本刊记者/温蕊

 

    我国化学镀镍技术较系统的研发工作开始于上世纪80年代。1988年以后我国陆续完成了一系列化学镀技术科研成果并获得应用，逐渐赶上了国际上当时第三代化学镀技术水平。上世纪90年代，我国化学镀行业获得空前的发展。

 

    现在国际上化学镀技术先进水平已达到第五代。我国的化学镀技术大体上处于第三至四代水平，与国际先进水平比较仍存在差距。武汉材料保护研究所沈伟教授认为，化学镀行业要得到长足的发展， 第一，要坚持前瞻性的学术研究和应用基础研究。课题应来自高新产业。原创性研发项目实验室或工程设计院，逐步做到真正的产学研集成创新。第二要注重工业应用性研究，研发工作必须完成相应工艺技术、工艺材料、工艺设备，生产质量统计过程控制和相应规范等全部技术内容， 成为商品直接为工厂生产应用。沈老师从来不认为化学镀行业会走向没落，恰恰相反，国际上化学镀技术研发和应用热度并没有下降，而是随着电子信息等高新技术产业一道持续向前发展。

 

    沈老师自1985年开始，一直坚持化学镀文献工作，至今30年，始终没有离开这个行业。他渴望把优秀的理念，最新的知识介绍到国内化学镀行业里来，与大家分享，共同促进我国化学镀行业的进步和繁荣。

 

    那些年，我们为化学镀发展做过的努力

 

    1985年，沈老师在美国加州大学表面科学及电化学实验室做访问学者，回国前夕，武汉材料保护研究所电化学研究室主任易俊明高工找他帮忙收集国外化学镀镍文献资料。“我想这就是开始吧”，沈老师说，当时武汉材料保护研究所是机械电子工业部表面处理技术归口单位，上世纪50年代就有人研究化学镀镍，但是工作十分初浅，更谈不上是系统的研发工作。初步查阅文献资料的结果令沈老师大吃一惊，当时欧美发达国家，化学镀“热”的不得了，不仅是大学大院大所都在搞化学镀基础研究，越来越多的全球化学品供应商研发出系列化学镀技术商品，并且在石油、机械、电子工业大规模应用。进入上世纪80年代，西方工业化国家化学镀的产值年增长率达到10-15%，业界惊呼这是表面处理行业发展史上空前的增长速度。

 

    当时国外化学镀已达第三代水平， 化学镀技术已形成系列的商品，特别是高磷高耐蚀化学镀层已达到耐中性盐雾试验1000小时，并用于计算机硬盘。而国内化学镀行业处于落后状况，仍处于第一代与第二代之间的水平，镀液不稳定，使用寿命低，手工作坊式的操作，镀层耐蚀性不高。“基于这样的背景，我们申报了《高耐蚀耐磨化学镀镍磷合金研究》课题，课题技术指标定得很高，完全和世界上第三代化学镀先进水平相当。”沈老师说，从1986年开始，课题组全体成员经过近3年的艰苦努力，全面达到各项技术指标，1988 年通过机械电子工业部组织的技术鉴定。“与此同时，我们翻译了ASTM，美军等西方工业化国家制定的化学镀镍技术规范和相关国际标准，起草了国家标准GB/T 13913-92自催化镍磷镀层，技术要求和试验方法。”沈老师说，“事实上，我们正是在研究开发和应用工作实践中，逐步深入细致地了解化学镀技术基础知识的。”

 

    在进行第三代化学镀镍科研攻关过程中，沈老师自然与国内从事化学镀科研工作的专家学者有所业务联系，交流的双方彼此都感到受益颇多。上世纪80年代末国内化学镀镍科研成果连连，沈老师回忆：“正是在1988年12月我们的课题鉴定会议结束，从常州出发前往北京参加中科院金属所化学镀课题鉴定会。在火车上，中科院金属所姜晓霞老师，北京科技大学胡茂圃教授和我们一起讨论工作。谈及美国电化学学会1986年秋季年会已出版化学镀论文专辑，行业杂志社承办定期的美国，甚至是国际性的化学镀会议，这些市场化运作使得学术界，全球供应商和工业应用各方共聚一堂，介绍化学镀新技术、新工艺和新材料，影响面宽，效果好。我们一致认为国内也应该有一个专门的交流平台，让从事化学镀科研、供应商和生产的各方人士相互学习交流，共同促进化学镀技术进步，这算是成立化学镀会议的一个提议吧。”

 

    成立化学镀会议的提议得到当时中国腐蚀与防护学会秘书长朱日彰教授、北科大腐蚀工程系主任杨德钧教授的赞同和大力支持。外联工作由杨德钧教授课题组的博士孙冬柏（现北科大副校长）负责。归口中国腐蚀与防护学会、学会的合金耐蚀理论委员会共同组织。

 

    1990年开始会议筹备工作。1992年初在南京召开了全国首届化学镀会议，会议收到来自北京科技大学、北京航空航天大学、上海交通大学、天津大学、哈尔滨工业大学、厦门大学、中科院金属所和武汉材保所等单位近100篇论文，会议由杨德钧老师主持，参会代表涌跃，出版了论文集，会议十分成功。自此每两年一届的全国化学镀会议至2012年共举行了十一届， 出版了11本论文集。2014年在桂林召开了化学镀技术发展应用和市场前景研讨会。

 

    回忆往事，沈老师非常感慨，“朱日彰教授已经逝世，姜晓霞老师也已80 高龄，我十分感念这些前辈的支持的帮助”。沈老师说，“我特别要感谢杨德钧教授几十年如一日的辛劳，对化学镀的组织指导工作，还有张钦京老师提供了历届国外会议论文集，如果没有这些同志的支持和努力，化学镀会议是开不起来的”。

 

    全国化学镀会议对于追踪国际先进水平，促进国内行业技术进步起了很大的作用，化学镀行业为腐蚀防护工作和国家经济发展作出了贡献。

 

    “而立”之年化学镀的发展拐点， 走高或低？

 

    国内化学镀行业经过上世纪80年代后期的迅猛发展，化学镀对于电子工业和机械工业的贡献是空前的，年产值增加速度达两位数，当时堪称黄金时代。

 

    任何事物无论国外还是国内，发展高潮过后就会转入常态，化学镀行业也不例外。其间2000年前后经历了欧盟环保法规RoHS的冲击。全面禁止使用稳定剂铅盐和光亮剂镉盐，本世纪初进入无铅镉时代， 即第四代化学镀。化学镀如今转眼到了而立之年，国际上先进化学镀技术已进入第五代，其发展层次走向高端，在移动电子产品、电子封装、微电子机械、传感器、医疗器械产业具有广阔的应用前景。沈老师认为，“化学镀技术具有生命力，是可持续发展的”。
 

 

参观南京德磊科技有限公司，观后会议代表进一步交流

 

    “我们应清醒认识到国内化学镀技术与当代国际先进水平的确存在差距，差距并不仅仅在于某项技术性能指标的高低， 而且在于与高新产业，原创性研发项目实验室或设计院的协同研发能力，产学研集成创新能力较差。”沈老师说，从化学镀会议情况也可看这个问题。由于当时我国还是沿袭由各部委、科协审批给资助开办学术会议或行业会议，并不是按市场化、完全对外开放的方式运作。化学镀会议成立之初作为技术交流平台，吸引了大量各方人士参会。

 

    但是，随着时间迁移，化学镀市场逐渐走向高端，国内化学镀会议却人气渐少。其实我国已成为全球移动电子产品的制造基地，相当大的化学镀技术高端市场在中国。国内大部分是代工厂，而原创制造商（OEM）却在境外，苹果手机就是一例，这些代工厂运营基本上是两头在外， 设计制造规范、高端技术材料皆来自境外OEM，产品也全交由境外分配销售。沈老师说：“如果我们与原始制造商/代工厂之间从未进行过技术交流或联合开发， 他们就不一定对我们化学镀会议论文内容感兴趣，甚至都不知道我们有个化学镀会议。”

 

    上世纪90年代初，国内化学镀市场大发展时期，由于未形成规范管理，化学镀企业遍地开花，低水平重复、恶性竞争，导致国内市场委缩，严重地阻碍了国内企业发展壮大。全球供应商也难以在化学镀会议上找到客户，自然也不会参会。这是人气渐失的重要原因。另一方面，学术界应该注重化学镀技术的应用性研究，研发工作内容应包括工艺技术、工艺材料、工艺设备、质量控制等全部必要的硬软件要素。

 

    沈老师说，“我在工作经历中曾有过教训。一种化学镀镍溶液和工艺，在规模化生产中镀厚250-300μm镀层完美无缺， 完全同样的这种镀镍溶液和工艺在另一家工厂临时试镀50μm时，因工件下部存在气孔缺陷而失败，出过洋相。原因在于临时试镀设备不能提供足够的技术条件保证。完整的研发技术内容，才会有完善的化学镀镍技术商品，有利于与用户交流，成功应用于市场。”

 

    直视化学镀环境保护问题，寻找切实可行方法

 

    即使化学镀行业进行高端时代，但环境问题仍然无法回避。

 

    化学镀是湿法沉积过程，报废的镀液称浓废液，镀后清洗工件的废水称-废水。废液中含有镍离子，具有一定的生物毒性，会造成部分人群皮肤过敏。另一种限制排放的是还原剂磷酸盐，属于农业肥料，但无节制的排放会造成环境水系富营养化，对生态造成影响。因此化学镀废水也一定要正确处理后，达到国家标准后方可排放。

 

    多年来，国内外对于化学镀废液处理方法经过了充分的研究和实践，开发出不少科学高效的废液处理方法，甚至可以回收金属，化废为宝，有利于资源保护。这些废液无害化处理方法的一个共同点就是对化学镀浓废液单独处理，利用浓废液中的还原剂和温度，触发还原反应，沉淀去除其中大部分镍离子，磷酸盐和络合剂， 然后再并入稀废液处理。对于稀废水中少量的络合剂妨碍金属离子沉淀的问题，需要沉淀前加强氧化工序，去除有机络合剂，这样可有效去除金属离子。总之，化学镀废液处理方法成熟可靠，与其他湿法如电镀废液处理相比较并无特殊性。如果说有不同；如化学镀镍可部分取代电镀铬，减少有害六价铬的使用，它对环境保护还是一定积极意义的。

 

    国内的化学镀工厂绝大部分属于小微企业，承担着为下游大企业配套加工任务。目前不少化学镀工厂已搬迁入当地电镀工业园，这本来是集中废液处理、降低工厂废液处理成本，有利于环境保护的好事，然而，不少化学镀工厂反映：工业园内自来水费高达50元/吨， 废液处理费高达5000元/吨，这样高额地征收环境保护费用已令化学镀小微企业难以生存，而且有可能将少数企业赶到无人监管的地区继续排放污染。沈老师说：“我们应向政府相关部门呼吁，不能滥用经济杠杆，要对环保部门、工业园强征高额环保费用的现象进行经常性监察，收费问题要经过科学论证和听证制度。要经常性推广指导企业建立先进有效的废液处理工艺方法。”

 

    “废液废水处理也是个清廉高效的科学管理问题。”沈老师认为，只要管理好了，化学镀行业是不会对环境保护产生冲击的。