稀有金属材料具有极高的硬度，优良的热稳定性，耐蚀性和高温耐磨性，用其做镀层材料，能够有效装饰或保护被镀物质，因此被广泛应用在工业领域、装饰领域以及其它领域。综上所述，本文对稀有金属镀层材料的应用现状进行研究，分别介绍了几种金属的应用状况，通过分析证明稀有金属镀层材料具有操作简单、工艺方便、镀层均匀和外观良好等优点，而其优良的抗腐蚀性和耐磨性以及优异的功能性能使其在世界范围内得到迅速的发展和广泛的应用[1]。
1 稀有金属镀镍材料的应用
镀镍合金因为种类和成分的不同，所以展现出来的性能也不同，丰富了应用领域。化学镀镍合金的磷质量分数往往不同，根据磷占比分为低磷、中磷和高磷3种，在物理性能、化学性能和表面特征等方面有很大的差异。除此之外，对镀层进行热处理也会改变其性能。硼含量小于8%的镍合金镀层具有铁磁性，但当硼含量小于5%时，铁磁性就会变得很弱，所以低硼含量的镀镍合金在工业领域应用较广。早在20世纪70年代初，相关领域学者就开始对稀有金属镀镍材料进行研究，镀镍材料目前分为Ni-B合金和Ni-P合金两大类[2]。根据目前的资料显示，能与Ni-P合金共同沉积的元素很多，主要有W、Mo、 Cr、Cu、Fe、 Zn、Co及Mn等，能够与Ni-B合金共同沉积的元素相对较少，目前显示的仅有Fe、W、 Mo及Cu等。合金镀层的磁性往往较好，硬度较高，热稳定性更强。
在化学镀液中添加固体微粒并不断搅拌，固体微粒与金属和合金沉积从而形成具有极高物理性能、化学性能和机械性能的复合金属镀镍层。在金属镀镍层中加入纳米材料可以提高镀层表面的耐磨性、抗腐蚀性和抗菌性。与未加入纳米材料的镀镍合金相比，纳米微粒复合镀层的硬度能够提高20%，耐腐蚀性提高近5倍，耐磨性提高30%～50%，而且具有微波吸收能力。
2 稀有金属镀铜材料的应用
稀有金属镀铜技术主要应用在印制线路板(PCB)孔金属化和塑料电镀等方面。虽然少数会使用直接电镀方法印制线路板，但是大多数会利用稀有金属镀铜技术。塑料电镀分为装饰性和功能性两种，但是任何一种塑料电镀都需要稀有金属铜镀层去保护它的导电性。与其它塑料表面金属化的方法相比，稀有金属铜镀层的经济效益更高，而且操作过程简单，铜镀层也会应用到一些功能特殊的陶瓷产品中，能够有效避免陶瓷微粒与金属基体浸润，陶瓷与电子元件连接能够满足航空和军事方面的特殊要求。
利用甲醛、二甲胺基硼烷(DMAB)、硼氢化物和胁等物质做还原剂，形成铜镀层。由于甲醛价格最为低廉，所以也是最为常用的还原剂，但是大量研究表明，甲醛具有极高的致癌能力，因此要选择出新的还原剂替代甲醛。用乙醛酸替代甲醛作还原剂的化学镀铜方法是一种新型方法，这种办法工作效率高，得到的镀液性能稳定，镀层延展性能良好，而且对环境的污染程度较少。
稀有金属镀铜层的物理性质较好，在物体表面镀上铜后，物体的延展能力会大大增加，抗张强度更高，物体内部结构更加紧密，而且耐磨、润滑性较好，机械性能较高。因此，利用稀有金属铜镀层包覆粉末可以制造出复合粉体，熔点、强度以及导电性都很高，在航天、电子、机械等高技术领域有很大的贡献。例如：聚酯微粉镀铜材料可以用作导电填料；粉煤灰空心微粉镀铜材料可以作为电磁屏蔽和吸波材料；铜石墨自润滑金属基复合材料可以作为机械材料和汽车部件[3]。
稀有金属镀铜技术也可应用在装饰行业中,材料表面镀一层均匀、致密、光亮的铜层, 可使其具有较好的金属光泽,大大丰富其表面装饰效果, 目前已投入到玻璃行业、塑料行业、纺织行业的生产中。在玻璃生产工艺中添加有色元素用以生产彩色玻璃、在表面喷涂有色物质及制备有机膜等, 可大大丰富其表面装饰效果, 但这些解决不了玻璃表面的导电性能、金属光泽以及镜面效果。采用离子镀法、阴极溅射法等生产镀膜玻璃, 又会造成投资大, 工艺繁琐, 生产成本高等缺点。为了克服上述缺点, 采用镀铜法在玻璃表面镀一层铜层, 可使其表面具有良好的导电性, 并使其具有较好的金属光泽和镜面效果，工程塑料替代金属具有重量轻、成本低的优点,以镀铜打底, 然后电镀增重, 使塑料件具有金属一般的闪亮外观, 在门手柄、家用电器旋钮、日用小五金等轻工业产品上的应用已获得很大成功。
3 稀有金属镀钴材料的应用
与其它稀有金属镀层材料相比，镀钴材料的美观性、耐蚀性、硬度和耐磨性相对较差，但是具有强磁性，拥有高密度磁记录能力。而且化合物可以通过调节磷的质量分数调整镀膜结构，通过调整镀液组成及工艺参数变化改变镀膜磁性。不同的Co-P合金膜的晶粒和厚度，矫颓力也不同，所以变化范围更广，应用前景更好。除了Co-P合金膜外，科学家还研究出Co-Ni-P合金层、Co-Fe-P合金层、Co-Cu-P合金层等。Co-Ni-P合金层是一种三元合金镀层，磁性极强，密度很高，能够结合Co -P合金和Ni-P合金的优点，电磁转换性能良好。利用Co-Cu-P合金层制成的磁盘线密度大，镀膜硬度高，耐磨性好，适用于计算机磁记录系统，记录容量更大，使用寿命更长。Co-Fe-P合金层的电磁性能同样较好，合金中铁含量直接影响镀层的矫顽力，稀有金属镀层中Fe含量与镀层矫顽力关系如下图1所示：下降趋势，而当合金中Fe含量减少时，矫顽力则会呈现上升趋势。所以若想提高矫顽力，可以适当减少合金中的Fe含量[4]。Co-Cu-P合金层的耐磨性、耐蚀性和磁性和其它三元合金膜不相上下，但是由于Cu离子的加入，合金到点性能大大提高，残磁性变低，因此可以用于金属材料的表面防护、磁盘磁记忆底层及电磁屏蔽层等。 上一篇：高效人工光合制氢成功 下一篇：没有了