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·490 北京科技大学学报 第35卷 止阳极钝化.含疏活性镍扣与传统的电解镍做镀镍 表1阴极液的主要化学成分（质量浓度） 阳极材料相比，具有较多优点：表面圆滑，装篮流 Table 1 Main chemical composition of cathode electrolyte 畅，密度大，电接触性能好，电流分布均匀，溶解时 gL-1 均匀下降，无悬料事故：添加微量的元素硫，能够 Ni Cu Fe Co Zn Pb SO CI- 74.510.00480.00120.0050.000320.000197.8368.36 大幅度增强镍扣的电化学活性，电镀残渣少，提高 了镍的利用率；在电镀过程中，与采用传统电镀阳 极相比，槽电压降低0.4V,节省电能12%；产品的 1.2仪器与试剂 电化学活性强，满足无氯和高pH值硫酸盐电镀体 实验研究所用的主要仪器：可控硅整流KGCA 系，采用高电流密度电解，阳极效率高，镀镍层质 100A/36V,数显恒流泵HL-2B,电解槽(600mm× 量好.因此，含硫活性镍扣在电镀工业上应用愈来 250mm×300mm),pHS-25数显pH计，SPS4000 愈广泛，尤其在精密电镀工业倍受广大用户青睐. 型电感耦合等离子体光谱仪(ICP-AES),螺旋 随着电镀工业的迅速发展，较先进的电镀工艺 式应力测试仪LDY-II,CHI620A型电化学分析 和高品质的镀件对电镀阳极材料提出了更严格的要 仪，D/max-3B型X射线衍射仪，PlilipsXL30 求.含硫活性镍扣作为一种较好的电镀阳极材料， ESEM扫描电子显微镜.实验研究所用的主要试剂： 精密的电镀工业对其需求量呈现逐年增加的趋势. 盐酸，过氧化氢，掺硫剂TS和添加剂SB,均为分 析纯 目前，国内只有成都电冶厂生产该产品，产品的生 产规模为年产120t,其生产工艺为可溶阳极电解， 1.3实验方法 阳极为1#电解镍，阴极为不锈钢板和修补胶类绝 在硫酸镍和氯化镍混合体系中，以净化后的镍 缘材料加工制成，由于采用1#电解镍做阳极，导 溶液为电解液，在电解液中加入适量的掺硫剂TS 致产品的生产成本较高：在国外，生产该产品的厂 和添加剂SB作为新液.采用硫化镍阳极为可溶阳 家有加拿大国际镍公司和挪威鹰桥精炼厂，其生产 极，以特制的不锈钢板为阴极，采用特定的电解制 工艺分别为可溶阳极电解和不溶阳极电积.迄今为 度进行隔膜电解，电解过程中，阴极板导电表面析 止，国外生产厂家在添加剂的加入种类、添加剂的 出镍.同时，掺硫剂以物理吸附为主，部分通过电 加入量及阴极板制作等关键工艺条件一直处于保密 渗析在阴极上析出，达到镍扣掺硫的目的，从而制 状态.国内特殊电镀工业对该产品的需求量大，而 备出外形似钮扣的产品.达到生产周期后，阴极出 该产品的生产规模极其有限且生产成本很高，导致 槽剥离镍扣，采用特制的漂洗剂对镍扣进行表面处 国内对该产品的需求只有严重依赖于进口.为了满 理，最后得到含硫活性镍扣产品.电解得到阳极液 足国内特殊电镀行业对电镀阳极的需求，解决我国 净化除杂，净化后液加入掺硫剂和添加剂返回循环 特殊电镀阳极受制于人的状况，促进我国精密电镀 使用. 工业快速发展，本文研究了含硫活性镍扣产品的生 采用日本理学D/max-3B型X射线衍射仪上 产工艺，确定了该产品生产的工艺技术参数.在现 进行物相分析，条件为C1Ka辐射(A=0.154056 有电解镍生产工艺的基础上，以硫化镍为可溶阳极， nm),40kV,100mA,步长0.02°，扫描速率10°. 特制的不锈钢模板做阴极，在电解液中加入掺硫剂 min-1,扫描范围20=30°~90°：用Plilips XL30 和添加剂，制备出含硫活性镍扣.该工艺已应用于 ESEM环境扫描电子显微镜观察所得样品的表面形 工业生产实践，产品替代了进口，特别适用于滚镀、 貌：采用CHI620A型电化学分析仪测定含硫活性镍 电铸和无氰电镀体系的电镀工业，具有较好的社会 扣产品的电化学活性 效益和经济效益 2结果及讨论 1实验 21电解液中掺硫剂TS的质量浓度对镍扣中 硫质量分数的影响 1.1原料 掺疏剂TS为一种表面活性剂，加入的摻硫剂 实验研究所用的主要原料：阴极液为某厂净 TS通过硫原子吸附在镍上，使阴极极化增大，改善 化后含镍电解液，阳极为硫化镍高硫阳极板(120 阴极沉积物的结构6同]，随着电解镍中掺入硫量的增 mm×90mm×30mm),阴极为特制的不锈钢极板 加，阴极沉积的镍硬度和脆性逐渐增大，当摻疏量 (150mm×120mm×3mm),阴极液的化学成分如表 达到一定量时，将会导致镍扣表面有“瘤状物”生 1所示. 成，表面粗糙，同时产生“爆皮”、分层现象.影响镍· · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷 止阳极钝化 含硫活性镍扣与传统的电解镍做镀镍 阳极材料相 比具有较多优 点 表面圆滑 装篮流 畅密度大电接触性能好电流分布均匀溶解时 均匀下 降无悬料事故 添加微量 的元素硫 能够 大幅度增强镍扣的电化学活性电镀残渣少提高 了镍的利用率 在 电镀过程 中与采用传统 电镀阳 极相 比槽 电压降低 节省 电能 产品的 电化学活性强 满足无氯和高 值硫酸盐电镀体 系采用高 电流密度 电解阳极效率高镀镍层质 量好 因此 含硫 活性镍扣在 电镀工业上应用愈来 愈广泛 尤其在精密 电镀工业倍受广大用户青睐 随着 电镀工业 的迅速发展 较先进 的电镀工艺 和高品质的镀件对 电镀阳极材料提 出了更严格的要 求 含硫 活性镍扣作为一种较好 的电镀阳极材料 精密的电镀工业对其需求量呈现逐年增加的趋势 目前 国内只有成都 电冶厂生产该产品产 品的生 产规模 为年产 其生产工艺为可溶 阳极电解 阳极为 电解镍 阴极为不锈钢板和修补胶类绝 缘材料加工制成 由于采用 电解镍做阳极 导 致产品的生产成本较高 在国外生产该产品的厂 家有加拿大 国际镍公司和挪威鹰桥精炼厂 其生产 工艺分别为可溶阳极 电解和不溶阳极 电积 迄今为 止 国外生产厂家在添加剂 的加入种类 、添加剂的 加入量及阴极板制作等关键工艺条件一直处于保密 状态 国 内特殊 电镀工业对该产品的需求量大 而 该产品的生产规模极其有限且生产成本很高导致 国内对该产品的需求只有严重依赖于进 口 为了满 足国内特殊 电镀行业对 电镀阳极的需求 解决我国 特殊 电镀 阳极受制于人的状况 促进我 国精密 电镀 工业快速发展本文研究了含硫活性镍扣产品的生 产工艺确定 了该产 品生产的工艺技术参数 在现 有 电解镍生产工艺的基础上 以硫化镍为可溶阳极 特制的不锈钢模板做阴极在 电解液中加入掺硫剂 和添加剂 制备 出含硫活性镍扣 该工艺 已应用于 工业生产实践产品替代 了进 口特别适用于滚镀 、 电铸和无氰 电镀体系的电镀工业 具有较好的社会 效益和经济效益 实验 原料 实验研 究所用 的主要原料 阴极液 为某厂净 化后含镍 电解液 阳极 为硫 化镍高硫 阳极板 火 阴极为特制的不锈钢极板 水 阴极液的化学成分如表 所示 表 阴极液的主要化学成分 质量浓度 、 、、 一 不万一万厂一五一爪万一飞石一 。爹 少 仪器与试剂 实验研究所用的主要仪器 可控硅整流 数显恒流泵 一 电解槽 火 一 数显 计 型 电感祸合等离子 体光谱仪 一 螺旋 式应 力测试 仪 型 电化 学分析 仪 一 型 射线衍射仪 扫描 电子显微镜 实验研究所用的主要试剂 盐酸过氧化氢掺硫剂 和添加剂 均为分 析纯 实验方法 在硫酸镍和氯化镍混合体系中以净化后的镍 溶液为电解液 在电解液 中加入适量的掺硫剂 和添加剂 作为新液 采用硫化镍阳极为可溶阳 极 以特制的不锈钢板为 阴极 采用特定的电解制 度进行隔膜电解 电解过程 中阴极板导电表面析 出镍 同时掺硫剂 以物理吸附为主 部分通过 电 渗析在阴极上析出达到镍扣掺硫的 目的从而制 备出外形似钮扣的产品 达到生产周期后 阴极出 槽剥离镍扣采用特制的漂洗剂对镍扣进行表面处 理最后得到含硫活性镍扣产品电解得到阳极液 净化除杂净化后液加入掺硫剂和添加剂返回循环 使用 采用 日本理学 二一 型 射线衍射仪上 进行物相分析 条件为 。辐 射 林 。 步长 。扫描速率 一 · 。 一’ 扫描范 围 用 。 环境扫描 电子显微镜观察所得样品的表面形 貌 采用 型电化学分析仪测定含硫活性镍 扣产 品的电化学活性 结果及 讨论 电解液中掺硫剂 的质量浓度对镍扣中 硫质量分数的影响 掺硫剂 为一种表面活性剂 加入的掺硫剂 通过硫原子吸附在镍上 使阴极极化增大 改善 阴极沉积物的结构同 随着 电解镍 中掺入硫量的增 加 阴极沉积 的镍硬度和脆性逐渐增大 当掺硫量 达到一定量 时将会导致镍扣表面有 “瘤状物 ” 生 成表面粗糙 同时产生 爆皮 ”、分层现象 影响镍