1、化學鍍鎳鍍層中磷的含量對鍍層的物理化學性質(zhì)有很大的影響。明確化學鍍鎳過程中磷的析出機理及影響因素，是控制磷含量的先決條件。然而，目前對此尚沒有深入的研究。本文采用電化學及量子化學手段，對化學鍍鎳磷過程中磷的析出機理及影響因素進行了深入的探討。鍍層的磷含量采用X射線熒光光譜儀（XRF）進行檢測，確保了數(shù)據(jù)的可靠性。并采用電化學噪聲研究了化學鍍鎳的沉積過程。根據(jù)實驗結(jié)果建立了相關的模型，探討了磷的析出機理。同時，為了使所獲得的鍍層在工業(yè)中得

2、到廣泛的應用，又對化學鍍鎳光亮劑的作用機理及不同磷的含量對黑鎳鍍層耐腐性的影響進行了深入的研究。
　　采用電化學測試手段考察了絡合劑的種類和用量對鍍層中磷含量的影響。在對僅含有次亞磷酸鹽、硫酸鎳、同時含有兩種物質(zhì)及在含有兩種物質(zhì)的溶液中加入不同絡合劑的循環(huán)伏安曲線的測試發(fā)現(xiàn)，化學鍍鎳過程中磷的析出是受鎳離子的誘導作用影響發(fā)生的，并且不同絡合劑的結(jié)構(gòu)對磷的析出有不同程度的影響。在實際施鍍過程中也得到了一致的結(jié)論。在此基礎上，提出了絡

3、合劑界面異相催化機理。同時研究發(fā)現(xiàn)，在絡合體系相同的情況下，次亞磷酸鹽和硫酸鎳的濃度比對化學鍍鎳層中磷的含量有很大的影響。由此提出了次亞磷酸鹽的界面異相催化機理，在這兩個假說的指導下，設計了不同磷含量的化學鍍鎳液，并且獲得了磷含量不同的鍍層，驗證了所提出的兩個假說的正確性。
　　化學鍍鎳過程中，鍍層中磷原子的析出來源于次亞磷酸的還原。利用量子化學軟件高斯03（G03）分子軌道理論中的從頭計算法（ab initio），計算了次亞磷酸

4、在還原過程中可能的中間產(chǎn)物和過渡態(tài)的振動頻率和總能量。計算方法是采用二階微擾理論（MP2），與在曾經(jīng)用于計算化學鍍鎳反應機理的6-311G（d,p）基組水平上進行計算的。計算路徑是根據(jù)在電鍍鎳磷中提出的磷的直接析出機理（H3PO2→P）和間接析出機理（H3PO2→PH3）進行設計。計算結(jié)果表明，間接機理的能量體系相對較低。次亞磷酸鹽的還原是通過RP3路徑來實現(xiàn)的，即間接機理H3PO2→PH3→P實現(xiàn)的。為了確保計算的準確性，采用更高級的

5、混合基組（CBS-QB3）對此結(jié)果進行了進一步的計算。計算結(jié)果與MP2得到的數(shù)據(jù)是一致的。
　　為了深入研究化學鍍鎳的沉積過程，采用美國Gamry公司的電化學工作站測試了化學鍍鎳過程中的電化學噪聲(ENA)和電化學阻抗譜(EIS)，研究了不同 pH的化學鍍鎳液的沉積過程。電化學噪聲的時域分析和頻域分析結(jié)果表明，隨著鍍液 pH值的增加，沉積過程中電化學反應的阻力增加，這可能是由于[H2PO2(OH)2]ads-的吸附造成的。電化學阻

6、抗譜的低頻范圍的信息，也證實了這一實驗結(jié)果。最后，將阻抗譜的阻抗模值∣Z∣與噪聲譜的Rsn(f)曲線進行比較，發(fā)現(xiàn)兩者吻合得很好，這說明可以采用電化學噪聲來監(jiān)控化學鍍鎳的沉積過程。
　　另外，為了提高低磷化學鍍鎳層的光亮性，研究了化學鍍鎳光亮劑對沉積過程的影響。采用掃描隧道顯微鏡（STM）在線原位觀測含有光亮劑的化學鍍鎳液的沉積過程。結(jié)果表明，光亮劑在沉積過程起到了整平的作用。小尺度下STM的觀察結(jié)果表明，化學鍍鎳的沉積是以三維團

7、簇狀結(jié)構(gòu)生長的，這與Homma教授的觀察結(jié)果是一致的。只是團簇的尺寸小于文獻的報道。這可能是由于光亮劑的影響所致。
　　化學鍍黑鎳層，以其高的吸收率、低反射率和鍍層厚度均一等特點，被廣泛應用于太陽能的光熱轉(zhuǎn)化材料中。因此，本文制備了化學鍍黑鎳層，并考察了其耐蝕性能。在比較不同初始磷含量對化學鍍黑鎳過程的影響時發(fā)現(xiàn)，中、低磷含量的鎳磷鍍層適合于化學鍍黑鎳的制備。另外，采用XRF對黑化前后鍍層的非金屬（硫和磷）元素進行檢測。結(jié)果表明，