盐酸能降低活化能吗?
活化能是指化学反应中,由反应物分子到达活化分子所需的最小能量。化学反应速率与其活化能的大小密切相关,活化能越低,反应速率越快,因此降低活化能会有效地促进反应的进行。
影响反应速率的因素分外因与内因:内因主要是参加反应物质的性质;在同一反应中,影响因素是外因,即外界条件,主要有浓度、压强、温度、催化剂等。
盐酸只是影响反应速率,不影响反应活化能。如果盐酸参与反应增加盐酸浓度,单位体积总分子数增加,单位体积活化分子数增加,有效碰撞次数增加化学反应速率加快。
层脱落有三种原因造成的。
一是基体金属与
镀层结合力
差,造成镀层脱落。检查脱落面是否为基体,如果脱落面为基体,就可以判断为结合力不好,而造成的镀层脱落。这种脱落只有加强前处理,使镀前零件表面做到无油、无
氧化膜
、使基体金属晶格全部裸露。
前处理不良,主要表现在脱脂不良,因镀铁主要应用在修复工件上,大型修复零件不可能作到在自动线上脱脂,一般采用擦拭脱脂办法,脱脂液尽量选用市售的标准脱脂液。脱脂后作润水检查。
镀铬时
铬酸
液的
氧化性
可将油脂氧化,镀铬零件脱脂差,在镀铬液中可以弥补。镀铁溶液不同于镀铬溶液,镀铁溶液没有任何脱脂能力,所以镀铁件脱脂应是十分苛刻的。脱脂后严禁用手摸零件,以免再次污染。
镀前采用阳极
刻蚀
或交流活化工艺,代替盐酸活化。阳极刻蚀和交流活化不但可以除去氧化膜,更重要的是可以使被镀表面形成微观粗糙表面,有利于提高结合力(主要为机械附着力)
。而盐酸活化只是有去除氧化膜的作用,盐酸活化结合力只有57MPa
,而阳极刻蚀和交流活化可达330MPa。二是电镀过程中工艺条件变化导致镀层间结合力差而脱落。在镀铁过程中,特别是厚镀层,当电镀中断电时,如果镀液中的三价铁较高,零件表面会吸附上一层三价铁的胶体,再重新送电后,因胶体膜的夹杂,而导致两层镀层结合力不良而脱落。所以如果断电,零件必须取出,再次电镀时必须重新进行活化,再进行电镀。
如果在电镀时,零件装挂不牢,零件处于通断
交替状态,也会发生以上现象。即三价铁胶体在镀层中夹杂,而产生结合力差脱落。对于修复件镀铁的挂具,应与镀铬一样挂具予以重视,零件必须装挂牢固,导电接触良好。三是工作中因外部原因造成工作条件变化而使镀层问脱落。镀铁层的脆性和温度有直接关系,当在生产中补水、补酸、调整pH值,如果造成零件附近温度下降,镀层的脆性增加,使前后两个镀层内应力发生变化,也会造成脱落。当加水、加酸导致零件附近的
铁离子
含量下降,也会增加脆性而导致脱落。所以在工作中应避免加水和调pH值,即使调整pH值、加水也应远离零件。避免对零件电镀条件产生影响。
活化的目的是在经过粗化处理的塑料制件表面吸附一层具有催化活性的贵金属,如银、金、钯等,作为化学镀的催化中心,使化学镀的还原反应能够在塑料表面迅速均匀地进行,所以活化的好坏直接决定着化学镀的成败。
活化的方法常用的有分步活化和一步活化法。
(1)分步活化法:分步活化法是使塑料表面浸润一层具有还原作用的金属盐溶液(敏化),通常是氯化亚锡(SnCl2·2H2O),然后再在贵金属盐的溶液里还原出催化中心(活化),通常是硝酸银溶液,也有氯化钯溶液。
其工艺规范如下。
敏化液:SnCl2·2H2O 10g/L
HCl 40mL/L
锡条 1根
温度室温
时间5-15 min
活化:①AgNO31-3g/L
NH4OH 加至溶液透明
温度 室温
时间 5-15 min
②PdCl20.5-1g/L
HCl 20-30mL/L
注意硝酸银要用蒸馏水配制,且进入活化前要用蒸馏水清洗。
(2)一次活化法:一步活化法是使催化金属还原出来并形成胶体,一次浸润在塑料表面,经解胶后即有活性,常用的是胶体钯法,工艺规范如下。
PdCl2 1g/L
HCl 300mL/L
SnCl2·2H2O 38g/L
温度 室温
时间 5-10min
解胶:HCl 80-120mL/L
温度 室温
时间 3-5min
这两种方法比较起来,第一种活化法材料来源较为广泛,价格便宜,便溶液的稳定性差,且银只对化学镀铜有催化作用,对化学镀镍则无能为力。采用钯活化的方法价格较贵,但溶液稳定性好,且对化学镀铜及化学镀镍均有很好的催化效果,所以镀层的附着力强,产品合格率高 ,质量可靠。
但是在实际生产中,无论采用哪种活化方法都会遇到活化不好的情况,这是什么原因呢?实践经验表明:除了粗化不够以外,大多数是由于活化液配制不当或者操作不仔细、溶液维护不好造成的。
对于采用氯化亚锡敏化、硝酸银活化的方法来说,配制敏化液时,应先放盐酸于少量水中,再加入氯化亚锡使之溶解,最后稀释到规定的体积,不可颠倒次序,否则,容易因氯化亚锡的水解而使配制失败。即
SnCl2+H2O=Sn(OH)Cl↓+HCl
水解后的溶液呈乳白色浑浊,不易被吸附到塑料表面,也就使活化液中银的还原成问题而使活化不足,在生产中带入大量的水使溶液的PH值上升也会出现同样结果。
对硝酸银溶液的配制,一定要用蒸馏水,否则,自来水中的Cl-会使硝酸银消耗:
Ag++ Cl-=AgCl↓
加入的氨水量不宜过多,否则,也会因络合能力增强而影Ag的还原,同时,生产中敏化后的制品一定要经过认真清洗并在蒸馏水中清洗后,方可进行活化过程。
对于胶体钯活化法来说,配制是关键,如果配制不当,就会没有活性或者很快就失去活性。无论用哪种方法,一是计量要准确,再一是反应要完全,为此一定要加温到60℃并保温8h左右。最好是放置一定时间再使用,则活性最佳。采用等离子计量法可以配制出活性很高且马上可使用的活化液,但反应温度如掌握不好,则会因反应太快而出现金属漂浮于液面的现象,使活化液很快失效。
在生产过程中,要维护好活化液,绝不可将粗化液等破坏胶体的物质带入液内,此外,要加盖保存,以防空气中的氧将Sn+氧化为Sn4+。
另外,解胶液要经常更换,否则,也会影响胶体钯活化工艺的活性。
经过热处理、 溶液浸泡等不同方法改性后,促进了活性炭的吸附作用。
活性炭是一种经特殊处理的炭,将有机原料(果壳、煤、木材等)在隔绝空气的条件下加热,以减少非碳成分(此过程称为炭化),然后与气体反应,表面被侵蚀,产生微孔发达的结构 (此过程称为活化)。由于活化的过程是一个微观过程,即大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀 ,所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙。活性炭表面的微孔直径大多在2到50nm之间,即使是少量的活性炭,也有巨大的表面积,活性炭的一切应用,几乎都基于活性炭的这一特点。
铍青铜是指含1.7%~2.5%铍、0.2%~05%镍的特殊青铜合金。铍青铜经淬火和时效处理后具有很高的强度、硬度、弹性、耐磨、耐热性和抗疲劳强度,还具有优良的导电、导热性及无铁磁性能。特别是温度变化对其弹性影响很小,因此铍青铜材料多用来制造重要的弹性零件,广泛应用于电子、航空、航天等领域。为进一步提高铍青铜弹性零件的导电性,往往在其表面镀覆一层银镀层,银镀层的厚度一般为5—8微米。但是,若按照铜或黄铜零件镀银的常用方法,很难在铍青铜零件电镀结合良好的银镀层。因此,铍青铜镀银除解决镀银层的变色外,还要从分析铍青铜的特殊性入手,提高铍青铜镀银层的结合力,防止鼓泡、起皮及脱落等疵病的发生。
2.铍青铜在镀银过程中易出现以下问题:
1)零件表面腐蚀,尺寸变化大;镀层出现小黑点,影响产品外观质量;
2)镀层与基体材料结合力差,镀层起皮。
造成上述问题的主要原因是材料本身含有大量的铍及镍元素,在热处理过程中,表面产生了一层暗红带褐色的氧化膜(其主要成分为CuO、Cu20、BeO、氧化镍等);另外,零件表面有大量油污,若热处理前清洗不干净,则氧化严重,所形成的氧化膜比较致密,采用常规的电镀前处理清洗工序很难去除。
2.1铍青铜材料的特殊性
铍青铜是一种含有易于钝化的铍和镍元素的特殊铜合金。以最常用的QBe1.9铍
青铜弹性材料为例,它含有1.85%~2.1%铍.0.2%~0.4%镍,还含有约0.02.5%~0.1%的钛,其余为铜。尽管铍、镍、钛的含量在合金中所占比例较小,但却使铍青铜大大有别于黄铜。镀青铜材料即便在常温大气条件下.表面也会生成一层肉眼看不到的致
密氧化膜。该氧化膜主要由CuO、COBeO、NiO、Ni2o3及n02等组成。若热处理之前除油不净,还会产生碳黑等油渍烧结物。电镀前若不彻底清理干净,就会使银镀层发生结合不良,起皮、起泡及脱落等故障所以为确保银镀层的结合力,必须对铍青铜镀银采用有别于铜或黄铜的前处理工艺。
3.铍青铜电镀工艺流程:
超声波清洗一电化学除油一盐酸活化一碱煮一除膜一混酸腐蚀一化学抛光一盐酸出光一氰化预镀铜一预镀银一镀银一后处理(防银变色)。
3.1工序说明
A.超声波清洗
超声波清洗介质为LJ-28型中性超声波专用清洗剂,浓度为5%,温度为40~50。C,超声波频率为25kHz。
B.电化学除油
其目的是进一步去除干净零件表面油污,工艺流程为:阴极除油3min阳极电解反拔除油30S。电解除油工艺配方及操作条件如下:FM一3型弱碱性电解除油粉50g/L,温度60~80。C,pH10.0~11.5。
C.盐酸活化
采用30%的稀盐酸溶液,在室温下浸泡5~10S,目的是去除零件表面在除油过程中产生的氧化物薄膜,为后续加工活化表面。
D.碱煮
在含500~550g/L氢氧化钠与200~250g/L亚硝酸钠的溶液中碱煮20min,使零件表面因热处理而产生的氧化皮松动。
E.除膜
采用10%的稀硫酸溶液,在室温下浸泡5~10S,目的是除去零件表面氧化膜。
F.混酸腐蚀
采用铬酸盐与硫酸混合酸液除去零件表面的热处理氧化皮。由于零件表面经过了碱煮、除膜工序,零件表面氧化皮已松动,在混酸中很容易去除,露出均匀、新鲜的基体表面,提高镀层的结合力。
工艺配方及操作条件为:铬酐80~100g/L,硫酸25~35L,无机添加剂1.5~2.0g/L,室温,时间3~5S。
G.化学抛光
为了提高零件表面镀层的致密性,采用镀前化学抛光的方法,提高零件表面的光洁度。铍青铜零件多为冲压件,表面粗糙度大于6-3gm,虽然满足装配的需求,但由于零件表面粗糙度较大,镀银后镀层孔隙率大,容易变色。若采用机械抛光,零件容易变形。采用化学抛光则可以解决以上问题,表面粗糙度可达到R=1.6gm。化学抛光工艺的配方与参数为:硝酸
200mL,磷酸500mL,有机酸300mL,室温,时间O.5~1.0min。零件入槽前必须干燥。
H.盐酸出光
采用30%的稀盐酸溶液,在室温下浸泡5~10S,为后续电镀加工活化表面,提高零件基体金属与镀层的结合力。
3.2还有另一种方法:
将经除油的铍青铜零件在下列溶液中浸蚀活化,也能得到较好的活化效果。
Fe2(SO4)3120~150g/L
HF(~av:36%)40~50ml/L
温度室温
时间.5—10min
此方法适用于氧化膜较薄或较精密的铍青铜零件,一般不会造成过腐蚀。经上述方法腐蚀活化的铍青铜零件,转入HNO3溶液中出光1—5秒再经流动水冲洗就可以进行电镀银操作。
4.铍青铜零件电镀银的注意事项
要想提高铍青铜电镀加工质量,还应做好以下几个方面的工作:
(1)前处理要彻底,各工序间清洗要干净,尤其不要将重金属离子带入镀液之中,防止污染电镀液。
(2)碱煮后要立即浸入冷水中清洗,以利于酸洗去膜。
(3)零件在工序问停留于空气中的时间越短越好,以防止零件基体被氧化,影响镀层结合力。
(4)在装挂中要根据零件的实际情况选择合理的挂具,防止零件变形。
(5)所选取的各种镀液必须在合格范围内,才能保证加工质量;加工过程中必须合理地选择工艺参数。
(6)在热溶液中电镀的铍青铜零件,先在热水槽中进行预热处理,有利于提高镀层结合力。
氢氧化钠溶液与稀盐酸溶液反应的本质是氢离子和氢氧根离子反应,氢离子带正电,氢氧根离子带负电,两种离子电荷相反,互相吸引,因此其活化能几乎为零,反应瞬间即可进行完毕。
可受催化剂影响改变。