3.11 以硼氢化钠为还原剂的化学镀镍液

3.11.1 还原剂的作用是什么？

还原剂硼氢化钠是一种白色盐类，易溶于水，具有较强的还原作用。在理论上1mol的硼氢化钠能还原4mol的金属离子，而次磷酸盐只能还原1mol的金属离子。硼氢化钠除了在强碱性溶液外极易分解，所以此镀液pH值应保持在11以上。

在强碱溶液中硼氢化钠能使镍离子还原，反应如下：

副反应如下：

硼氢化钠的浓度将明显地影响沉积速率和镀液稳定性，如图3-85所示。

从图中可以看出，随NaBH₄浓度增加，槽液的稳定性下降。要保持镀液的稳定性，降低镀液温度是一种办法，但这样会导致沉积速率的陡然下降。因此，可在加入氢氧化钠的同时，间隔地加入少量的硼氢化钠，以维持镀液中还原剂的浓度和保持较理想的沉积速率。

3.11.2 络合剂的作用是什么？

为了防止生成碱式镍盐沉淀，必须加入络合剂。络合剂一般采用乙二胺、乙二胺四乙酸或柠檬酸盐等。乙二胺对镍的沉积速率及镀液稳定性的影响如图3-86所示。

图3-85 NaBH₄浓度对沉积速率及镀液稳定性的影响

图3-86 乙二胺对镍的沉积速率及镀液稳定性的影响

3.11.3 稳定剂的工作原理是什么？

在高BH₄^-浓度、高温度下，镀液的稳定性很差，所以应加入稳定剂。研究结果表明，稳定剂对镀速及镀层中硼含量都有明显的影响：不加稳定剂时，镍硼镀层中硼含量为5.7%（质量分数），镀速为10μm/h；加入硝酸铊时，硼含量下降至4.3%（质量分数），但沉积速率却提高到25μm/h。

稳定剂还有含硫的脂肪族碳酸、炔酸、芳香族硫化物、重金属化合物、噻吩、硫茚等。

3.11.4 温度对沉积速率有什么影响？

温度过高，镀液容易分解；过低，反应速率过慢。因而对酸性化学镀镍温度最好保持在85～95℃。图3-87是在有无稳定剂条件下硼氢化钠镀液中温度对镍沉积速率的影响。图3-88表明了在含30g/L的NiCl₂·6H₂O、60g/L的乙二胺、40g/L的NaOH、3g/L的NaF₃、0.5g/L的NaBH₄、2g/L的氯化铅的化学镀镍溶液中镀液的温度、时间与沉积量的关系。

3.11.5 以硼氢化钠为还原剂的化学镀镍工艺有哪些？

以硼氢化钠为还原剂的化学镀镍工艺如表3-55所示。

图3-87 硼氢化钠镀液中温度对镍沉积速率的影响

1—无稳定剂 2—100mg/LTINO3

图3-88 镀液温度对镍的沉积速率的影响

1—（50±2）℃ 2—（60±2）℃ 3—（70±2）℃ 4—（80±2）℃ 5—（90±2）℃

表3-55 以硼氢化钠为还原剂的化学镀镍工艺