铝合金化学镀镍.doc

毕 业 设 计题 目： 铝合金化学镀镍车间工艺设计 学院： 化学化工学院 专业： 应用化学 班级： 1002 学号： 201006180214 学生姓名： 杨异薷 导师姓名： 曹阳 完成日期： 2014年6月8日 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月 日目 录中文摘要-Abstract-1 前言-12 设计工艺流程-23 各工序工艺规范设计-23.1 化学除油-23.2 碱蚀-23.3 中和出光-23.4 浸锌与退锌-33.5 碱性化学镀镍-33.6 酸性化学镀镍-43.7 镀后热处理-54 化学镀镍液的维护与管理-54.1 镀液的日常维护-54.2 排除故障的方法-75 槽液成分分析设计-75.1 镀镍液成分的分析测定-75.1.1 镍的测定-85.1.2 次磷酸钠的测定-85.1.3 亚磷酸钠的测定-95.1.4 乙酸钠的测定-105.1.5 其他化学成分的浓度-105.2 除油溶液的分析测定-115.3 碱蚀液的分析测定-125.3.1 氢氧化钠的测定-125.4 浸锌液的分析测定-135.4.1 锌的测定-136 镀液和镀层性能检测的设计-136.1 镀液性能检测-136.1.1 镀液的分散能力-136.1.2 镀液的覆盖能力-136.1.3 镀液稳定性的测定-146.2 镀层性能检测-156.2.1 外观检验-156.2.2 沉积速度的测定-15 6.2.3 镀层结合力的检测-166.2.4 镀层耐蚀性的测定-16 6.2.5 镀层厚度的测定-176.2.6 镀层硬度的测定-176.2.7 镀层孔隙率的测定-186.2.8 镀层覆盖能力的测定-196.2.9 循环伏安曲线的测定-196.2.10 阴极极化曲线的测定-19 7 车间平面设计-197.1 铝合金化学镀镍工艺控制守则-197.2 化学镀车间工艺流程平面布置设计图-217.3 主要设备设计图-218 废水处理设计-218.1 化学镀镍废液的综合治理-228.2 化学镀镍溶液的再生-228.3 资源的利用-239 总结-23参考文献-25致谢-26铝合金化学镀镍车间工艺设计摘要：介绍了铝合金的浸锌预镀层化学镀镍车间工艺的设计。阐述了化学镀镍工艺过程，参考设计了主要工序的配方及工艺条件、镀层检测、镀液成分的分析方法，并讨论了镀液的维护及后续处理措施。关键词：工艺；铝合金；化学镀镍；检测Workshop technological design of electroless nickel plating on Zinic-immersionAbstract: The paper introduces the workshop technological design of Zinic-immersion-pre-pvd-coated electroless nickel plating of aluminium alloy.It elaborates the process of electroless nickel plating, and designs the master operation, process conditions, plating testing, and the analytical methods of bath composition. In the meantime, it discusses the bath maintenance and the follow-up dealing measures.Keywords: technology; aluminium alloy; chemical nickel-plating; testI化学化工学院2014届本科毕业论文1前言 铝及其合金由于其优良性能，已广泛应用于建筑、航天、电器、电子产品及日用品等各个方面，其产量和用途均已成为仅次于钢铁的第二大金属材料。随着现代科技的发展，对铝合金表面性能的要求越来越高，如耐蚀性、耐磨性和装饰性等等，铝合金表面处理技术正是在这种背景下产生并不断发展的。 为了拓展铝合金的应用范围，目前铝合金的表面处理方法主要有电镀、化学镀、化学氧化、阳极氧化及微弧氧化等，其中化学镀镍的应用比较普遍。铝合金化学镀镍可以改善其耐蚀性和耐磨性，使其具有钎焊性。化学镀镍是铝及铝合金理想的表面改性技术之一。它不仅使其抗蚀性、耐磨性、可焊性和电接触性能提高，而且通过镀覆不同的镍基合金，可赋予铝及铝合金各种新的功能，如磁性能、润滑性能等。但铝是一种难镀的金属基体。因为铝与氧有很强的亲和力，铝表面极易生成氧化膜，即使用化学方法去除，在镀覆其它金属之前又会形成新的氧化膜。这种氧化膜与镀层的结合力很差。另外，铝的标准电极电位很负(-1.66V)，在镀液中容易与电位较正的金属离子发生置换反应生成疏松层，影响镀层结合力。因此，要在铝表面获得结合力强、性能优良的镀镍层，镀前预处理是关键。目前，国内外解决这一问题的研究可归纳为2种技术途径：直接化学镀镍和浸锌预镀层法。直接镀是对铝基除油后酸浸蚀，除去表面脏物及氧化膜，新生成的氧化膜在酸性和碱性镀液中去除，并获得置换层的一种工艺。由其反应机理Al2O3 +6H+ =2A13+ +3H2O，2Al+3Ni2+=2Al3+3Ni可知，直接镀可以简化铝基化学镀镍的前处理工艺，提高效率、降低成本，其难点是镀液中络合剂与Ni的摩尔比及pH值较难控制。 迄今为止，研究开发和已经生产验证的工艺方法相对集中于采用浸锌预镀层法。通过第一次浸锌除去铝基表面氧化膜，并使活性较强的铝表面变成活性相对较弱的锌表面，从而防止铝基表面在除去氧化铝膜后再次生成氧化膜。第二次浸锌在退除第一次浸锌时所获得的较粗糙、覆盖不完全且含有夹杂物的锌层后进行，以获得更薄、更均匀、更致密的浸锌层。通过浸锌法可以在一定程度上避免生成会严重影响镀层与基体问结合力的接触性镀层。然而，该方法仍有一些缺点：浸锌层对化学镀镍溶液有污染，两次浸锌间的硝酸退锌工序以及浸锌合金液中的氰化物污染环境，不符合环保要求。本工艺设计同样采用二次浸锌后再进行化学镀镍，形成致密薄镍层再行后续镀覆，以提高镀层结合力。2 设计工艺流程 化学除油温水洗流水洗碱蚀流水洗流水洗中和出光流水洗第一次浸锌流水洗硝酸退除流水洗第二次浸锌流水洗去离子水洗碱性化学镀镍流水洗去离子水洗酸性化学镀镍回收流水洗热水洗干燥检验成品3 各工序工艺规范设计3.1 化学除油 要将铝片表面的油污去除干净，可采用碱性化学除油除去，其实际是借溶液的皂化和乳化作用除油的。但此工艺还有一重要作用，因为铝的化学性质活泼，具有很强的亲氧性，极易在表面形成一层氧化膜，阻碍镀层与基体的紧密结合，此工艺通过碱的弱腐蚀使铝材露出基体表面，而有利于提高镀层与基体的结合力。碱性除油工艺规范： 氢氧化钠 10-15g/L 碳酸钠 20-40g/L 磷酸钠 30-50g/L OP乳化剂 3-5mL/L 温度 60-80 时间 2-5min 3.2 碱蚀 碱蚀的目的是除去表面污物、氧化皮及可能影响镀层质量的某些合金成分。为避免零件被碱蚀液过度腐蚀，必须严格掌握碱浸蚀时间及温度。 碱蚀工艺规范： 氢氧化钠 40-60g/L 温度 40-60 时间 1-2min 3.3 中和出光 铝件中的某些金属或非金属杂质，如铜、铁、锰、硅及锌等，在除油或碱浸蚀中不溶于碱，而作为反应产物残存在零件表面一层灰黑色的膜，必须在出光液 中除去。实验表明，采用如下出光工艺可以获得很好的出光效果。 出光工艺规范： 硫酸 3-5% 硝酸 50% 氟化氢铵 120-150g/L 温度 30-40 时间 20-40s3.4 浸锌与退锌 采用两次浸锌工艺，第一次浸锌时，首先溶解氧化膜而发生置换反应，获得锌层粗糙多孔、附着力不好，同时难免还有少量氧化膜残留。第一次浸锌后需要在体积比为1：1的硝酸溶液中退除，使铝及其合金表面呈现均匀的活化状态；然后第二次浸锌以获得薄而细致、结合力强的锌层。浸锌及其合金呈米黄色为佳，两次浸锌可以在同一浸锌液中进行，也可现在浓溶液后在稀溶液中进行浸锌。浸锌工艺规范： 氧化锌 100g/L 氢氧化钠 500g/L 酒石酸钾钠 10g/L 氯化铁 1g/L 温度 15-25 一次浸锌时间 20s 二次浸锌时间 15s 3.5 碱性化学镀镍 铝及铝合金镀件经浸锌处理后，碱性化学预镀镍是必不可少的。因为常规酸性化学镀镍液pH值低(pH=4-5)，工作温度高(85-95)，若铝制件浸锌后直接在酸性镀液中化学镀镍，锌层将被迅速溶解。所以经浸锌处理后的铝制件在碱性化学镀镍液中预镀镍，其操作温度低(2O-40)，镀液pH值9-11。当镀件再进入酸性镀液中时，不会在酸性镀液中溶解，可以迅速引发自催化镀镍的镍层既保护了锌层不被过度腐蚀，又保护了去除氧化膜的新鲜的铝表面，从而保证镀层的结合强度，延长了镀液的使用寿命。 碱性化学镀镍工艺规范： 硫酸镍 25g/L 次磷酸钠 25g/L 柠檬酸三钠 30g/L 焦磷酸钠 10g/L 三乙醇胺 10-15mL 氯化铵 30g/L pH 9 时间 4 min 温度 303.6 酸性化学镀镍 酸性化学镀镍溶液的主要成分及其作用：（1） 主盐。化学镀镍溶液中的主盐就是镍盐，如硫酸镍、氯化镍、乙酸镍、次磷酸镍等，由它们提供化学镀镍反应过程所需的Ni2。（2） 还原剂。化学镀镍溶液中的还原剂有次磷酸钠、硼氢化钠、烷基胺硼烷和肼几种。（3） 配位剂。配位剂对镀液性能的差异、寿命长短等起着重要作用，主要有EDTA、冰醋酸、乳酸、酒石酸、柠檬酸、乙二胺、三乙醇胺、氯化铵、焦磷酸钠等。（4） 稳定剂。化学镀镍溶液中的稳定剂作用在于抑制化学镀镍溶液的自发分解，常用的有A族元素S、Se、Te的化合物，某些含氧化合物，重金属离子，水溶性有机物等。（5） 加速剂。加速剂起提高镀速的作用，如丁二酸等。（6） 其他组分。如表面活性剂、光亮剂等。 这类溶液的特点是溶液比较稳定而易于控制，沉积速度较高，镀层含磷量较高。经过大量文献调研和优化筛选试验研究，确定使用的铝合金化学镀镍基础配方及工艺参数如下： 硫酸镍 30g/L 次磷酸钠 30g/L 乳酸 20mL/L 柠檬酸钠 10g/L 乙酸钠 15g/L 十二烷基磺酸钠 10mg/L 糖精 0.4g/L pH 4.4-4.8 温度 851C 时间 30min3.7 镀后热处理 化学镀镍层和铝基体界面产生的作用力称为应力，一般中磷(5%9%)镀层的拉应力典型值为56176MPa，高磷(10%12%)镀层的压应力28MPa，低磷(2%4%)镀层略有压应力，如果应力足够高而结合力不好则会造成镀层起泡或分离，或者在高、低温环境使用时，由于铝和镍的膨胀系数不同而产生的应力叠加到内应力上，也将导致化学镀镍层起泡。铝合金化学镀镍后进行热处理可能消除镍磷合金中残留的原子氢，使内应力得到缓慢释放，最大限度减少内应力绝对值，同时促使沉积层和基体间发生微量扩散，进一步提高镀层与基体附着力，而不降低耐腐蚀性。热处理应在化学镀后立即进行，在有空气循环的烘箱中缓慢升温，效果较好。 根据MIL-C-26074E、AMS2404D、ISO 4527-1987等化学镀镍标准规定，推荐铝合金提高附着力的热处理规范如下： (a) 可热处理强化铝合金，在120140下烘烤11.5h； (b)非热处理强化铝合金，在150180下烘烤11.5h。4 化学镀镍液的维护与管理4.1 镀液的日常维护 本工艺体系的碱性镀镍液和酸性镀镍液本身均十分稳定，经补充镍盐与还原剂，溶液可以连续使用，镀液煮沸也不会分解。但是任何镀液的寿命都是有限的，为了在生产过程延长镀液使用寿命，关键在于严格的管理和维护。 (1)保持镀液尽量干净是延长化学镀镍液寿命的重要措施之一，配制镀液要用去离子水和分析纯试剂。任何金属杂质的引入都会对化学镀镍溶液产生不利影响，如果试剂纯度不够，金属杂质含量高，镀液中杂质微粒会发生自催化反应而析出金属镍，导致镀液混浊。要严格控制前处理，对于次磷酸盐作还原剂的溶液，应防止把有害的杂质如：铋、镉、铅、锡、锌、锰等带入溶液。铅和镉在镀液中超过001002g/L时沉积反应就不能进行，含铅、镉元素超过1-2的合金制品也不能直接化学镀镍，在酸性溶液中加入6 g/L硫酸锰后，沉积反应也会停止，锌离子也会使反应速度大大减慢，同时也不能将钯盐等活化剂带入溶液中，会成为槽液中的活性中心。 (2)在操作过程中不能用电炉、电热棒或蒸汽加热，以防止局部过热。可以采用水浴加热或蒸气夹套加热，温度波动不超过2 ，保证了镀层的质量，也防止镀液自然分解。镀后应及时将镀液冷却。 (3)还原剂含量不允许较规定值高得过多，一般不超过30 g/L，酸性镀液取10-20 g/L，碱性镀液取20-25 g/L为宜，以免与正常施镀规范和成分配比不相适应而引起镀液自然分解。 (4)pH值不要过高，特别是酸性溶液。pH值也不能过低，pH值的降低可以使亚磷酸镍的沉淀点得到很大的提高。随着反应的进行，pH值也会不断变化，应及时调整，否则，会影响镀液的稳定性、沉积速度及镀层的质量。 (5)严格控制装载量也是延长化学镀镍溶液寿命的一个重要因素。镀液的负载过高或过低都会直接影响镀层的沉积速度和镀液的稳定性。装载量过大会使反应过分剧烈，次亚磷酸钠可能分解为亚磷酸钠，析出的镍会脱落，溶液易浑浊甚至分解，同样在空载和压缩空气强烈搅拌下也会加速次亚磷酸钠氧化成亚磷酸钠，影响镀液稳定性。为延长镀液寿命，生产中应该将装载量控制在最佳范围0.51.0dm2/L，应当尽可能将足够量的工件集中一起施镀，有效利用槽液的负载能力，另外，要避免空载，这也会引起自然分解。(6)尽管采用聚丙烯塑料镀槽，理论上镍不会沉积在镀槽壁上，然而由于空气尘埃会带入颗粒状物质，同样会成为自催化核心，所以在局部过热的加热管壁和槽底，在生产一定周期后仍会堆积少量镍，如果不及时清除将会严重影响镀液稳定性。每班工作结束要及时抽出化学镀镍液，使其迅速冷却到60以下，以减少镍的自发析出。要经常检查加热管壁、滤芯、槽底、槽壁有无镍析出，定期用稀硝酸浸泡、清洗，但是必须将残存的酸迹清洗干净，因为硝酸是降低镀液寿命的有害杂质。 (7)添加药品要及时，方法要正确。施镀时以镍离子和还原剂的消耗为最快，若不及时补充均会影响镀层质量和镀液的稳定性。施镀时切不可直接加固体药品，添加时应把温度降至60 以下，然后把预先溶解好的料液边搅拌边加入。 (8)添加适量的络合剂。络合剂的加入，对酸性化学镀镍可以防止亚磷酸镍的形成以及作为缓冲剂防止镀液的pH值在施镀过程中变化太快；对碱性化学镀镍则用来防止产生氢氧化镍沉淀，并用来控制镀速和改善镀层外观。化学镀镍中常用的络合剂有：羟基醋酸、羟基丙酸、苹果酸、琥珀酸、柠檬酸、乳酸、醋酸、水杨酸等。碱性化学镀镍常用柠檬酸钠、焦磷酸钠、柠檬酸铵、醋酸铵等。根据镀液组成可适量加入以上一种或多种络合剂。 4.2 排除故障的方法 化学镀镍反应的还原过程受许多因素的影响。因此，镀液故障的排除，并非是轻而易举的事，往往是困难的费时的工作。 通常，如果化学镀镍发生故障，首先应鉴别类型，是镀液配制问题，还是镀液维护不当？是操作工艺问题，还是设备上问题？在确定产生问题的原因之后，第二步要分析排除故障的经济性，即根据故障的性质，处理故障的难度和费用，以及排除故障所停工时间，权衡利弊之后，再决定报废镀液，还是处理故障。 维护镀液时的添加剂补充，PH值调整和温度控制等工艺过程的记录，是重要的。它在维护镀液化学成分平衡方面，是有价值的资料。如果使用的自动分析，补充调整的设备具有记录、存取、甚至智能化功能是尤其方便、有效的。 如果镀液操作参数维持在设定范围之内时，仍然存在问题，则应该检查前处理是否正确，镀液是否受到污染。 总之，采用合乎规范的化学镀镍工艺、设备和材料，培养训练有素的操作人员，建立科学严明的质量管理体系，防止发生故障，才是最好的排除故障方法。5 槽液成分分析设计5.1 镀镍液成分的分析测定为了保证化学镀镍的质量，必须始终保持镀液的化学成分、工艺技术参数在最佳范围（状态），这就要求操作者经常进行镀液化学成分的分析与调整。 5.1.1 镍的测定方法摘要： 镀液中镍离子浓度常规测定方法是用EDTA络合滴定，紫脲酸胺为指示剂。浓氨水与Fe3+在碱性溶液中生成稳定的配合物，以除去铁的干扰。 试剂：（1） 浓氨水（密度：0.91g/ml）。 （2） 紫脲酸胺指示剂（紫脲酸胺：氯化钠=1：100）。 （3） EDTA溶液 0.05mol/L，按常规标定。 分析方法：用移液管取出10ml冷却后的化学镀镍液于250ml的锥形瓶中，并加入100ml蒸馏水、15ml浓氨水、约0.2g指示剂，用标定后的EDTA溶液滴定，当溶液颜色由浅棕色变至紫色即为终点。 镍含量的计算： c Ni2 = 5.87 MV (g/L) 式中：M标准EDTA溶液的摩尔浓度； V耗用标准EDTA溶液的毫升数。 5.1.2 次磷酸钠的测定方法摘要： 其原理是在酸性条件下，用过量的碘氧化次磷酸钠，然后用硫代硫酸钠溶液反滴定剩余的碘，淀粉为指示剂。其反应式如下： NaH2PO2 + I2 + H2O NaH2PO3 + 2HI（酸性） 2Na2S2O3 + I2 Na2S4O6 + 2NaI试剂：（1） 盐酸 1：1。 （2） 碘标准溶液0.1mol/L按常规标定。 （3） 淀粉指示剂1%。 （4） 硫代硫酸钠0.1mol/L按常规标定。 分析方法： 用移液管量取冷却后的镀液5ml于带盖的250mL锥形瓶中；加入盐酸25mL，碘标准溶液25mL于此锥形瓶中，用少量盐酸洗瓶颈及瓶塞，盖好瓶塞，置于暗处0.5h（温度不得低于25）；打开瓶盖，用少量水洗瓶颈、塞。加入1mL淀粉指示剂，并用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点。 计算：c NaH2PO2H2O = 10.6(2M1V1M2V2) (g/L) 式中：M1标准碘溶液的摩尔浓度； V1标准碘溶液毫升数； M2标准硫代硫酸钠溶液的摩尔浓度； V2耗用标准硫代硫酸钠溶液毫升数。 5.1.3 亚磷酸钠的测定 化学镀镍液还原剂反应产物中影响最大的是次磷酸钠的反应产物亚磷酸钠。其他种类的还原剂的反应产物的影响较小甚至几乎无影响，如DMAB。方法摘要：其测定原理是在碱性条件下，用过量的碘氧化亚磷酸纳，但次磷酸不参加反应；用硫代硫酸钠反滴定剩余的碘；淀粉为指示剂。其反应式如下：| HPO32- + I2 + 3OH- PO43- + 2I- + 2H2O 2Na2S2O3 + I2 Na2S4O6 + 2NaI试剂：（1） 碳酸氢钠溶液 5%。 （2） 醋酸 98%。 （3） 其余试剂同前。 分析方法： 用移液管量取冷却后的镀液5ml于250mL的锥形瓶中（可视Na2HPO3含量多少决定吸取镀液体积），加入蒸镏水40mL。 加入碳酸氢钠溶液50mL，使用移液管量取40mL标准碘溶液于锥形瓶中，加盖，放置暗处1h。 开启瓶盖，滴加醋酸至PH4，摇匀，使二氧化碳逸出，用硫代硫酸钠滴定至溶液呈淡黄色，加入淀粉试剂1mL，继续滴定至蓝色消失1min即为终点。 计算： c Na2HPO3=12.6(2M1V1M2V2) (g/l) 式中：M1标准碘溶液的摩尔深度； V1耗用标准碘溶液的毫升数； M2标准硫代硫酸钠溶液的摩尔深度； V2耗用标准硫代硫酸钠的毫升数。 5.1.4 乙酸钠的测定方法摘要：在pH 1.5-2.0以酸化了的溶液进行蒸馏手机分馏液，以酚酞为指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴至微红色，然后滴加盐酸使红色消失，且以饱和铬酸钾为指示剂，用硝酸银标准溶液滴定。分析方法：取一定量的待分析溶液，用磷酸酸化到pH为1.5-2.5，再用吸管准确吸取50mL已酸化的溶液，注入蒸馏瓶内，打开冷凝管水流，开始加热蒸馏，聚集蒸馏液于500mL锥形瓶中，预先加入去离子水50mL，控制蒸馏速度（待烧瓶中溶液剩5-10mL，缓缓加热，时间为1h左右），直至蒸馏瓶内溶液全部蒸干（最后只剩下黑色固体）。收集所有馏分，加两三滴酚酞指示剂，以0.5mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至微红色。再在滴定后的溶液中滴加0.1mol/L盐酸，至酚酞指示剂红色消失。加饱和铬酸钾溶液两三滴，以0.1mol/L硝酸银标准溶液滴定至白色沉淀略带红色为终点。计算：c CH3COONa = 1.64(M1V1M2V2) (g/L)式中：M1标准氢氧化钠溶液的摩尔深度； V1耗用标准氢氧化钠溶液的毫升数； M2标准硝酸银溶液的摩尔深度； V2耗用标准硝酸银溶液的毫升数。5.1.5 其他化学成分的浓度 化学镀镍液中还含有多种有机羧酸盐作为络合剂、缓冲剂、稳定剂等，其深度的测定在现场进行比较困难；大多数实验室采用高效液相色谱分离，红外、紫外可见光谱、质谱定性定量分析。化学镀镍液中有害金属离子则采用发射光谱、原子吸收光谱定性定量分析。 5.2 除油溶液的分析测定除油溶液中氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠的测定：方法摘要：磷酸是三元弱酸，用强酸滴定时，可以出现两个化学计量点，因此氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠混合液的分析可以用中和滴定氢氧化钠、碳酸钠混合液类似的方法来进行滴定，分别计算出它们的含量。（1）以硫酸滴定至酚酞指示剂由红色变为无色时（pH=8.3-10），下列反应完成： 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O（全部NaOH） 2Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + 2NaHCO3（1/2Na2CO3） 2Na3PO4 + H2SO4 Na2SO4 + 2Na2HPO4（1/3Na2PO4）（2）在另一份溶液中用硫酸滴定至甲基橙指示剂由黄色变为红色，下列反应完成： 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O（全部NaOH） Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + CO3（全部Na2CO3） Na3PO4 + H2SO4 Na2SO4 + NaH2PO4（2/3Na2PO4）（3）将（2）滴定后的溶液煮沸以除去二氧化碳，再用碱回滴定至酚酞指示剂由无色变为无色。 NaH2PO4 + NaOH Na2HPO4 + H2O（1/3Na3PO4）试剂：（1）甲基橙指示剂 （2）酚酞指示剂 （3）0.5mol/L硫酸标准滴定溶液 （4）0.5mol/L氢氧化钠标准滴定溶液 分析方法： 吸取溶液5ml于300ml锥形瓶中，加水至100ml，家甲基橙指示剂2滴，用0.5mol/L硫酸标准滴定溶液滴定至红色为终点，记录硫酸消耗为V1。将溶液煮沸以除去二氧化碳，冷却后加酚酞指示剂数滴，用0.5mol/L氢氧化钠标准滴定溶液滴定至红色为终点，记录氢氧化钠消耗量为V2。 吸取另一份溶液至5ml于300ml锥形瓶中，加水至100ml，加入酚酞指示剂数滴，在快速摇动下，用0.5mol/L硫酸标准滴定溶液滴定至红色消失为终点，注意滴定的速度不能太快，以免局部溶液酸度过高，是碳酸钠直接生成二氧化碳而损失。记录硫酸消耗量为V3。计算： 氢氧化钠的质量浓度 碳酸钠的质量浓度 磷酸钠的质量浓度 式中：-硫酸标准滴定溶液的浓度（mol/L）； -氢氧化钠标准滴定溶液的浓度（mol/L）； 40-Mr（NaOH）； 106-Mr（Na2CO3）； 380.1-Mr(Na3PO412H2O)。5.3 碱蚀液的分析测定5.3.1 氢氧化钠的测定方法摘要：本方法是依据酸碱中和的原理，以酚酞为指示剂，用盐酸标准溶液滴定试样来测定氢氧化钠的含量。反应式如下： NaOH + HCl NaCl + H2O分析方法：取一250mL的锥形瓶，加入80mL的除盐水，放至天平置零；向锥形瓶中加入1g左右的氢氧化钠溶液，称量，准确至0.01g，质量记为M；向锥形瓶中加入12滴1%的酚酞指示剂，用1mol/L的盐酸标液滴定至由红色变为无色，盐酸用量记为V（mL）。计算氢氧化钠百分含量X为： X=4V/M%5.4 浸锌液的分析测定5.4.1 锌的测定方法摘要：硫氰酸锌配阴离子与三甲苯烷类有机染料孔雀绿在酸性介质中形成有色离子配合物，在阿拉伯树胶存在下，在水相中直接测定吸光度。分析方法：取镀液5mL与25mL容量瓶中，加抗坏血酸2mL、硫氰酸铵2mL，摇匀，加硫酸、阿拉伯树胶各1mL，孔雀绿1mL，用水稀释至刻度，10min后以不含锌的镀镍液作参比，在660nm波长处进行吸光度测定，在标准曲线上求得锌的含量。标准曲线绘制：将不含锌的化学镀镍底液5mL置于数份25mL容量瓶中，分别加入锌标准溶液0mL、1mL、2mL、3mL、4mL，加阿拉伯树胶2mL，以下操作与试样方法相似，进行吸光度测定，绘制标准曲线。（注意：锌标准溶液：1mL含5g。称取0.1g纯锌，用1：1盐酸溶解至1000mL，摇匀，再取5mL稀释至100mL摇匀。）计算：c Zn = 0.2A（g/L）式中：A-在标准曲线上查得锌的质量，mg。6 镀液和镀层性能检测的设计 6.1 镀液性能检测6.1.1 镀液的分散能力测定分散能力的方法有很多，如远近阴极法，弯曲阴极法和赫尔槽法等等。本设计采用远近阴极法测定镀液的分散能力方法摘要：远近阴极法是在矩形试验槽中放两个尺寸相同的金属平板作阴极，在两阴极间放入一个与阴极尺寸相同的带孔或网状阳极，并使两个阴极与阳极有不同的距离，一般使远阴极和阳极的的距离为5:1（K=5，或K=2）。电镀一定时间后成远近阴极上沉积金属的增重，然后用分散能力的计算公式计算溶液的分散能力。测定方法：试验时使远、近阴极的的距离之比为2，平均阴极电流密度为2A/dm2，时间为0.5h。计算： 式中 T-分散能力； K-近、远阴极到阳极距离之比；-远阴极的增重；-近阴极的增重。6.1.2 镀液的覆盖能力方法摘要：电解液的覆盖能力是指电解液所具有的使镀件深凹处沉积上金属的能力。它与镀液的电流分布、镀层金属的析出电位和氢的过电位等因素有关。现举两种典型情况说明这些因素的影响： （1） 交换电流很大、平衡电位较正的镀层金属：比如无添加剂的单盐铜镀液，它在平衡电位很正，交换电流又很大（即过电位很小），一般电流效率高达100%。只要电流密度很低，镀层就可以析出。但由于单盐镀铜液的极化度很小，电流密度分布不均匀，在深凹或深孔出处电流面密度极小或甚至为零，故不可能有镀层析出，对于这种类型的镀液，覆盖能力是镀液电流分布极不均匀所致。 （2）镀层金属过电位很大，同时又处在一个或多个副反应：典型列子是镀铬，铬的析出电位很负，及铬析出的起始电流密度较高，高达5-10A/dm3，电流密度小于铬析出的起始电流密度的部位，则只发生六价铬还原为三价铬和析氢。象这种类型镀液，其覆盖能力差是镀液的极化度很小，电流分布部均匀和铬的析出电位很负而又同时有副反应发生所致。镀液电流密度分布越均匀，镀层析出的起始电流密度越小，氢的过电位越高，则该镀液的覆盖能力越好，氰化镀锌就是一个典型列子；反之，镀液的电流密度分布越不均匀。镀层析出的起始电流密度越大，氢过电位越小，则该镀液覆盖能力越差，镀铬就是一例。测定方法： 覆盖能力测定的方法常用直角阴极法、内孔法和凹穴法。 （1）直角阴极法：适用于测定覆盖能力较低的电解液。如镀铬、酸性镀铜等其装置如图所示。阴极采用7525毫米的铜片，在距离一端25毫米处将试片弯成90，试片背面绝缘，在槽中位置为液面下25毫米，电镀30分钟。试验后将阴极展平，然后用带铬的有机玻璃板（其上划有50个小格）量取电镀层总表面的百分比。电镀时间一般为30分钟，电流密度可根据镀液的类型选取。 （2）内孔法：此法是采用带内孔的圆筒形阴极。其内径为1050毫米或10100毫米的低碳钢管或铜、黄铜管。装置如图，电镀后将管切开观察内孔中镀上镀层的长度，即可评定覆盖能力（通常用镀入深度和内孔径之比来表示），其数值越大则溶液覆盖能力越好。 （3）凹穴法：此法用带有十个凹穴的杆状电极如图所示。凹穴的深度由1.25毫米递增至2.5毫米。没一凹穴的直径为12.5毫米。这样，第一个凹穴的深度为其直径的10%，最后一个为其直径的100%。评定时，观察凹穴内表面镀上金属，如第七个只部分镀上，则覆盖能力可评为60%。6.1.3 镀液稳定性的测定 取试验化学镀镍液50mL，盛于100mL的试管中，浸入已经恒温至601的水浴中，注意使试管内溶液面低于恒温水浴液面约2cm。半小时后，在搅拌下，使用移液管量取浓度为10010-6 的氯化钯溶液1mL于试管内。记录自注入氯化钯溶液至试管内，化学镀液开始出现混浊（沉淀）所经历的时间，以秒表示。 这是一种测定化学镀镍液稳定性的加速试验方法，可作为鉴别不同化学镀镍液稳定性时的参考；亦可用于化学镀镍液在使用过程中稳定性的监控，如果上述试验出现混浊时间明显加快，说明化学镀镍液处于不稳定状态。6.2 镀层性能检测6.2.1 外观检验 镀层的外观检查，是镀层质量检验最常用、最基本的方法。外观不合格的镀层就不必进行其他项目的检测。镀层外观质量包括： （1）表面缺陷，诸如镀层表面（包括基体存在而化学镀后未能克服的）上针孔、麻点、起瘤、气泡、毛刺、斑点、烧焦、暗影、阴阳面以及树枝状、海绵状沉积层等弊病。 （2）粗糙度，产品化学镀后其表面的光洁程度。外观检测时其粗糙度应达到或低于粗糙度指标。 （3）覆盖性，产品化学镀后，在其规定应覆盖部位是否完全被镀层覆盖。 （4）光亮度，产品化学镀后其表面的反光性。外观检测时其光亮度应符合或高于规定的光亮度指标。 （5）金属化学镀后，其镀层（包括钝化层）应符合规定的色泽。 检查镀层外观的方法，是在天然散射光或无反射的白色透明光线下用目力直接观察。光的照度应不低于300lx（即