实验四 铜表面电镀镍

一、实验目的

（1）掌握电镀的基本过程。

（2）了解镀液成分对镀层性能的影响。

二、实验原理

镍具有很强的钝化能力。在空气中，镍能迅速氧化，并在表面形成一层极薄的钝化膜，使其具有持久不变的色泽。常温下，镍能很好地阻止大气、水和碱液的侵蚀，其在碱、盐或有机酸中很稳定，在硫酸和盐酸中，镍的溶解速度很小。另外，镍的硬度较高，如在其他金属的表面镀金属镍层，可以提高制品的表面硬度，并使其具有较好的耐磨性。镍是铁族元素，属于电化学极化较大的体系。发生电解时，即使在很小的电流密度下，金属镍也会产生显著的极化作用。与镀锌、镀铜等不同，镀镍不需要使用特殊的络合剂和添加剂。由于电沉积镍时会产生较大的极化作用，在强酸中根本不可能把它沉积下来（其原因可能是极化较大，导致沉积电位较正或较负，从而超出了强酸电镀液的电位窗口），因此，镀镍的电镀液只能使用弱酸性电解液。

三、仪器与试剂

仪器：扫描电子显微镜、EDS能谱仪、直流电源（5A）；电流表（5A）；pH计；矩形槽电解槽；搅拌器镍阳极：宽45mm，高50mm以上；阴极试片：宽10mm，高10mm，一面涂绝缘物质的铜片。

试剂：硫酸镍、氯化钠、氯化镍、硼酸、糖精等，以上试剂均为化学纯。实验过程中所用的水均为蒸馏水。

四、实验步骤

（1）镀液准备：配制镀镍溶液。

（2）试片准备：将阴极试片用丙酮除油，再用去污粉擦洗，表面无油无锈后，用热风机吹干。

（3）阴极试片冷却至室温后，在天平上称重，分别记录阴极试片的重量。

（4）两种镀液中采用的电流密度分别为1A/dm2、4A/dm2。

（5）将阳极洗净后放入槽中相应位置，加入镀液。

（6）接好线路，先按电流密度为1A/dm2电镀15min。

（7）将两阴极片取出，冲洗干净，用热风机彻底吹干，冷却至室温，在天平上称重，记录数据。

（8）重复上述实验步骤，分别得出其他两种镀液的实验数值。

（9）实验结束后，清理实验台。

五、实验数据处理

（1）计算镀件的增重和镀层的厚度。

（2）比较两种镀液得到镀层的异同，利用Hull槽的镀层表示符号，把各个镀层的表观现象绘制出来。

（3）利用扫描电子显微镜和EDS能谱仪对所得镍镀层进行微晶形貌、尺寸、组成分析。

六、问题与思考

（1）试述电镀镍光亮剂的分类。

（2）试述电镀镍光亮剂的作用机理。