Ю. Д. Гамбург химическое никелирование получение никель-фосфорных покрытий путем электрокаталитического

12. Скорость осаждения, состав покрытий
и их зависимость от различных факторов
Основные факторы, влияющие на скорость осаждения и состав покры-
тий (т. е. содержание в них фосфора), это температура, рН и состав раствора 
(включая вспомогательные вещества и стабилизаторы), плотность загрузки, 
в какой-то степени перемешивание и наличие загрязнений, а также длитель-
ность работы.
От содержания никелевых соединений скорость осаждения при прочих 
равных условиях довольно слабо зависит в интервале 0,12–0,80 моль/л, од-
нако при содержании менее 0,08 моль/л примерно пропорционально умень-
шается, в то время как содержание фосфора в покрытиях возрастает, так 
как скорость его выделения слабо зависит от содержания никеля в растворе. 
Таким образом, при низких концентрациях наблюдается первый порядок 
скорости процесса по никелю, но постепенно он снижается до нулевого, то 
есть скорость перестает зависеть от концентрации.
Именно поэтому применение высоких концентраций никельсодержащих 
солей нецелесообразно; это не позволяет повысить скорость осаждения, 
ухудшая устойчивость растворов.
То же самое можно сказать и о зависимости скорости процесса от содержа-
ния гипофосфита: эта зависимость при низких концентрациях характеризует-
ся первым порядком реакции, но в интервале концентрации 0,25–0,50 М уже 

---

Химическое никелирование
38
является довольно слабой, и поэтому применение высокой концентрации ги-
пофосфита нецелесообразно (правда, в щелочных растворах влияние концен-
трации гипофосфита много сильнее). Но гораздо важнее соотношение никель/
гипофосфит, которое оптимально должно составлять около 0,35–0,50 (рис. 12).
Как уже было отмечено, существенно зависит скорость осаждения и от 
рН раствора, увеличиваясь в 1,5–2 раза при изменении рН от 4,5 до 7,0 (рис. 
13). На этом же рисунке показано, как противоположно скорости осаждения 
меняется концентрация фосфора в покрытиях.
Зависимость скорости процесса от рН и концентрации никеля показана 
также на рис. 13, там же показана и зависимость содержания фосфора в 
осадках от этих факторов.
Рис. 12. Скорость осаждения как функция соотношения концентраций ионов никеля и гипо-
фосфита
Рис. 13. Величина рН противоположным образом влияет на скорость осаждения покрытия и 
на концентрацию в нем фосфора

---

12. Скорость осаждения, состав покрытийи их зависимость от различных факторов 
39
Намного сильнее влияние содержания ацетата или других органических 
кислот (или их солей) [5, 31]. Эти вещества сильно ускоряют процесс, осо-
бенно при концентрациях порядка 0,1М (некоторые несколько ниже, некото-
рые – выше). Скорость осаждения покрытия в присутствии сравнительно не-
больших концентраций органических кислот (особенно янтарной) возрастает 
в 2–5 раз, проходя при определенной концентрации (5–25 г/л, в зависимости 
от природы кислоты и условий осаждения) через максимум, как это было по-
казано на рис. 6. Эта оптимальная концентрация сравнима с концентрацией 
гипофосфита и тем выше, чем больше концентрация гипофосфита.
Более сильно увеличивают скорость осаждения вещества, образующие 
менее прочные комплексы (например, лактат). Снижение скорости осажде-
ния при более высокой концентрации лигандов, вероятно, связано с адсорб-
цией анионов на растущей поверхности, приводящей к снижению каталити-
ческих свойств, а также со снижением рН растворов.
Поэтому оптимальное содержание органических кислот (молочной, ма-
лоновой, адипиновой, янтарной, глутаровой, яблочной, гликолевой, пропио-
новой, лимонной, уксусной, а также аминоуксусной и других аминокислот) 
и их солей может в разных рецептурах составлять от 5 до 25, в редких слу-
чаях до 40 г/л; они образуют комплексные соединения с никелем и смещают 
равновесный потенциал никелевого электрода в отрицательном направле-
нии примерно до –0,4 В. Этому соответствуют мольные концентрации от 
0,04 до 0,3 М, то есть они могут быть как вдвое ниже, так и вдвое выше по 
сравнению с мольной концентрацией никеля. Такой комплексант, как пи-
рофосфат, в щелочных растворах также увеличивает скорость осаждения 
покрытия вплоть до концентрации пирофосфата 0,25М [66].
Роль кислотности является довольно существенной, в особенности из-за 
того, что она сильно влияет на скорость выделения фосфора: при низких рН 
(особенно в интервале рН 5,0–5,2 и ниже) включение фосфора значительно 
ускоряется (рис. 14), что влияет на состав осадков.
Рис. 14. Повышение скорости осаждения и снижение концентрации фосфора в покрытиях 
при увеличении концентрации никеля в растворе. Сплошная линия: рН = 5, пунктир: рН = 6

---