电积镍常见问题：镍层表面麻点、气孔等缺陷的产生原因及解决工艺

一、麻点产生原因及解决工艺

1.产生原因

•杂质污染

◦电解液中存在杂质离子，如铁、铜、锌等重金属离子。这些杂质离子在电积过程中可能会与镍离子竞争电极表面，干扰镍的正常沉积，导致镍层表面不均匀，形成麻点。

◦溶液中的悬浮杂质，如未完全溶解的固体颗粒等，也可能吸附在电极表面，阻碍镍的沉积，造成麻点。

•电极表面状态不佳

◦阳极表面粗糙或有氧化物层。粗糙的阳极表面会使电场分布不均匀，导致局部电流密度过大，镍沉积不均匀，产生麻点。阳极表面的氧化物层可能会影响电极反应的进行，也会间接导致镍层麻点的形成。

◦阴极表面在电积前处理不干净，存在油污、油脂或其他污染物，这些污染物会影响镍离子在阴极的沉积，使镍层表面出现麻点。

•电解液成分及工艺参数

◦电解液中镍离子浓度过高或过低都可能影响镍层的沉积质量。浓度过高时，镍离子在电极表面的扩散速度可能跟不上沉积速度，导致局部镍离子堆积不均匀而形成麻点；浓度过低时，可能会使沉积过程不稳定，也易产生麻点。

◦温度对镍层的沉积也有影响。如果电解液温度过低，镍离子的扩散速度减慢，沉积速度不均匀，容易产生麻点；温度过高时，可能会引起电解液中某些成分的分解或反应异常，同样影响镍层质量。

◦电流密度过大时，会使镍沉积速度过快，镍原子排列不整齐，容易形成麻点。

2.解决工艺

•电解液净化

◦采用化学沉淀法去除重金属杂质离子。例如，对于铁离子，可以加入过氧化氢将二价铁氧化为三价铁，然后调节pH值，使铁离子形成氢氧化铁沉淀而除去。

◦对于悬浮杂质，通过过滤的方法进行去除，可使用精密过滤器，确保电解液中固体颗粒含量低于一定标准。

•电极预处理

◦阳极处理：对阳极进行抛光处理，去除表面的粗糙部分和氧化物层。可以采用机械抛光或化学抛光的方法，使阳极表面光滑平整，保证电场分布均匀。

◦阴极处理：在电积前，对阴极进行彻底的清洗，可采用有机溶剂去除油污，然后用酸液进行酸洗，去除表面的氧化物和其他杂质，最后用去离子水冲洗干净。

•优化电解液成分和工艺参数

◦严格控制电解液中镍离子浓度，通过定期分析检测，将其维持在合适的范围内，一般根据具体的电积工艺，镍离子浓度可控制在一定摩尔浓度区间。

◦调节电解液温度至合适范围，不同体系下合适的温度有所不同，通常在3060°C之间，通过加热或冷却装置来控制温度。

◦合理调整电流密度，根据电解液成分、电极材料等因素，确定合适的电流密度范围，避免电流密度过大。

二、气孔产生原因及解决工艺

1.产生原因

•电解液中的气体

◦电解液中溶解有气体，如氢气和氧气。在电积过程中，当这些气体在电极表面析出时，会形成气泡。如果气泡不能及时脱离电极表面，就会在镍层中留下气孔。

◦气体的来源可能是电解液配制过程中带入的空气，或者是电积过程中电极反应产生的气体。例如，在某些情况下，阳极可能会发生析氧反应，产生的氧气如果不能及时排出，就会形成气孔。

•电极反应不均匀

◦电极表面电场分布不均匀会导致电极反应不均匀。在局部电流密度大的地方，可能会产生更多的气体，这些气体在逸出过程中容易形成气孔。

◦电极表面粗糙度不一致也会引起电极反应不均匀，进而产生气孔。

•搅拌不均匀

◦如果电解液没有得到充分搅拌，电解液中的离子浓度分布不均匀，会导致电极反应不均匀。同时，不均匀的搅拌也不利于电极表面气泡的及时排出，容易产生气孔。

2.解决工艺

•除气处理

◦在电解液配制过程中，采用真空除气或惰性气体鼓泡除气的方法。真空除气是将电解液置于真空环境下，使溶解的气体逸出；惰性气体鼓泡除气是向电解液中通入氮气或氩气等惰性气体，将溶解的气体置换出来。

◦在电积过程中，也可以通过向电解液中通入少量的惰性气体，使产生的气体及时随惰性气体逸出电极表面，防止气孔形成。

•改善电极表面状态和电场分布

◦如前面所述，对电极进行良好的预处理，保证电极表面平整光滑，使电场分布均匀。

◦优化电极的形状和布局，例如采用特殊形状的阳极或阴极，改善电场分布，减少局部电流密度过大的情况，从而减少气孔的产生。

•加强搅拌

◦采用机械搅拌或循环泵循环电解液的方式，确保电解液得到充分搅拌。合适的搅拌速度可以根据电解液的性质和电积设备的具体情况确定，一般在一定转速范围内，既能保证离子浓度均匀，又不会造成电解液的过度扰动。