本刊記者/溫蕊

 

    我國化學鍍鎳技術較系統的研發工作開始于上世紀80年代。1988年以后我國陸續完成了一系列化學鍍技術科研成果并獲得應用，逐漸趕上了國際上當時第三代化學鍍技術水平。上世紀90年代，我國化學鍍行業獲得空前的發展。

 

    現在國際上化學鍍技術先進水平已達到第五代。我國的化學鍍技術大體上處于第三至四代水平，與國際先進水平比較仍存在差距。武漢材料保護研究所沈偉教授認為，化學鍍行業要得到長足的發展， 第一，要堅持前瞻性的學術研究和應用基礎研究。課題應來自高新產業。原創性研發項目實驗室或工程設計院，逐步做到真正的產學研集成創新。第二要注重工業應用性研究，研發工作必須完成相應工藝技術、工藝材料、工藝設備，生產質量統計過程控制和相應規范等全部技術內容， 成為商品直接為工廠生產應用。沈老師從來不認為化學鍍行業會走向沒落，恰恰相反，國際上化學鍍技術研發和應用熱度并沒有下降，而是隨著電子信息等高新技術產業一道持續向前發展。

 

    沈老師自1985年開始，一直堅持化學鍍文獻工作，至今30年，始終沒有離開這個行業。他渴望把優秀的理念，最新的知識介紹到國內化學鍍行業里來，與大家分享，共同促進我國化學鍍行業的進步和繁榮。

 

    那些年，我們為化學鍍發展做過的努力

 

    1985年，沈老師在美國加州大學表面科學及電化學實驗室做訪問學者，回國前夕，武漢材料保護研究所電化學研究室主任易俊明高工找他幫忙收集國外化學鍍鎳文獻資料。“我想這就是開始吧”，沈老師說，當時武漢材料保護研究所是機械電子工業部表面處理技術歸口單位，上世紀50年代就有人研究化學鍍鎳，但是工作十分初淺，更談不上是系統的研發工作。初步查閱文獻資料的結果令沈老師大吃一驚，當時歐美發達國家，化學鍍“熱”的不得了，不僅是大學大院大所都在搞化學鍍基礎研究，越來越多的全球化學品供應商研發出系列化學鍍技術商品，并且在石油、機械、電子工業大規模應用。進入上世紀80年代，西方工業化國家化學鍍的產值年增長率達到10-15%，業界驚呼這是表面處理行業發展史上空前的增長速度。

 

    當時國外化學鍍已達第三代水平， 化學鍍技術已形成系列的商品，特別是高磷高耐蝕化學鍍層已達到耐中性鹽霧試驗1000小時，并用于計算機硬盤。而國內化學鍍行業處于落后狀況，仍處于第一代與第二代之間的水平，鍍液不穩定，使用壽命低，手工作坊式的操作，鍍層耐蝕性不高。“基于這樣的背景，我們申報了《高耐蝕耐磨化學鍍鎳磷合金研究》課題，課題技術指標定得很高，完全和世界上第三代化學鍍先進水平相當。”沈老師說，從1986年開始，課題組全體成員經過近3年的艱苦努力，全面達到各項技術指標，1988 年通過機械電子工業部組織的技術鑒定。“與此同時，我們翻譯了ASTM，美軍等西方工業化國家制定的化學鍍鎳技術規范和相關國際標準，起草了國家標準GB/T 13913-92自催化鎳磷鍍層，技術要求和試驗方法。”沈老師說，“事實上，我們正是在研究開發和應用工作實踐中，逐步深入細致地了解化學鍍技術基礎知識的。”

 

    在進行第三代化學鍍鎳科研攻關過程中，沈老師自然與國內從事化學鍍科研工作的專家學者有所業務聯系，交流的雙方彼此都感到受益頗多。上世紀80年代末國內化學鍍鎳科研成果連連，沈老師回憶：“正是在1988年12月我們的課題鑒定會議結束，從常州出發前往北京參加中科院金屬所化學鍍課題鑒定會。在火車上，中科院金屬所姜曉霞老師，北京科技大學胡茂圃教授和我們一起討論工作。談及美國電化學學會1986年秋季年會已出版化學鍍論文專輯，行業雜志社承辦定期的美國，甚至是國際性的化學鍍會議，這些市場化運作使得學術界，全球供應商和工業應用各方共聚一堂，介紹化學鍍新技術、新工藝和新材料，影響面寬，效果好。我們一致認為國內也應該有一個專門的交流平臺，讓從事化學鍍科研、供應商和生產的各方人士相互學習交流，共同促進化學鍍技術進步，這算是成立化學鍍會議的一個提議吧。”

 

    成立化學鍍會議的提議得到當時中國腐蝕與防護學會秘書長朱日彰教授、北科大腐蝕工程系主任楊德鈞教授的贊同和大力支持。外聯工作由楊德鈞教授課題組的博士孫冬柏（現北科大副校長）負責。歸口中國腐蝕與防護學會、學會的合金耐蝕理論委員會共同組織。

 

    1990年開始會議籌備工作。1992年初在南京召開了全國首屆化學鍍會議，會議收到來自北京科技大學、北京航空航天大學、上海交通大學、天津大學、哈爾濱工業大學、廈門大學、中科院金屬所和武漢材保所等單位近100篇論文，會議由楊德鈞老師主持，參會代表涌躍，出版了論文集，會議十分成功。自此每兩年一屆的全國化學鍍會議至2012年共舉行了十一屆， 出版了11本論文集。2014年在桂林召開了化學鍍技術發展應用和市場前景研討會。

 

    回憶往事，沈老師非常感慨，“朱日彰教授已經逝世，姜曉霞老師也已80 高齡，我十分感念這些前輩的支持的幫助”。沈老師說，“我特別要感謝楊德鈞教授幾十年如一日的辛勞，對化學鍍的組織指導工作，還有張欽京老師提供了歷屆國外會議論文集，如果沒有這些同志的支持和努力，化學鍍會議是開不起來的”。

 

    全國化學鍍會議對于追蹤國際先進水平，促進國內行業技術進步起了很大的作用，化學鍍行業為腐蝕防護工作和國家經濟發展作出了貢獻。

 

    “而立”之年化學鍍的發展拐點， 走高或低？

 

    國內化學鍍行業經過上世紀80年代后期的迅猛發展，化學鍍對于電子工業和機械工業的貢獻是空前的，年產值增加速度達兩位數，當時堪稱黃金時代。

 

    任何事物無論國外還是國內，發展高潮過后就會轉入常態，化學鍍行業也不例外。其間2000年前后經歷了歐盟環保法規RoHS的沖擊。全面禁止使用穩定劑鉛鹽和光亮劑鎘鹽，本世紀初進入無鉛鎘時代， 即第四代化學鍍。化學鍍如今轉眼到了而立之年，國際上先進化學鍍技術已進入第五代，其發展層次走向高端，在移動電子產品、電子封裝、微電子機械、傳感器、醫療器械產業具有廣闊的應用前景。沈老師認為，“化學鍍技術具有生命力，是可持續發展的”。
 

 

參觀南京德磊科技有限公司，觀后會議代表進一步交流

 

    “我們應清醒認識到國內化學鍍技術與當代國際先進水平的確存在差距，差距并不僅僅在于某項技術性能指標的高低， 而且在于與高新產業，原創性研發項目實驗室或設計院的協同研發能力，產學研集成創新能力較差。”沈老師說，從化學鍍會議情況也可看這個問題。由于當時我國還是沿襲由各部委、科協審批給資助開辦學術會議或行業會議，并不是按市場化、完全對外開放的方式運作。化學鍍會議成立之初作為技術交流平臺，吸引了大量各方人士參會。

 

    但是，隨著時間遷移，化學鍍市場逐漸走向高端，國內化學鍍會議卻人氣漸少。其實我國已成為全球移動電子產品的制造基地，相當大的化學鍍技術高端市場在中國。國內大部分是代工廠，而原創制造商（OEM）卻在境外，蘋果手機就是一例，這些代工廠運營基本上是兩頭在外， 設計制造規范、高端技術材料皆來自境外OEM，產品也全交由境外分配銷售。沈老師說：“如果我們與原始制造商/代工廠之間從未進行過技術交流或聯合開發， 他們就不一定對我們化學鍍會議論文內容感興趣，甚至都不知道我們有個化學鍍會議。”

 

    上世紀90年代初，國內化學鍍市場大發展時期，由于未形成規范管理，化學鍍企業遍地開花，低水平重復、惡性競爭，導致國內市場委縮，嚴重地阻礙了國內企業發展壯大。全球供應商也難以在化學鍍會議上找到客戶，自然也不會參會。這是人氣漸失的重要原因。另一方面，學術界應該注重化學鍍技術的應用性研究，研發工作內容應包括工藝技術、工藝材料、工藝設備、質量控制等全部必要的硬軟件要素。

 

    沈老師說，“我在工作經歷中曾有過教訓。一種化學鍍鎳溶液和工藝，在規模化生產中鍍厚250-300μm鍍層完美無缺， 完全同樣的這種鍍鎳溶液和工藝在另一家工廠臨時試鍍50μm時，因工件下部存在氣孔缺陷而失敗，出過洋相。原因在于臨時試鍍設備不能提供足夠的技術條件保證。完整的研發技術內容，才會有完善的化學鍍鎳技術商品，有利于與用戶交流，成功應用于市場。”

 

    直視化學鍍環境保護問題，尋找切實可行方法

 

    即使化學鍍行業進行高端時代，但環境問題仍然無法回避。

 

    化學鍍是濕法沉積過程，報廢的鍍液稱濃廢液，鍍后清洗工件的廢水稱-廢水。廢液中含有鎳離子，具有一定的生物毒性，會造成部分人群皮膚過敏。另一種限制排放的是還原劑磷酸鹽，屬于農業肥料，但無節制的排放會造成環境水系富營養化，對生態造成影響。因此化學鍍廢水也一定要正確處理后，達到國家標準后方可排放。

 

    多年來，國內外對于化學鍍廢液處理方法經過了充分的研究和實踐，開發出不少科學高效的廢液處理方法，甚至可以回收金屬，化廢為寶，有利于資源保護。這些廢液無害化處理方法的一個共同點就是對化學鍍濃廢液單獨處理，利用濃廢液中的還原劑和溫度，觸發還原反應，沉淀去除其中大部分鎳離子，磷酸鹽和絡合劑， 然后再并入稀廢液處理。對于稀廢水中少量的絡合劑妨礙金屬離子沉淀的問題，需要沉淀前加強氧化工序，去除有機絡合劑，這樣可有效去除金屬離子。總之，化學鍍廢液處理方法成熟可靠，與其他濕法如電鍍廢液處理相比較并無特殊性。如果說有不同；如化學鍍鎳可部分取代電鍍鉻，減少有害六價鉻的使用，它對環境保護還是一定積極意義的。

 

    國內的化學鍍工廠絕大部分屬于小微企業，承擔著為下游大企業配套加工任務。目前不少化學鍍工廠已搬遷入當地電鍍工業園，這本來是集中廢液處理、降低工廠廢液處理成本，有利于環境保護的好事，然而，不少化學鍍工廠反映：工業園內自來水費高達50元/噸， 廢液處理費高達5000元/噸，這樣高額地征收環境保護費用已令化學鍍小微企業難以生存，而且有可能將少數企業趕到無人監管的地區繼續排放污染。沈老師說：“我們應向政府相關部門呼吁，不能濫用經濟杠桿，要對環保部門、工業園強征高額環保費用的現象進行經常性監察，收費問題要經過科學論證和聽證制度。要經常性推廣指導企業建立先進有效的廢液處理工藝方法。”

 

    “廢液廢水處理也是個清廉高效的科學管理問題。”沈老師認為，只要管理好了，化學鍍行業是不會對環境保護產生沖擊的。