摘 要:介绍了复合电镀层应用的新动向，如电解工业用电极的制备，铝发动机气缸的应用，重点介绍Sn-Ag纳米微粒复合镀层做为无铅可焊镀层的溶液，pH值，霍氏槽及可焊性试验的结果，还介绍了具有装饰和优良憎水性的镍－聚四氟乙烯微粒复合镀层，简述了其工艺过程，溶液组成和操作条件，镀层特性及应用。
关 键词：复合电镀;无铅可焊镀层;憎水性镀层
中图分类号：TQ153
文献标识码：A
1 前 言
从电镀或化学镀电解液中在金属析出的同时，微粒或纤维也一起沉积所得到的复合镀层称作复合镀。复合镀是从2O世纪5O年代未期到6O年代首先在电镀工艺中进行研究的，此后在化学镀中也得到了复合镀层，目前复合镀与合金镀一起成为表面处理工艺中制造功能性镀层的重要技术。
由于复合镀是将微粒分散在金属镀层中，镀层的性质有了很大变化，获得了金属或微粒单独所不具有的特性。复合镀最初是和用熔融法制作金属陶
瓷等金属复合材料的相互竞争中发展起来的。复合镀层孔隙率低，可以在低温(1o0 C以下)和常压下制备.受热处理和机加工影响易于变质的物质(如有机物等软粒子)tg能作为分散粒子。所镀金属和分散粒子可以有各种组合，复合范围广。此外，复合镀可在金属、塑料、陶瓷等基体上镀覆任意厚度的镀层。本文将根据有关文献资料介绍复合电镀层在新领域的应用。
2 复合电镀层应用的新动向
复合电镀作为强化镀层性能的手段，获得耐磨、自润滑和耐蚀性的功能性镀层已有很多报道，现在介绍复合电镀层几个新的应用。
2.1 电极用复合镀层n
工业电解用的大面积电极，多为形状简单的平板，这就有利于用电镀法制造。在食盐电解时，已有Ni一活性炭、Ni～海绵镍。Ni—RuO 等复合镀电极做为阴极应用，这些复合镀电极比通用电极氢过电位明显降低，而且寿命长。
Ni一海绵镍复合镀层已被用于制造燃料电池用的气体扩散电极。含有贮氢合金微粒的复合镀镍在氢电极反应中的应用研究也在进行。把Cr。O 微粒与镍或铅的复合镀层用于制氧电极在研究中。
2.2 (Ni—P)一SiC在发动机铝气缸中的应用
摩托车用2冲程单缸水冷发动机的铝气缸，为了防止过热粘附，以往是采取气缸内镀硬铬或嵌入特殊铸铁衬套，现在可用(Ni—P)一SiC 复合镀层替代，并已有生产线投入使用，镀层经热处理后硬度可达800 HV。
2.3 Sn—Ag纳米微粒复合镀层—— 无铅可焊镀层
锡和银纳米粒子复合镀是属于金属和金属的复合镀，它的分散相的金属粒子是在电解液中自然生成的，做为基质金属的锡和分散相纳米银的金属问化合物不是用热处理形成的。焦磷酸一锡络离子溶液和硝酸银溶液均是无色液体，当将它们混合后得到黑褐色溶液，这个混合液放置两周以上也无沉淀生成，用滤纸或孔径为0.2m 的滤膜也不能将褐色物质分离。但是它不能透过孔径为2.4 nm 透析用的纤维素。因此，黑褐色物质的成分不是吸光度大的低分子络离子，而是大于2.4 nm 的高分子或固体微粒。通过纤维素透析实验和分析透析液、透析残留物可知，黑褐色物质的成分是金属银的纳米粒子。黑褐色溶液是在焦磷酸锡
(Ⅱ)络离子溶液中分散有数纳米到十几纳米粒径的金属银的纳米粒子，它是着色成分，溶液中没有低分子量的银络离子。金属银的纳米粒子是由Sn 和Ag计迅速氧化还原反应生成的，焦磷酸根离子的吸附促使其稳定存在。
该溶液pH 在10.5以上时生成Sn(oH) 沉淀，pH在10以下是稳定的黑褐色溶液。电解时pH在5以下时仅有锡析出，当pH 在7～9范围则有3 以上的银共沉积，若仅以Sn抖电析Sn计算电流效率约在50 ～80%。
霍氏槽试验在SnSO 0.1 mol/L，K P2O ，0.2mol/I ，AgNO。0.01 mol/I ，pH=8，添加有1.0 g/L相对分子质量为6000的聚乙二醇，试片上可得到均一组成的Ag的质量分数为4 的共晶，外观为致密白色无光泽镀层。银纳米复合镀层与熔制合金一样，是在B—Sn内分散有Ag。Sn粒子的锡一银共晶合金。
锡一银复合镀层的可焊性试验，其结果为零交时间1 S，2 S以内可达到4 mN/cm 以上的润湿力。而熔融Sn—Ag可焊性的接触角，在1 S时低于90。，2 S内接近于零。
锡一银复合镀层经加热、融解、再凝固后结合强度并不降低。
2.4 装饰性优良的憎水性复合镀层
在电镀镍电解液中，将憎水性强的聚四氟乙烯(PTFE)微粒分散其中，可得到装饰性和憎水性兼有的复合镀层。
1)其工艺为：前处理(清洁表面)一电镀底层(半光亮镍或亮镍，起整平和耐蚀作用)一镀缎状镀层(装饰获得珍珠状外观)一电镀Ni—PTFE复合镀层(憎水性)一镀铬(装饰和硬度)一热处理。缎状镀层可使复合镀后镀铬时获得均一的珍珠外观，而且能防止以后热处理时镀层产生干涉色。
2)电镀Ni—PTFE复合镀层的溶液组成和操作条件
如使用硫酸镍为主的瓦特镍电解液，PTFE在电解液中分散的不好，镀层中PTFE含有率低，不能实现完全憎水。PTFE微粒有强烈的憎水性，在电解液中不能分散，必须用表面活性剂使其表面亲水，分散在电解液中，而且使PTFE表面带正电，易于实现共析。所用的PTFE粒径在1 Fm 以内。镀层中PTFE的含有率受电解液中PTFE质量浓度的强烈影响，随电解液中PTFE质量浓度的增加镀层中PTFE 的含有率提高，最大可达镀层体积容量的4O 。阴极电流密度在1～6 A/dm 时，镀层中PTFE含有率在32 ～38 体积容量范围内变化很小。
