镀镍层内应力产生原因
电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的流质做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、光滑性、耐热性和表面美观。
电镀层内应力是在金属离子形成金属的过程中产生的。为了避免或控制内应力对镀层产生的非优影响,人们很早就开始对内应力的形成原因进行了研究。然而,由于这一问题的复杂性,至今仍无完善统一的理论解释。归纳起来,关于镀镍层内应力产生的原因主要有以下几种理论解释-铜件铝件镀化学镍企业来为大家详细讲述——
Ⅰ.渗氢理论
在金属电沉积过程中若有氢析出,它将以氢原子或氢化物的形式存在于镀层中,氢在镍中具有很好的扩散性,能迅速逸出形成氢分子。氢的逸出导致镀层收缩形成拉应力。这一理论可以较好地解释阴极大量析氢时,镀镍层往往具有较大的拉应力。
Ⅱ.晶体聚结理论
电沉积时产生的晶核在成长过程中为了降低表面能而彼此聚结在一起,因而产生拉应力。而在晶核聚结之前,由于受到基体施加的力而被压缩,同时晶核生长时的表面张力也有收缩作用,故镀层出现压应力。这种理论可以说明基体材料的表面取向对镀镍层内应力的影响。
Ⅲ夹杂理论
电沉积时要获得没有杂质的纯镀层是非常困难的,杂质与镀层金属一起沉积或夹杂在晶界上,这使得杂质周围的金属晶格发生扭曲,从而产生内应力。这一理论可以比较好地解释镀液中的添加剂对内应力的影响。
Ⅳ.能量过剩理论
金属镍具有较高的活化过电位,当镍沉积在基体表面时,将以热的形式释放出大量的能量。镀层原子受热会使晶体膨胀,当它回到正常的“冷原子”时就会产生内应力。这一理论的证据是铝镀镍电沉积时,过电位越大,拉应力也就越大。但这种理论无法解释压应力。
Ⅴ位错理论
位错是晶格中原子平面相对滑动所产生的线缺陷。由于位错的边是沿着空位而取向的,于是就产生了拉应力。有机添加剂若能吸附在空位处,就会影响位错的生成,从而使内应力下降。实际上,位错理论是上述各种学说的基础。 产生镀层内应力的几种理论实际上彼此之间是互相联系、互为补充的。例如:位错是沉积层中的高能量区,所以能量过剩理论可以看成是位错理论和聚结理论的推论。有时,可用一种理论解释产生内应力的原因;但在大多数情况下,只用一种理论解释是不够完善的。
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