化學(xué)鍍的發(fā)展史主要就是化學(xué)鍍鎳的發(fā)展史。雖然早在1844年A.Wurtz就發(fā)現(xiàn)次磷酸鹽在水溶液中還原出金屬鎳,但化學(xué)鍍鎳技術(shù)的奠基人是美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的A.Brenner和G.Ridell。他們在1947年提出了沉積非粉末狀鎳的方法,弄清楚了形成涂層的催化特性,使化學(xué)鍍鎳技術(shù)工業(yè)應(yīng)用有了可能性。所以,化學(xué)鍍鎳技術(shù)的歷史還很短暫,真正大規(guī)模工業(yè)還是70年代末期的事。早期只有含磷5%-8%(重量)的中磷鍍層,80年代初發(fā)展出磷含量為9%-12%的高磷非晶結(jié)構(gòu)鍍層,使化學(xué)鍍鎳向前邁進(jìn)一步。80年代末到90年代初又發(fā)展了磷含量為1%-4%的低磷鍍層。含磷量不同的鍍層物理化學(xué)鍍性能也不同。化學(xué)鍍鎳的最早工業(yè)應(yīng)用是二戰(zhàn)后在美國通用運輸公司(GATC)。他們在系統(tǒng)研究該技術(shù)后于1955年建立的第一條生產(chǎn)線,發(fā)展出的化學(xué)鍍鎳溶液商品名稱為"Kanigen"(是Catalytic Nickel Gene Ration學(xué)縮寫)。70年代又發(fā)展出仍以次磷酸鈉還原劑的Durnicoat工藝、用硼氫化鈉做還原劑Ni-B層的Nibodur工藝,以后又出現(xiàn)了用肼做還原劑的化學(xué)鍍鎳方法。
化學(xué)鍍鎳技術(shù)的核心是鍍液的組成及性能,所以化學(xué)鍍鎳發(fā)展史中最值得注意的是鍍液本身的進(jìn)步。在60年代之前由于鍍液化學(xué)知識貧乏,只有中磷鍍液配方,鍍液不穩(wěn)定,往往只能穩(wěn)定數(shù)小時,因此為了避免鍍液分解只有間接加熱,在溶液配制、鍍液管理及施鍍操作方面必須十分小心,為此制定了許多操作規(guī)程給以限制。此外,還存在沉積速度慢、鍍液壽命短等缺點。為了降低成本,延長鍍液使用周期,只好使鍍液“再生”,再生的實質(zhì)就是除去鍍液中還原劑的反應(yīng)產(chǎn)物,次磷酸根氧化產(chǎn)生的亞磷酸根。當(dāng)時使用的方法有棄去部分舊鍍液添加新鍍液、加FeCl3或Fe2(SO4)3以沉淀亞磷酸根(形成Na2[Fe(OH)(HPO3)2])·20H2O黃色沉淀)、離子交換法等,這些方法既麻煩又不適用。70年代以后多種絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑等添加劑的出現(xiàn),經(jīng)過大量的試驗研究、篩選、復(fù)配以后,新發(fā)展的鍍液均采用“雙絡(luò)合、雙穩(wěn)定”、甚至“雙絡(luò)合、雙穩(wěn)定、雙促進(jìn)”配方,這樣不僅使鍍液穩(wěn)定性提高、鍍速加快,更主要的是大幅度增加了鍍液對亞磷酸根容忍量,最高達(dá)600-800g/LNa2HPO3·5H2O,這就使鍍液壽命大大延長,一般均能達(dá)到4-6個周期,甚至10-12個周期,鍍速達(dá)17-25μm/h。這樣,無論從產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益角度考慮,鍍液已不值得進(jìn)行“再生”,而直接做廢液處理。近來,為了改革鍍層質(zhì)量、減少環(huán)境污染,已改用新型有機穩(wěn)定劑,不再使用重金屬離子,從而顯著提高了鍍層的耐蝕性能。目前,化學(xué)鍍液均已商品化,根據(jù)用戶要求有各種性能化學(xué)鍍的開缸及補加濃縮液出售,施鍍過程中只需按消耗的主鹽、還原劑、pH調(diào)節(jié)劑及適量的添加劑進(jìn)行補充,使用十分方便。
據(jù)不完全統(tǒng)計,目前世界上至少有兩百種以上的成熟化學(xué)鍍鎳配方,一些有代表性出售鍍液的公司有:美國的M&T Chemicals Ltd., Allied-Kelite Div., Witco Chemical Corp., Enthone Inc., Shipley Company, Hidility Co. Wear- Cote International Inc.; 英國的W. Canning Materials Ltd., Harshaw Chemicals Limited; 德國的Friedr. Blasberg Gmbh. &Co. K G, Auto Tech; 日本的上村株式會社、奧野株式會社等。我國化學(xué)鍍工業(yè)目前正逐步走向成熟。 從1959年美國召開第一屆化學(xué)鍍鎳學(xué)術(shù)會議以后,陸續(xù)發(fā)表了大量的論文及專利,還出版了有關(guān)專著,如G.G.Gawrilov:Chemical (Electroless)Nickel-plating 1974;G.O.Mallory: Electroless Plating Fundmentals and Application 1990。 美國電化學(xué)學(xué)會秋季年會(暨美國固體電路制造學(xué)會年會),于1989年開始建立化學(xué)鍍學(xué)術(shù)研究報告專集,由此可見化學(xué)鍍學(xué)術(shù)研究的普遍性。
由于電子計算機、通信等高科技產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,為化學(xué)鍍技術(shù)提供了巨大的市場。80年代是化學(xué)鍍技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用飛躍發(fā)展時期,西方工業(yè)化國家化學(xué)鍍鎳的應(yīng)用,在與其他表面處理技術(shù)激烈競爭的形勢下,年凈增長速率曾在到15%;這是金屬沉積史上空前的發(fā)展速度。預(yù)期化學(xué)鍍技術(shù)將會持續(xù)高速發(fā)展,平均年凈增速率將降至6%,而進(jìn)入發(fā)展成熟期。
我國的化學(xué)鍍市場與國際相比起步晚、規(guī)模小,但近十幾年發(fā)展極期迅速,不僅有大量的論文發(fā)表,還舉行了全國性的專業(yè)會議,相信在今后幾年內(nèi)會越來越廣泛的應(yīng)用該項技術(shù),并逐步走向穩(wěn)定和成熟。










