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化學(xué)鍍鎳層的硬度一般為400~700HV,經(jīng)適當熱處理后還可進一步提高到接近甚至超過鉻鍍層的硬度,故耐磨性良好,更難得的是化學(xué)鍍鎳層兼?zhèn)淞肆己玫哪臀g與耐磨性能。化學(xué)鍍鎳層的化學(xué)穩(wěn)定性高于電鍍鎳層的化學(xué)穩(wěn)定性。
化學(xué)鍍鎳技術(shù)在微電子器件制造業(yè)中應(yīng)用的增長十分迅速。據(jù)報導(dǎo)施樂公司在超大規(guī)模集成電路多層芯片的互連和導(dǎo)通孔(via-hole)的充填整平化工藝中,采用了選擇性的鎳磷合金化學(xué)鍍技術(shù);其產(chǎn)品均通過了抗剪切強度、抗拉強度、高低溫循環(huán)和各項電性能的試驗。
化學(xué)鍍鎳是計算機薄膜硬磁盤制造中的關(guān)鍵步驟之一。主要是在經(jīng)過精細加工的5086鎂鋁表面鍍12.5um厚的鎳磷合金層,為后續(xù)的真空濺射磁記錄薄膜做預(yù)備?;瘜W(xué)鍍鎳層含磷量為12%wt(原子百分比約20.5%)。鍍層必須是低應(yīng)力且為壓應(yīng)力。
化學(xué)鍍鎳經(jīng)過多年的不斷探索與研究,近幾年已發(fā)展極成熟了,化學(xué)鍍鎳水幾乎適用于所有金屬表面鍍鎳。如:鋼鐵鍍鎳,不銹鋼鍍鎳,鋁鍍鎳,銅鍍鎳等等,它同樣適用于非金屬表面鍍鎳。
化學(xué)鍍又稱為無電解鍍(Electroless plating),也可以稱為自催化電鍍(Autocatalytic plating)。具體過程是指:在一定條件下,水溶液中的金屬離子被還原劑還原,并且沉淀到固態(tài)基體表面上的過程。這一過程與置換鍍不同,其鍍層是可以不斷增厚的,且施鍍金屬本身也具有催化能力。
尤其是近幾年來發(fā)展了復(fù)合電鍍,可沉積出夾有耐磨微粒的復(fù)合鎳鍍層,其硬度和耐磨性比鍍鎳層更高。若以石墨或氟化石墨作為分散微粒,則獲得的鎳-石墨或鎳-氟化石墨復(fù)合鍍層就具有很好的自潤滑性,可用作為潤滑鍍層。黑鎳鍍層作為光學(xué)儀器的鍍覆或裝飾鍍覆層亦都有著廣泛的應(yīng)用。
化學(xué)鍍包括鍍鎳、鍍銅、鍍金、鍍錫等很多鍍種,但應(yīng)用范圍相當廣的還是化學(xué)鍍鎳。由于化學(xué)鍍鎳層具有很好的均勻性、硬度、耐磨和耐蝕性等綜合物理化學(xué)性能,該項技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,幾乎難以找到一個工業(yè)不采用化學(xué)鍍鎳技術(shù)。
化學(xué)鍍鎳的沉積速度受溫度、pH值、鍍液組成和添加劑的影響。通常溫度上升,沉積速度也上升。每上升10℃,速度約提高2倍。
對反應(yīng)速度、還原劑的利用率、鍍層的性質(zhì)都有很大的影響。
高硫鎳:高硫鎳一般含量為0.12~~0.25%。這種鎳具有比銅﹐銅錫合﹐暗鎳﹐光亮鎳﹐半光亮鎳﹐鉻等都高的電化學(xué)活性。高硫鎳鍍層主要用于鋼﹐鋅合金基體的防保-裝飾性組合鍍層的中間層﹐其原理是上層光亮鎳比下層半亮鎳含硫量高﹐因而使兩層間的電位差到100~~140mV﹐。