Химическое никелирование изделий имеет очень широкое применение, что объясняется физико-механическими и химическими свойствами этого металла. Никель – серебристо-белый металл с сильным блеском, имеет атомную массу 58,71. Его отражательная способность в видимой части спектра находится в пределах 58–62 %, плотность 8900 кг/м3, температура плавления 1452 °С, удельная теплоемкость 0,48х103 Дж/(кгК). Никель ферромагнитен, обладает переменной валентностью (двух- и трехвалентный); электрохимический эквивалент 1,095 г/(Ач), стандартный потенциал равен – 0,25 В.
Разбавленные кислоты действуют на никель менее энергично, чем на железо, однако он легко растворим в разбавленной азотной кислоте. Концентрированная азотная кислота пассивирует его. В растворах щелочей он устойчив при всех концентрациях и температурах. Обладает коррозионной устойчивостью в растворах некоторых органических кислот и минеральных солей.
Никелирование защищает изделие от коррозии, повышает поверхностную твердость и придает ему декоративный вид. При толщине никелевого покрытия 0,125 мм основной металл изделия уже предохраняется от воздействия промышленных газов и растворов, при менее сильной агрессивной среде достаточен слой толщиной 0,05–0,1 мм. Никелевые покрытия наносят на железо, медь, титан, алюминий, бериллий, вольфрам и другие металлы и их сплавы.
Никелевое покрытие, являясь защитно-декоративным, может защитить железо от коррозии только при условии полной беспористости покрытия, так как у него более положительный потенциал. Для получения беспористых никелевых покрытий применяют последовательное осаждение нескольких слоев никеля или другого металла из различных по составу электролитов. У многослойных покрытий поры каждого слоя обычно не совпадают с порами соседних слоев. Многослойные покрытия позволяют снизить расход никеля в результате применения более дешевого металла, как, например, медь.
Электроосаждение никеля всегда сопровождается значительной катодной и анодной поляризацией, которая зависит как от состава электролита, так и от режима ведения процесса. При пассивации анодов уменьшается концентрация ионов никеля в прикатодном пространстве, что приводит к снижению выхода по току. Введение ионов Cl в электролит снижает анодную поляризацию, так как ионы Cl, разряжаясь на аноде, растворяют пассивную пленку анода , тем самым снижают анодную поляризацию. В свою очередь, повышенное содержание Cl увеличивает растворимость анода, а это приводит к нестабильности работы ванны и увеличению pH в катодном пространстве. Поэтому повышенное содержание ионов Cl также нежелательно, как и пониженное.
При электроосаждении никеля из кислых растворов наряду с никелем на катоде выделяется и водород, за счет чего в прикатодном пространстве повышается pH, а это может привести к образованию хрупких и шероховатых поверхностей никеля, что связано с образованием основных солей.
С другой стороны, увеличение кислотности электролита приводит к снижению рассеивающей способности электролита и выходу по току ввиду расхода энергии на восстановление ионов водорода. Выделение последнего ухудшает свойства получаемых осадков. Образуется пористый шероховатый осадок с питтингом. Поэтому, как правило, никелирование проводят при pH электролита в пределах 4,0 – 5,5.
Чистоту никелевых электролитов поддерживают непрерывной фильтрацией, их селективной и периодической химической очисткой, а также зачехлением анодов.
Для стабильной работы анодов, т.е. для равномерного растворения анодов, их подвергают термообработке и придают им эллиптическую или ромбовидную форму. Эти факторы сказываются на скорости растворения никеля, а поэтому и на качестве получаемых осадков.
