化学镀镍,镀铜,镀锌等工艺中通常使用次磷酸钠作为金属离子的还原剂,而木材化学镀镍和一般的表面金属镀工艺和作用原理有较大的区别。杂质,温度,电流及其他助剂对木材化学镀工艺有很大影响力。由于木材结构及其性能的特殊性,木材化学镀镍的预处理工艺与其它非金属材料的预处理工艺有所不同,这些因素在木材化学镀,特别是预处理阶段必须考虑。工业化的活化工艺目前主要采用贵金属活化液,*常用的是钯活化液,在大规模生产时,其消耗十分可观,造成贵金属活化的化学镀镍成本偏高。因此,研究开发一种不使用贵金属的化学镀镍工艺(无钯化学镀镍工艺),节约贵金属,降低生产成本,已显得日益重要;同时,改善镀层与木材基体的结合力、提高沉积速度、稳定性等问题也很重要。
通过对不同预处理过程形成的刨花制成的刨花板电磁屏蔽性质的变化研究,两步法(表面处理和催化处理分开进行)预处理过程比一步法(表面处理和催化处理同时进行)预处理过程制成的刨花板有较好的导电性和电磁屏蔽效果.如果用两步法预处理过程,在表面处理时用水代替乙醇溶剂,也可以获得好的电磁屏蔽效果和光滑的镀层。另一方面,导电性和电磁屏蔽效果随着PdCl2水溶液量的增加和表面处理剂浓度的降低而得到改善。
预处理过程和镍沉积薄膜的变化关系,指出在化学镀过程中,在不同条件下,镀液中沉积镍微粒或在镀槽壁中沉积镍微粒是不同的。金属化木材刨花的导电系数受沉积金属的影响比较大,通过扫描电镜观察,一步法得到的镍沉积膜呈岛状或三维方向,而两步法得到镍沉积膜呈光滑状态,两步法具有良好的导电性和光滑的镀膜。通过对木材化学镀镍不同活化工艺的研究旨在研究开发一种适合于木材的非贵金属活化化学镀镍工艺,使其成为活化成本降低、活化效果好、工艺操作简单的更适合木材化学镀镍的活化工艺,并通过优化次磷酸钠的镀液配方,改善镀层与木材基体的结合力,从而提高镀层耐蚀性、硬度、光亮度等性能。*早在室温条件下,将刨花在一定浓度的3-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇或水溶液中进行表面处理,被处理的刨花在105℃条件下干燥2h。这时的刨花表面形成一个活化层,在室温下浸入250mg PdCl2•2H2O和215mL HCl的水溶液中,过滤后在空气中干燥,用点滴法对刨花进行化学镀镍。对木材化学镀镍和木质电磁屏蔽材料进行了深入的研究,采用了胶体钯敏化-活化一步完成的方法活化木材。用氯化钯配制的醇溶液作为活化处理液,将表面处理好的木材在胶体钯的溶液中进行浸渍,实现对木材表面进行催化处理;敏化活化处理后,将木材放入蒸馏水槽中进行清洗,取出试件,完成木材表面的敏化和活化处理。次磷酸钠还原剂的含量,纯度,重金属杂质等对上述工艺影响巨大。
木材在经过去除抽提物、表面处理、敏化活化等处理后,利用次磷酸钠化学镀的方法可以成功地进行化学镀镍,并得到相应的镀层。以点滴逐渐加入化学镀液的方式对木材进行化学镀镍,以镍金属沉积速率为考核目标,得出比较理想的工艺参数为:镀液pH值7. 0~ 7. 5,施镀温度80 ℃,施镀时间20min。杨木单板表面化学镀镍的胶体钯活化工艺,通过对杨木单板化学镀镍前的活化液种类、活化时间及活化温度对镀镍后杨木单板电磁屏蔽效果影响的研究,指出了活化液、活化时间及活化温度对镀镍后的杨木单板电磁屏蔽性能有比较明显的影响。镀镍后杨木单板的便面电阻率很低,但是横纹方向的表面电阻率较顺纹方向的表面电阻率大,这与木材的各向异性结构有关。
以点滴法逐渐加入化学镀液的方式对木材进行次磷酸钠化学镀镍,木材化学镀镍镀液的主盐NiSO4•6H2O为50g/ L、还原剂次磷酸钠NaH2PO2•H2O为50g/ L、络合剂DL-苹果酸为60g/ L、琥珀酸为60g/ L时可以得到比较理想的金属沉积速率。络合剂的使用能够使镀液中形成各种镍的络合物,稳定镀液,抑制亚磷酸镍沉淀的析出,保持镀液有一定的沉积速率和较长的循环周期。当络合剂浓度合适时,沉积速率加快并能出现*值,如果络合剂浓度过低或过高,就会造成施镀困难或镀液失效。