次磷酸钠是一种常用的化学镀镍还原剂,被广泛应用于各个行业。化学镀镍层具有平整性、耐蚀性、机械性能、导电性能和磁性能等多个优点。
与电镀相比,化学镀可以处理孔洞、沟槽、不规则表面和较大的镀件等难以处理的镀件。此外,化学镀还可以使用甲醛、硼氢化钠、肼、二甲基胺基硼烷和低价金属离子等还原剂。
次磷酸钠作为还原剂具有氧化还原电位低、镀液稳定和成本低的优点,因此被广泛使用。相比之下,甲醛的镀液不稳定且有毒,会对环境造成污染。硼氢化钠在非强碱性溶液中容易分解,因此镀液的pH值需要保持在11以上。肼作为还原剂可以获得纯度较高的镀镍层,但镀层内应力大且脆性大。二甲基胺基硼烷可以在较宽的pH值范围内操作,但价格较高。采用低价离子作为还原剂存在氧化还原反应不在催化剂表面进行的缺点。
次磷酸钠主要用作化学镀镍的还原剂。通过改变镀液组成和操作条件,可以获得磷的质量分数为3%~12%的镍-磷合金镀层。次磷酸钠的质量浓度一般为25~30g/L,Ni2+与H2PO2-的摩尔比应保持在0.25~0.60之间,最好在0.30~0.45之间。镀层外观性能差的原因是比值太低,而比值太高则会导致镀速变慢和效率降低。次磷酸钠的质量浓度直接影响镍沉积的反应速率。
次磷酸钠在铜表面不具备催化活性,因此在使用次磷酸钠作为化学镀铜的还原剂时,通常需要添加一些镍离子作为催化剂。镀层中镍的质量分数约为6%,导致镀铜层的导电性和延展性下降约30%。在使用次磷酸钠作为还原剂进行化学镀铜时,可以使用硫酸铁作为催化剂,而无需使用硫酸镍。溶液的组成为:五水合硫酸铜2g/L,七水合硫酸铁0.3g/L,酒石酸钾钠4g/L,次磷酸钠5g/L,硫酸铵0.8g/L,硫脲0.01g/L,pH值保持在10~13之间。
化学镀锡常使用次磷酸钠作为还原剂。与其他还原剂相比,次磷酸钠产生的废水更易处理且效果更好。镀层厚度随次磷酸钠的质量浓度升高而增加,达到最大值后略有下降。
次磷酸钠作为一种价格低廉、性质稳定且无毒副作用的还原剂,将会越来越广泛地应用。