化学镍的特性
化学镍特性（包括耐腐蚀性）受到合金类型的影响。这可以是低磷镍镀层、中磷镍镀层、高镍磷镀层或镍硼镀层。
下表概述了各种特性和镍合金类型。单击各个特性可查看更多说明。
| 特性/合金程度 | 高ª | 中ª | 中低ª | 低ª | 中低硼b | 低硼b |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 磷百分比 | 10 - 13 | 7 - 9 | 4 - 6 | 1 - 3 | - | - |
| 硼百分比 | - | - | - | - | 3 - 5 | 0.2 - 1 |
| 沉积密度范围 (g/cm3) | 7.6 - 7.9 | 8.0 - 8.2 | 8.3 - 8.5 | 8.6 - 8.8 | 8.25 | 8.8 |
| 镀速 (µ/Hr) | 7.5 - 15 | 7.5 - 15 | 18 - 30 | 11 - 19 | - | - |
| 硬度c,f | 400 - 525 | 500 - 600 | 625 - 750 | 725 - 800 | 650 - 750 | 600 - 700 |
| 洛氏 C (Rc) 硬度 | 41 - 46 | 45 - 51 | 53 - 59 | 57 - 61 | 54 - 59 | 51 - 56 |
| 热处理后硬度c | 850-950 | 850-1000 | 850-1100 | 900-1100 | 1100-1200 | 500-600 |
| Taber 磨损指数e,f | 22 - 24 | 16 - 20 | 10 - 14 | 7 - 12 | 3 - 10 | 7 - 9 |
| 热膨胀系数g | 8 - 10 | 10 - 15 | 11 - 14 | 12 - 15 | - | - |
| 电阻率h | 75 - 110 | 40 - 70 | 15 - 45 | 10 - 30 | 40 - 90 | 10 - 20 |
| 导热系数i | 0.010 | 0.012 | 0.016 | 0.015 | - | |
| 抗张强度 (MPa) | 650-900 | 800-1000 | 350-600 | 200-400 | - | - |
| 延伸率 | 1 - 1.25 | 0.5 - 1 | 0.5 -1 | 0.5 - 1.5 | 0.2 | - |
| 弹性模量 (GPa) | 55 - 70 | 50 - 65 | 45 - 65 | 55 - 65 | 120 | - |
| 熔化范围 oC | 880-900 | 880-980 | 1100-1300 | 1250-1360 | 1040-1080 | 1350-1390 |
| 矫顽性 (Oe) | 0 | 1 - 8 | 10 -15 | 15 - 80 | - | - |
| 磁特性f | 无 | 轻微 | 磁性 | 磁性 | - | 弱 |
| 内应力f | 中性到复合 | 略微拉伸 | 略微复合 | 略微拉伸 | 拉伸 | |
| 磷百分比 | 10 - 13 | 7 - 9 | 4 - 6 | 1 - 3 | - | - |
| 硼百分比 | - | - | - | - | 3 - 5 | 0.2 - 1 |
a) nickel-phosphorous b) nickel-boron c) HK100 e) mg/1000 CYCLES - CS-10 WHEEL, 100 g LOAD f) as plated g)mm/m/°C h)resistivity uOHM-CM i)CAL/CM/SEC/°C
工程特性
沉积均匀性
化学镍的主要优势是它的镀层厚度很均匀。对于电镀镀层而言，镀层厚度会因部件形态及其与阳极的距离而发生较大的变化。这些变化会影响镀层的最终性能，导致电镀后需要额外的表面处理。
对于化学镍磷和镍硼镀层而言，镀层厚度在部件接触新鲜电镀液的任何地方都是一致的。沟槽、插槽、盲孔乃至管道内壁的镀层厚度都与部件外部一致。
沉积厚度
可根据应用轻松控制镀层厚度。薄至 2.5μm（0.1 密耳）的镀层通常用于电子设备部件的镍硼镀层或低镍磷沉积。对于高度耐腐的镀层而言，镍磷沉积通常厚达 75 至 125μm（3 至 5 密耳）。
厚度超过 250 μm（10 密耳）的镀层用于抢救和修理已磨损或加工不当的部件。
沉积结构
次磷酸盐还原的化学镍是极少数用做工程材料的玻璃合金之一。沉积含量可能在 1%（低镍磷）到 13%（高镍磷）之间，具体因镀液而异。
虽然符合 AMS 2433 要求的化学镍硼也是一种选择，但磷是最常用的合金。镀液配方也会对沉积结构产生巨大影响，使镀速、沉积含量和沉积应力水平发生变化。
这些镀层的结构取决于它们的成分。
沉积：
- 磷含量超过 8.5%（高镍磷）的沉积不含晶体结构或独立相，通常在 X 射线下为非晶体
- 磷含量在 5-8.5% 之间的沉积包含不同相的镍，有部分结晶结构
- 磷含量低于 5%（低磷镍）的沉积结构通常呈层状晶体
物理特性
熔点
化学镍是一种熔点范围很广的低共熔合金。它不同于纯化合物，没有真正的熔点。化学镍镀层的熔点范围因沉积的磷含量而异。
所有这些镀层在约 880oC (1620oF) 时开始熔化，这是镍磷 (Ni3P) 的低共熔温度。不过，镀层完全液化的温度随着磷含量的降低而升高：
- 含量为 11% 时，熔点约为 880oC (1620oF) — 低共熔点
- 纯镍熔点约在 1450oC (2640oF)
因此，当磷含量减少时，熔化范围变得更大。实际上，这意味着所有商用镀层在温度高于 880oC (1620oF) 时都含大量的液态材料。例如，温度为 900oC (1650oF) 时，磷含量为 5.8 和 10.5% 的镀层分别熔化 46、74 和 100%。
密度
化学镍镀层的密度与它们的磷含量成反比。极低磷镍沉积的密度大约为 8.5 g/cm3，高镍磷沉积（磷含量约为 10.5%）的密度为 7.75 g/cm3。
电阻率
这些镀层的电气特性也因成分而异。对于高镍磷沉积而言，电阻率通常在 90 μΩ-cm 左右。相应的，这些镀层的导电性比铜等传统导电体要差很多。对于低磷镍沉积而言，电阻率在 20 μΩ-cm 左右。不过，由于大多数应用所用的镀层相对较薄，这些镀层的电阻特性不太显著。
热处理
热处理会将合金中的磷沉淀出来，从而将化学镍的导电性提升 2 到 4 倍。镀液的配方也会影响导电性。混入乙酸钠、丁二酸对镀液进行测试时，所测得的电阻率分别为 61 和 804μΩ /cm。在所有商用化学镍类型中，镍硼镀层的电阻率最低。此外，磷含量对沉积的热膨胀也会产生较大影响。
机械特性
机械特性与其他非晶体沉积类似。它们强度较高、延展性有限且弹性模量较高。
抗张强度
大多数镀层的最终抗张强度超过 700 MPa (100kpsi)。这个值与很多淬火钢相等，使得镀层能够经受住高度滥用，而不会受损。
延展性
延展性也因成分而异，大约在 1 .0%至 2.0% 之间（以延伸率计算）。虽然这个值要小于大多数工程材料，但已足以应对大多数镀层应用。沉积薄膜能够完全绕着自身弯曲，而不会出现裂痕，因此该镀层已成功用于弹簧和波纹管。
化学镍不能用于那些后续被弯曲或拉伸的物体。严重的变形会使沉积出现裂纹，降低耐腐蚀性和耐磨性。如果沉积的磷镍含量较低或者沉积中含金属或硫杂质，则延展性会大幅下降，甚至接近零。
硬化
硬化类型的热处理会同时降低这些沉积的强度和延展性。
- 当接触温度超过 220oC (420oF) 时，可能导致强度降低 80 至 90%，并且会破坏延展性。这一现象在磷含量较低的镀层中尤为显著。
- 高磷镀层只有在加热到超过 260oC (500oF) 之后，其延展性才会大幅降低。
- 如果非热处理的镀层含磷量在 10 到 11% 之间，其弹性模量大约为 200 GPa (28x10psi)，与钢的弹性模量很接近。
- 如果沉积的含磷量在 7 到 8% 之间，其弹性模量大约只有 120 GPa (18x10psi)，更接近铜合金的弹性模量。
- 以超过 220oC (400oF) 的温度对镀层进行热处理，将导致其弹性模量大幅增加。
沉积外观
沉积外观在很大程度上取决于镀液配方和基材形貌。镀液可经过配制，以产生从亚光到极其光亮等不同的沉积外观。由于化学镀溶液实际上没有校平能力，这些镀层准确反映了所应用表面的处理。
因此，同样是非常明亮的沉积，在铸模或喷砂表面所呈现的光亮度要比抛光表面黯淡许多。如果应用主要要求耐腐蚀性、良好的沉积延伸率、高厚度且低应力，以及最少麻点，那么亚光或半光亮沉积可能是最好的选择。
结合强度
化学镍镀层能够强力粘附到大多数金属上。催化金属上发生的初始置换反应以及镀液除去亚微观污渍的能力能够帮助沉积以金属或机械方式结合到基材上。
- MacDermid NiKlad、Elnic 和 Vand-aloy 镀层与恰当清洁的钢材的结合强度为 400 MPa (60 kpsi) 或更高。
- 对铝和铝合金进行化学镀镍时，附着力较低（低于钢材），但通常也超过 300 MPa (40 kpsi)。
- 非催化或惰性金属（如不锈钢）上不会发生初始置换反应，因此附着力也会降低。但是，经过恰当预处理和活化之后，镀层的结合强度通常至少为 140 MPa (20 kpsi)。
- 跟铜合金的附着力通常在 300 至 350 MPa（40 至 50 kpsi）之间。
如果对铝进行化学镍，常见做法是将镀层后的部件放到 130 至 200oC（270o 至 400oF）温度下烘烤 1 到 4 个小时，以增加镀层的附着力。这些处理会释放部件和沉积中的氢，在镀层和基材之间产生极少量的共同扩散。
