金属化学镀镍是以金属离子为电源，在化学镀液中通过电化学还原的方法对基体金属表面进行镀镍处理的一种方法。采用金属化学镀镍可以改善金属表面的机械性能，提高其表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和美观度。本文将从金属化学镀镍的原理、工艺流程、影响因素及优缺点等方面进行详细介绍。
一、金属化学镀镍原理
金属化学镀镍原理是利用金属离子在化学镀液中通过还原作用，使其在基体金属表面得到电化学沉积形成一层均匀、致密、硬度高、耐磨性强、光亮抗氧化的Ni镀层。在金属化学镀液中，主要是Ni离子和还原剂的存在，还含有络合剂、缓蚀剂、表面活性剂等助剂，其中Ni离子起主导作用。
金属化学镀液中的Ni离子与镀件表面金属活性离子发生电化学反应，得到Ni金属沉积在基体金属表面上，反应可用下式表示：
Ni2 2e- → Ni^0
二、金属化学镀镍工艺流程
金属化学镀镍工艺流程包括前处理、镀液配置、镀液调节和镀后处理四个环节。
1.前处理
金属化学镀镍前处理是为了去除镀件表面的油脂、氧化物、氢气、气泡和金属表面附着的污物，保证表面清洁，使得电镀层与基体紧密结合，不易剥离。前处理包括碱洗、酸洗、水洗、除铁处理、激活处理及阴极活化等过程。
2.镀液配置
金属化学镀液是由Ni盐、还原剂、络合剂、缓蚀剂等组成。镀液配置是按比例添加各种配方的原料，并采取适当的措施，如搅拌、加热、过滤等，使之完全溶解，达到最佳状态。配置好的镀液要进行样品试镀，不断调整，直至得到最佳的析镍速度、沉积均匀度和镍层质量。
3.镀液调节
镀液调节是为了使镀液保持稳定状态，它包括调节镀液的PH值、电位、离子强度和温度等。调节好的镀液有效保证了镀层质量，决定了后期的镀层尺寸稳定性和表面质量。
4.镀后处理
金属化学镀镍后处理主要是镀层的去污、测定、处理和封闭等。通过在镀后处理中施加一层封闭的物质，如缩醛树脂、沥青、有机硅等，有效地提高了镀层的耐腐蚀性和耐磨性。
三、影响因素
影响金属化学镀镍的主要因素包括：电化学反应条件、镀液配方、镀件表面状态和施工方法等。
1.电化学反应条件
Ni的还原电位为—0.26V，反应电化学条件通常为镀液温度在35℃~50℃之间，PH为4-5，电流密度为3~6A/dm^2。有效的电化学反应条件保证了氢气的析出和纳米级Ni的沉积。
2.镀液配方
金属化学镀液中的化学成分非常重要。常用的配方为NiCl2·6H2O、NaH2PO2·H2O、NH4Cl、有机复配剂等。其中NiCl2·6H2O是主要的Ni离子来源。配方经过改进可以提高镀层的硬度和抗腐蚀性。
3.镀件表面状态
镀件表面状态包括去污、暴露和激活等过程。表面状态不良对沉积镍的影响是比较大的。表面状态良好的金属长期处于无氧状态，保证了镀层质量的稳定性和美观度。
4.施工方法
金属化学镀液的沉积通常采用非匀性半均匀沉积方法，或者采用周期反转电位法。这样可以保证所得到的镍层的厚度均匀度、光洁度和多孔度带来的嵌塞问题都得到缓解，镍层质量要优于其它电化学沉积方法。
四、金属化学镀镍的优缺点
金属化学镀镍的优点是：可使金属表面得到保护和改善，增加了表面面积，提高了其耐磨性和机械强度。通过修饰，广泛应用于电子、医疗、汽车、机械、化工、航空等工业领域。
金属化学镀镍的缺点是：对环境不友好，需要处理废水和废液，操作人员需要有一定的技术和专业知识。此外，虽然可以增加金属表面的硬度、耐腐蚀性，但其成本也相对要高一些。
综上所述，金属化学镀镍是一种在金属表面形成一层致密、硬度高、耐磨性强、耐腐蚀性强、美观度高的Ni镀层的电化学沉积方法。它可以广泛地应用于电子、医疗、汽车、机械、化工、航空等工业领域。但在实际应用中，通过优化工艺、改善配方、强化对废液的处理和利用，可以不断地提高其质量和使用效益。
