电化学试验测量条件：辅助电极为213型铂电极；参考电极为饱和甘汞电极；研究电极为未钝化和钝化的化学镀镍层；5％(V/V)硝酸溶液。综合分析实验数据，总结化学镀镍层钝化前后的效果比较如表1、图2、图3所示：
表1化学镀镍层碱性钝化前后的效果
Figure G2009102136683D00041
线性扫描循环伏安曲线如图2所示：在-0.1V～0.5V的电位范围内，未钝化和钝化的镀层分别表现出不同程度的氧化电流，如图2中曲线1、2所示。未经钝化的镀层自-0.1V电位开始便有明显的氧化电流，电位扫描至0.04V～0.1V时，出现了一个电流平台，之后氧化电流随电位正移线性增加。钝化的镀层其氧化电流在电位正移至0.1V后，才出现了较明显氧化电流。而且钝化的镀层在整个电位范围内氧化电流均小于未钝化的镀层，表明钝化后的镀层具有较好的抗硝酸腐蚀的能力。
另外，塔菲尔极化曲线如图3所示：未钝化的镀层其腐蚀电位为-0.101V，腐蚀电流为1.70×10-4A·cm-2；钝化的镀层其腐蚀电位为-0.078V，腐蚀电流为2.68×10-5A·cm-2。即钝化后的镀层腐蚀电位较未钝化的更正，腐蚀电流比未钝化的更小，因此，钝化后的镀层具有较好的抗硝酸腐蚀的能力。
综上所述的镀镍层腐蚀试验及电化学性能测试试验的数据及分析，表明经上述碱性钝化液钝化后的化学镀镍层具有较好的抗腐蚀能力，完全可以满足工艺的要求。
实施例1
配制以下配方的钝化液：
NaOH           5g/L     Na2CO3     10g/L
Na3PO4·12H2O  25g/L    Na2SiO3    3g/L
KMnO4          40g/L    其余为水
对化学镀镍试样进行钝化处理的实验条件如下：
钝化温度       70℃     钝化时间    10min
本发明在化学镀镍层上进行钝化的工艺步骤为：化学镀镍试样→水洗→干燥→钝化处理→水洗。
实施例2
配制以下配方的钝化液：
NaOH           10g/L    Na2CO3      15g/L
Na3PO4·12H2O  50g/L    Na2SiO3     5g/L
KMnO4          3g/L     其余为水
对化学镀镍试样进行钝化处理的实验条件如下：
钝化温度      80℃       钝化时间      20min
钝化工艺步骤同实例1。
实施例3
配制以下配方的钝化液：
NaOH           20g/L    Na2CO3      20g/L
Na3PO4·12H2O  40g/L    Na2SiO3     15g/L
KMnO4          5g/L     其余为水
对化学镀镍试样进行钝化处理的实验条件如下：
钝化温度      85℃        钝化时间     10min
钝化工艺步骤同实例1。
实施例4
配制以下配方的钝化液：
NaOH           30g/L    Na2CO3      30g/L
Na3PO4·12H2O  50g/L    Na2SiO3     25g/L
KMnO4          10g/L    其余为水
对化学镀镍试样进行钝化处理的实验条件如下：
钝化温度80℃钝化时间15min
钝化工艺步骤同实例1。
实施例5
配制以下配方的钝化液：
NaOH           10g/L    Na2CO3     25g/L
Na3PO4·12H2O  60g/L    Na2SiO3    30g/L
NaMnO4·3H2O   20g/L    其余为水
对化学镀镍试样进行钝化处理的实验条件如下：
钝化温度   75℃      钝化时间     15min
钝化工艺步骤同实例1。
实施例6
配制以下配方的钝化液：
KOH            10g/L    Na2CO3       15g/L
Na3PO4·12H2O  70g/L    Na2SiO3      10g/L
NaMnO4·3H2O   30g/L    其余为水
对化学镀镍试样进行钝化处理的实验条件如下：
钝化温度     70℃      钝化时间    25min
钝化工艺步骤同实例1。
实施例7
配制以下配方的钝化液：
NaOH           10g/L    Na2CO3     15g/L
Na3PO4·12H2O  50g/L    Na2SiO3    5g/L
NaMnO4·3H2O   3g/L     其余为水
对化学镀镍试样进行钝化处理的实验条件如下：
钝化温度     80℃    钝化时间    20min
钝化工艺步骤同实例1。

Claims (10)

1.一种化学镀镍层的碱性钝化方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)配制碱性钝化液，在纯水中按顺序溶解氢氧化钠或氢氧化钾5～30g/L、碳酸钠1～30g/L、高锰酸盐1～40g/L、磷酸盐20～70g/L、硅酸盐1～30g/L；
(2)步骤(1)所得的溶液加热至70～85℃；将各种基材上化学镀镍获得的化学镀镍层浸入溶液进行钝化，钝化时间为10～25min，钝化后水洗吹干。
2.如权利要求1所述的化学镀镍层的碱性钝化方法，其中步骤(1)中所述的氢氧化钠或氢氧化钾及碳酸钠为pH调节剂。
3.如权利要求1所述的化学镀镍层的碱性钝化方法，其中步骤(1)中所述的高锰酸盐是高锰酸钾或高锰酸钠为氧化剂。
4.如权利要求1所述的化学镀镍层的碱性钝化方法，其中步骤(1)中所述的磷酸盐是磷酸钠，硅酸盐是硅酸钠，均为成膜剂。
5.如权利要求1所述的化学镀镍层的碱性钝化方法，其中步骤(1)中所述的氢氧化钠或氢氧化钾浓度为10g/L。
6.如权利要求1所述的化学镀镍层的碱性钝化方法，其中步骤(1)中所述的碳酸钠浓度为15g/L。
7.如权利要求1所述的化学镀镍层的碱性钝化方法，其中步骤(1)中所述的磷酸盐浓度为50g/L。
8.如权利要求1所述的化学镀镍层的碱性钝化方法，其中步骤(1)中所述的硅酸盐浓度为5g/L。
9.如权利要求1所述的化学镀镍层的碱性钝化方法，其中步骤(1)中所述的高锰酸盐浓度为3g/L。
10.如权利要求1所述的化学镀镍层的碱性钝化方法，其中步骤(2)中所述的钝化温度为80℃；所述的钝化时间为20min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102400167B (zh) * 2011-11-21 2013-04-17 河南中原黄金冶炼厂有限责任公司 一种生产硫酸铵用蒸发器列管结垢的化学清洗方法
CN104388920B (zh) * 2014-11-12 2017-02-22 华南理工大学 一种用于化学镀Ni‑P镀层无铬钝化的方法
CN104357820B (zh) * 2014-11-14 2017-02-22 无锡伊佩克科技有限公司 一种镀镍板无铬钝化剂及其制备方法
CN105755456B (zh) * 2016-03-16 2018-04-24 昆明理工大学 一种碱性钝化液
CN105839099B (zh) * 2016-05-19 2018-10-09 华南理工大学 一种镀镍表面无铬钝化处理剂及处理工艺
CN116732508B (zh) * 2023-08-16 2023-11-21 江苏睿恩新能源科技有限公司 一种用于锂离子电池钢壳的表面防腐处理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0760401A1 (en) * 1995-08-21 1997-03-05 Dipsol Chemical Co., Ltd Liquid rust proof film-forming composition and rust proof film-forming method
CN1632169A (zh) * 2005-01-17 2005-06-29 大连理工大学 一种镁合金表面处理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0760401A1 (en) * 1995-08-21 1997-03-05 Dipsol Chemical Co., Ltd Liquid rust proof film-forming composition and rust proof film-forming method
CN1632169A (zh) * 2005-01-17 2005-06-29 大连理工大学 一种镁合金表面处理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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