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1 - OBTENTION DES DÉPÔTS DE NICKEL CHIMIQUE

2 - COMPOSITION ET STRUCTURE

3 - PROPRIÉTÉS PHYSIQUES

Article de référence | Réf : M1566 v2

Propriétés physiques
Dépôts de nickel chimique - Obtention et propriétés

Auteur(s) : Patrick BOTTARI, Franck ROBIN, Ron PARKINSON

Relu et validé le 01 mars 2016

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RÉSUMÉ

Le nickel chimique est obtenu par dépôt d'un alliage de nickel à partir d’une solution aqueuse, sans utiliser de courant électrique. Cet article expose de façon synthétique les principes des procédés utilisés pour ce dépôt. Puis il présente plus particulièrement les propriétés spécifiques du nickel chimique, telles que uniformité d’épaisseur, dureté, résistance à la corrosion, magnétisme. Ces propriétés, différentes de celles du nickel électrolytique, ont conduit à l’utiliser dans des industries nombreuses et variées.

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Auteur(s)

INTRODUCTION

Le nickelage chimique est un procédé permettant de déposer un alliage de nickel à partir d’une solution aqueuse, sans utiliser un courant électrique. Il est donc fondamentalement différent du nickelage électrolytique qui, lui, utilise une source de courant continu pour réduire les ions nickel de la solution en nickel métal qui se dépose sur le substrat.

C’est un processus chimique de réduction des ions nickel en nickel métal.

L’agent réducteur le plus utilisé est l’hypophosphite de sodium. On peut aussi employer (mais plus rarement) le borohydrure de sodium ou le diméthylamine borane. L’hypophosphite étant utilisé dans plus de 99 % des cas, c’est à cet agent réducteur que nous ferons référence tout au long de cet article.

Nous n’avons pas l’intention ici d’étudier en détail les différents procédés de nickelage chimique existants, dont nous rappellerons simplement le principe, mais plutôt d’étudier quelques-unes des propriétés spécifiques du nickel chimique, telles que uniformité d’épaisseur, dureté, résistance à la corrosion, magnétisme, qui ont conduit à l’utiliser dans des industries nombreuses et variées.

Ces applications seront présentées dans l’article suivant Dépôts de nickel chimique- Applications.

Nota :

Pour une revue plus complète concernant le nickelage chimique, le lecteur se reportera à l’article Nickelage chimique dans ce traité (référence [44]).

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-m1566


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3. Propriétés physiques

3.1 Masse volumique. Température de fusion

  • Masse volumique

    La masse volumique du nickel pur est de 8,9 g /cm3. Celle du nickel chimique décroît de façon sensible avec l’augmentation de la teneur en phosphore (figure 3) :

    • un dépôt chimique contenant 3 % de phosphore possède une masse volumique de 8,52 g /cm3 ;

    • un dépôt contenant 11 % de phosphore a une masse volumique de 7,75 g /cm3.

  • Température de fusion

    Le nickel chimique ne possède pas, à haute température, les propriétés du nickel électrolytique (résistance à l’oxydation par exemple).

    La température de fusion du nickel pur est de 1 455 oC.

    Le pourcentage de phosphore dans le nickel chimique est déterminant, comme l’indique la figure 4. La température de fusion décroît de façon linéaire de 1 455 oC pour le nickel pur, à 880 oC pour un alliage à 11 % de phosphore.

    C’est là le point de fusion le plus bas (eutectique) pour les systèmes nickel /phosphore. On observe une amorce de fusion à cette température, à condition que la teneur en phosphore dépasse 0,2 % [4].

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3.2 Uniformité de l’épaisseur

Une des caractéristiques principales du nickel chimique est son aptitude à produire des couches d’épaisseur très uniforme.

Cela est extrêmement important lorsqu’il s’agit de revêtir des pièces de formes complexes ou de dimensions critiques : vannes à boisseau sphérique, pièces filetées par exemple.

En nickelage chimique, on ne se heurte pas, comme c’est le cas fréquemment en nickelage électrolytique, aux problèmes de distribution du courant sur les pièces, problèmes qui nécessitent parfois de modifier la formule du bain, d’utiliser des anodes auxiliaires, des écrans, des « voleurs » de courant ou encore d’optimiser la conception des montages.

Cependant, on ne parviendra jamais, avec le nickelage électrolytique et sur des pièces de...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - DUNCAN (R.N.) -   Electroless nickel : past, present and future.  -  Proceedings EN 93 Conference, Orlando, nov. 1993.

  • (2) - BAYES (Dr. M.) -   The physical properties of electroless nickel coatings.  -  Proceeding EN 95 Conference, Cincinnati, nov. 1995.

  • (3) - NACE -   Electroless Nickel Coatings, Publication 6A287.  -  National Association of Corrosion Engineers, Houston, Texas (1987).

  • (4) - DUNCAN (R.N.) -   *  -  Palm International Inc., Communication privée.

  • (5) - NACE -   *  -  Publication 6A287 (Revision).

  • (6) - ASTM (B08.08) -   *  -  Electroless Nickel Task Group, B733 Ballot Review 08/06.4, nov. 1994.

  • (7)...

1 Annexe

Dans les Techniques de l’Ingénieur Traité Matériaux métalliques

LACOURCELLE (L.) - Nickelage chimique - M 1 565.

LEVÊQUE (R.) - Traitements superficiels des aciers à outils - M 1 135 (2003).

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Thèse

CADIER (M.) - Nickelage chimique : analyse électrochimique en vue d’augmenter la vitesse de dépôt. - Thèse de doctorat en sciences appliquées - Grenoble I (1998).

...

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