由于化學鍍鎳層具有優(yōu)秀的均勻性、硬度、耐磨和耐蝕性等綜合物理化學性能,鍍鎳該項技術已經(jīng)得到廣泛應用,幾乎難以找到一個工業(yè)不采用化學鍍鎳技術。航空航天工業(yè)為化學鍍鎳的使用大戶之一,比較突出的應用實例是:美國俄克拉荷馬航空后勤中心,自1979年以來,以及西北航空公司自1983年以來均采用化學鍍鎳技術修復飛機發(fā)動機零件。普拉特-惠特尼公司的JT8D噴氣發(fā)動機雖已經(jīng)停產(chǎn),可是迄今仍有上千臺這種發(fā)動機在波音727和麥道DC-9飛機上使用,原因是:一種高磷,壓應力的化學鍍鎳技術用于修復JT8D六種型號的噴氣發(fā)動機的葉輪,確保了這種發(fā)動機的重新使用。在航空發(fā)動機的渦輪機或壓縮機的葉片上,通常鎳磷合金化學鍍厚為25~75um,以防止燃氣腐蝕,其疲勞強度的降低比電鍍鉻少25%。俄克拉荷馬航空后勤中心采用超厚層化學鍍鎳修復飛機零件,鍍厚達275~750um。原采用電鍍工藝時的返工率達50%,采用化學鍍鎳后合格率達90%以上,可見取得了明顯的經(jīng)濟效益。飛機上的輔助發(fā)電機(APU)經(jīng)化學鍍鎳后,其壽命提高3~4倍。重達8.2噸的渦輪發(fā)動機的主軸承面經(jīng)化學鍍鎳100um,以防止開機和停機所引起的振動損壞。為減輕重量,航空工業(yè)大量使用鋁合金件,經(jīng)化學鍍鎳廠家表面強化后不僅耐蝕、耐磨,而且可焊,如沖程發(fā)動機的活塞頭經(jīng)化學鍍鎳后提高了使用壽命。其他還有鈦合金件、鈹合金件均采用低應力和壓應力的化學鍍鎳表面保護等措施。
鍍金層外觀為金黃色,具有很高的化學穩(wěn)定性,只溶于王水及其他超強酸,不溶于其它酸。金的原子價為一價和三價。一價金的標準電位φ°Au+/Au為+1.68V,三價金的標準電位φ°Au3+/Au為+1.50V。對鋼、銅、銀及其合金基體而言,金鍍層為陰極性鍍層,鍍層的孔隙影響其防護性能。鍍金層延展性好、易拋光、耐高溫,具有很好的抗變色性能。在銀層上鍍金可以防止銀的變色;金合金鍍層可呈現(xiàn)多種色調(diào),故常用作裝飾性鍍層,如鍍首飾、鐘表零件、藝術品等。鍍金具有較低的接觸電阻、導電性能良好、易于焊接、耐腐蝕性強、并具有一定的耐磨性(指硬金),因而在精密儀器儀表、印制電路板、集成電路、管殼、電接點等方面有著廣泛的應用。
連接器電鍍工藝:鍍?nèi)辖?,連接器電鍍從導電性角度考慮,鍍銀是首選的工藝,但是由于銀的成本較高,且在外裝時防色性能較差,因此,鍍?nèi)辖饛S家對于外裝的連接器特別是N型連接器,多采用三元合金代銀鍍層。這種三元合金鍍層是由銅錫鋅三種金屬元素組成,鍍層中三種成分的比例為銅65%~70%,錫15%~20%,鋅10%~l5%,但是鍍液中各組分的含量不能按鍍層的含量來配,而是要根據(jù)各組分在陰極上能還原出合適的鍍層比例的量來設計,常用的鍍?nèi)辖鸬腻円夯窘M成如下:在生產(chǎn)實踐中,通常還要加入一些商業(yè)添加劑,才能得到較光亮和細致的鍍層,但是鍍層只有在較薄的時候才能有光亮作用,并且對基體表面的.光潔度和底鍍層的光亮度也有一定要求,即底鍍層要有較高的光亮度,才能保證三元合金鍍層的光亮度。如果三元合金鍍層鍍得較厚,則難以得到全光亮鍍層。
電鍍金的原理:當電源加在鉑金鈦網(wǎng)(陽極)和硅片(陰極)之間時,溶液會產(chǎn)生電流,并形成電場。優(yōu)質(zhì)鍍金陽極發(fā)生氧化反應釋放出電子,同時陰極得到電子發(fā)生還原反應。陰極附近的絡合態(tài)金離子與電子結(jié)合,以金原子的形式沉積在硅片表面。鍍液中的絡合態(tài)金離子在外加電場的作用,向陰極定向移動并補充陰極附近的濃度消耗。電鍍的主要目的是在硅片上沉積一層致密、均勻、無孔洞、無縫隙、無其它缺陷的金。電鍍金的性能特點:1、高導電性;2、那腐蝕、耐磨性;3、抗變色性;4、良好的焊接性能;5、優(yōu)良的延展性;6、優(yōu)良反射性能紅外線;7、低接觸電阻。
鍍?nèi)辖鸺夹g”是指由高導電性的銀做基底,覆蓋“三元合金”薄層的雙層電鍍技術,其中“三元合金”指銅錫鋅的合金,銅占55%, 錫占25-30%,鋅占15-20%, “三元合金”外觀與不銹鋼相似。其電阻系數(shù)為1.7μΩcm (RF-10 GHz),導電率為59(106S/m) (RF-10 GHz), 接觸電阻小于10mΩ at 100 cN,在些微活性焊劑的幫助下呈可焊性。“鍍?nèi)辖鸺夹g”為適應高頻連接、在寬頻范圍內(nèi)最大傳導率的要求而產(chǎn)生,另外,“鍍?nèi)辖鸺夹g”能使射頻器件在經(jīng)受工業(yè)氣體、汗?jié)n等的腐蝕或刮擦后,保持良好的外觀,而無保護的銀鍍層即使在通常環(huán)境下也會迅速氧化?!板?nèi)辖鸺夹g”防止表面氧化及生膜,使用中不會失去表面光澤。鍍?nèi)辖鸨砻娣乐构尾?、對磕碰不敏感的特性,也防止了鍍銀的冷焊及非良好配合組裝引起的損壞。與鍍銀相比,在器件組裝方面“鍍?nèi)辖鸺夹g”尤其降低了由擦碰引起的損失。
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