本刊記者/溫蕊

 

    我國(guó)化學(xué)鍍鎳技術(shù)較系統(tǒng)的研發(fā)工作開始于上世紀(jì)80年代。1988年以后我國(guó)陸續(xù)完成了一系列化學(xué)鍍技術(shù)科研成果并獲得應(yīng)用，逐漸趕上了國(guó)際上當(dāng)時(shí)第三代化學(xué)鍍技術(shù)水平。上世紀(jì)90年代，我國(guó)化學(xué)鍍行業(yè)獲得空前的發(fā)展。

 

    現(xiàn)在國(guó)際上化學(xué)鍍技術(shù)先進(jìn)水平已達(dá)到第五代。我國(guó)的化學(xué)鍍技術(shù)大體上處于第三至四代水平，與國(guó)際先進(jìn)水平比較仍存在差距。武漢材料保護(hù)研究所沈偉教授認(rèn)為，化學(xué)鍍行業(yè)要得到長(zhǎng)足的發(fā)展， 第一，要堅(jiān)持前瞻性的學(xué)術(shù)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。課題應(yīng)來自高新產(chǎn)業(yè)。原創(chuàng)性研發(fā)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室或工程設(shè)計(jì)院，逐步做到真正的產(chǎn)學(xué)研集成創(chuàng)新。第二要注重工業(yè)應(yīng)用性研究，研發(fā)工作必須完成相應(yīng)工藝技術(shù)、工藝材料、工藝設(shè)備，生產(chǎn)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)過程控制和相應(yīng)規(guī)范等全部技術(shù)內(nèi)容， 成為商品直接為工廠生產(chǎn)應(yīng)用。沈老師從來不認(rèn)為化學(xué)鍍行業(yè)會(huì)走向沒落，恰恰相反，國(guó)際上化學(xué)鍍技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用熱度并沒有下降，而是隨著電子信息等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)一道持續(xù)向前發(fā)展。

 

    沈老師自1985年開始，一直堅(jiān)持化學(xué)鍍文獻(xiàn)工作，至今30年，始終沒有離開這個(gè)行業(yè)。他渴望把優(yōu)秀的理念，最新的知識(shí)介紹到國(guó)內(nèi)化學(xué)鍍行業(yè)里來，與大家分享，共同促進(jìn)我國(guó)化學(xué)鍍行業(yè)的進(jìn)步和繁榮。

 

    那些年，我們?yōu)榛瘜W(xué)鍍發(fā)展做過的努力

 

    1985年，沈老師在美國(guó)加州大學(xué)表面科學(xué)及電化學(xué)實(shí)驗(yàn)室做訪問學(xué)者，回國(guó)前夕，武漢材料保護(hù)研究所電化學(xué)研究室主任易俊明高工找他幫忙收集國(guó)外化學(xué)鍍鎳文獻(xiàn)資料。“我想這就是開始吧”，沈老師說，當(dāng)時(shí)武漢材料保護(hù)研究所是機(jī)械電子工業(yè)部表面處理技術(shù)歸口單位，上世紀(jì)50年代就有人研究化學(xué)鍍鎳，但是工作十分初淺，更談不上是系統(tǒng)的研發(fā)工作。初步查閱文獻(xiàn)資料的結(jié)果令沈老師大吃一驚，當(dāng)時(shí)歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，化學(xué)鍍“熱”的不得了，不僅是大學(xué)大院大所都在搞化學(xué)鍍基礎(chǔ)研究，越來越多的全球化學(xué)品供應(yīng)商研發(fā)出系列化學(xué)鍍技術(shù)商品，并且在石油、機(jī)械、電子工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用。進(jìn)入上世紀(jì)80年代，西方工業(yè)化國(guó)家化學(xué)鍍的產(chǎn)值年增長(zhǎng)率達(dá)到10-15%，業(yè)界驚呼這是表面處理行業(yè)發(fā)展史上空前的增長(zhǎng)速度。

 

    當(dāng)時(shí)國(guó)外化學(xué)鍍已達(dá)第三代水平， 化學(xué)鍍技術(shù)已形成系列的商品，特別是高磷高耐蝕化學(xué)鍍層已達(dá)到耐中性鹽霧試驗(yàn)1000小時(shí)，并用于計(jì)算機(jī)硬盤。而國(guó)內(nèi)化學(xué)鍍行業(yè)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(wěn)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(bào)了《高耐蝕耐磨化學(xué)鍍鎳磷合金研究》課題，課題技術(shù)指標(biāo)定得很高，完全和世界上第三代化學(xué)鍍先進(jìn)水平相當(dāng)。”沈老師說，從1986年開始，課題組全體成員經(jīng)過近3年的艱苦努力，全面達(dá)到各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，1988 年通過機(jī)械電子工業(yè)部組織的技術(shù)鑒定。“與此同時(shí)，我們翻譯了ASTM，美軍等西方工業(yè)化國(guó)家制定的化學(xué)鍍鎳技術(shù)規(guī)范和相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，起草了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13913-92自催化鎳磷鍍層，技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。”沈老師說，“事實(shí)上，我們正是在研究開發(fā)和應(yīng)用工作實(shí)踐中，逐步深入細(xì)致地了解化學(xué)鍍技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的。”

 

    在進(jìn)行第三代化學(xué)鍍鎳科研攻關(guān)過程中，沈老師自然與國(guó)內(nèi)從事化學(xué)鍍科研工作的專家學(xué)者有所業(yè)務(wù)聯(lián)系，交流的雙方彼此都感到受益頗多。上世紀(jì)80年代末國(guó)內(nèi)化學(xué)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(huì)議結(jié)束，從常州出發(fā)前往北京參加中科院金屬所化學(xué)鍍課題鑒定會(huì)。在火車上，中科院金屬所姜曉霞老師，北京科技大學(xué)胡茂圃教授和我們一起討論工作。談及美國(guó)電化學(xué)學(xué)會(huì)1986年秋季年會(huì)已出版化學(xué)鍍論文專輯，行業(yè)雜志社承辦定期的美國(guó)，甚至是國(guó)際性的化學(xué)鍍會(huì)議，這些市場(chǎng)化運(yùn)作使得學(xué)術(shù)界，全球供應(yīng)商和工業(yè)應(yīng)用各方共聚一堂，介紹化學(xué)鍍新技術(shù)、新工藝和新材料，影響面寬，效果好。我們一致認(rèn)為國(guó)內(nèi)也應(yīng)該有一個(gè)專門的交流平臺(tái)，讓從事化學(xué)鍍科研、供應(yīng)商和生產(chǎn)的各方人士相互學(xué)習(xí)交流，共同促進(jìn)化學(xué)鍍技術(shù)進(jìn)步，這算是成立化學(xué)鍍會(huì)議的一個(gè)提議吧。”

 

    成立化學(xué)鍍會(huì)議的提議得到當(dāng)時(shí)中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)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(lián)工作由楊德鈞教授課題組的博士孫冬柏（現(xiàn)北科大副校長(zhǎng)）負(fù)責(zé)。歸口中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)、學(xué)會(huì)的合金耐蝕理論委員會(huì)共同組織。

 

    1990年開始會(huì)議籌備工作。1992年初在南京召開了全國(guó)首屆化學(xué)鍍會(huì)議，會(huì)議收到來自北京科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)、天津大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、廈門大學(xué)、中科院金屬所和武漢材保所等單位近100篇論文，會(huì)議由楊德鈞老師主持，參會(huì)代表涌躍，出版了論文集，會(huì)議十分成功。自此每?jī)赡暌粚玫娜珖?guó)化學(xué)鍍會(huì)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(xué)鍍技術(shù)發(fā)展應(yīng)用和市場(chǎng)前景研討會(huì)。

 

    回憶往事，沈老師非常感慨，“朱日彰教授已經(jīng)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(duì)化學(xué)鍍的組織指導(dǎo)工作，還有張欽京老師提供了歷屆國(guó)外會(huì)議論文集，如果沒有這些同志的支持和努力，化學(xué)鍍會(huì)議是開不起來的”。

 

    全國(guó)化學(xué)鍍會(huì)議對(duì)于追蹤國(guó)際先進(jìn)水平，促進(jìn)國(guó)內(nèi)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步起了很大的作用，化學(xué)鍍行業(yè)為腐蝕防護(hù)工作和國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。

 

    “而立”之年化學(xué)鍍的發(fā)展拐點(diǎn)， 走高或低？

 

    國(guó)內(nèi)化學(xué)鍍行業(yè)經(jīng)過上世紀(jì)80年代后期的迅猛發(fā)展，化學(xué)鍍對(duì)于電子工業(yè)和機(jī)械工業(yè)的貢獻(xiàn)是空前的，年產(chǎn)值增加速度達(dá)兩位數(shù)，當(dāng)時(shí)堪稱黃金時(shí)代。

 

    任何事物無論國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，發(fā)展高潮過后就會(huì)轉(zhuǎn)入常態(tài)，化學(xué)鍍行業(yè)也不例外。其間2000年前后經(jīng)歷了歐盟環(huán)保法規(guī)RoHS的沖擊。全面禁止使用穩(wěn)定劑鉛鹽和光亮劑鎘鹽，本世紀(jì)初進(jìn)入無鉛鎘時(shí)代， 即第四代化學(xué)鍍。化學(xué)鍍?nèi)缃褶D(zhuǎn)眼到了而立之年，國(guó)際上先進(jìn)化學(xué)鍍技術(shù)已進(jìn)入第五代，其發(fā)展層次走向高端，在移動(dòng)電子產(chǎn)品、電子封裝、微電子機(jī)械、傳感器、醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。沈老師認(rèn)為，“化學(xué)鍍技術(shù)具有生命力，是可持續(xù)發(fā)展的”。
 

 

參觀南京德磊科技有限公司，觀后會(huì)議代表進(jìn)一步交流

 

    “我們應(yīng)清醒認(rèn)識(shí)到國(guó)內(nèi)化學(xué)鍍技術(shù)與當(dāng)代國(guó)際先進(jìn)水平的確存在差距，差距并不僅僅在于某項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)的高低， 而且在于與高新產(chǎn)業(yè)，原創(chuàng)性研發(fā)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室或設(shè)計(jì)院的協(xié)同研發(fā)能力，產(chǎn)學(xué)研集成創(chuàng)新能力較差。”沈老師說，從化學(xué)鍍會(huì)議情況也可看這個(gè)問題。由于當(dāng)時(shí)我國(guó)還是沿襲由各部委、科協(xié)審批給資助開辦學(xué)術(shù)會(huì)議或行業(yè)會(huì)議，并不是按市場(chǎng)化、完全對(duì)外開放的方式運(yùn)作。化學(xué)鍍會(huì)議成立之初作為技術(shù)交流平臺(tái)，吸引了大量各方人士參會(huì)。

 

    但是，隨著時(shí)間遷移，化學(xué)鍍市場(chǎng)逐漸走向高端，國(guó)內(nèi)化學(xué)鍍會(huì)議卻人氣漸少。其實(shí)我國(guó)已成為全球移動(dòng)電子產(chǎn)品的制造基地，相當(dāng)大的化學(xué)鍍技術(shù)高端市場(chǎng)在中國(guó)。國(guó)內(nèi)大部分是代工廠，而原創(chuàng)制造商（OEM）卻在境外，蘋果手機(jī)就是一例，這些代工廠運(yùn)營(yíng)基本上是兩頭在外， 設(shè)計(jì)制造規(guī)范、高端技術(shù)材料皆來自境外OEM，產(chǎn)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(jìn)行過技術(shù)交流或聯(lián)合開發(fā)， 他們就不一定對(duì)我們化學(xué)鍍會(huì)議論文內(nèi)容感興趣，甚至都不知道我們有個(gè)化學(xué)鍍會(huì)議。”

 

    上世紀(jì)90年代初，國(guó)內(nèi)化學(xué)鍍市場(chǎng)大發(fā)展時(shí)期，由于未形成規(guī)范管理，化學(xué)鍍企業(yè)遍地開花，低水平重復(fù)、惡性競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)市場(chǎng)委縮，嚴(yán)重地阻礙了國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)展壯大。全球供應(yīng)商也難以在化學(xué)鍍會(huì)議上找到客戶，自然也不會(huì)參會(huì)。這是人氣漸失的重要原因。另一方面，學(xué)術(shù)界應(yīng)該注重化學(xué)鍍技術(shù)的應(yīng)用性研究，研發(fā)工作內(nèi)容應(yīng)包括工藝技術(shù)、工藝材料、工藝設(shè)備、質(zhì)量控制等全部必要的硬軟件要素。

 

    沈老師說，“我在工作經(jīng)歷中曾有過教訓(xùn)。一種化學(xué)鍍鎳溶液和工藝，在規(guī)模化生產(chǎn)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(shí)試鍍50μm時(shí)，因工件下部存在氣孔缺陷而失敗，出過洋相。原因在于臨時(shí)試鍍?cè)O(shè)備不能提供足夠的技術(shù)條件保證。完整的研發(fā)技術(shù)內(nèi)容，才會(huì)有完善的化學(xué)鍍鎳技術(shù)商品，有利于與用戶交流，成功應(yīng)用于市場(chǎng)。”

 

    直視化學(xué)鍍環(huán)境保護(hù)問題，尋找切實(shí)可行方法

 

    即使化學(xué)鍍行業(yè)進(jìn)行高端時(shí)代，但環(huán)境問題仍然無法回避。

 

    化學(xué)鍍是濕法沉積過程，報(bào)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(huì)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(nóng)業(yè)肥料，但無節(jié)制的排放會(huì)造成環(huán)境水系富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)生態(tài)造成影響。因此化學(xué)鍍廢水也一定要正確處理后，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后方可排放。

 

    多年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)于化學(xué)鍍廢液處理方法經(jīng)過了充分的研究和實(shí)踐，開發(fā)出不少科學(xué)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(hù)。這些廢液無害化處理方法的一個(gè)共同點(diǎn)就是對(duì)化學(xué)鍍濃廢液?jiǎn)为?dú)處理，利用濃廢液中的還原劑和溫度，觸發(fā)還原反應(yīng)，沉淀去除其中大部分鎳離子，磷酸鹽和絡(luò)合劑， 然后再并入稀廢液處理。對(duì)于稀廢水中少量的絡(luò)合劑妨礙金屬離子沉淀的問題，需要沉淀前加強(qiáng)氧化工序，去除有機(jī)絡(luò)合劑，這樣可有效去除金屬離子。總之，化學(xué)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(xué)鍍鎳可部分取代電鍍鉻，減少有害六價(jià)鉻的使用，它對(duì)環(huán)境保護(hù)還是一定積極意義的。

 

    國(guó)內(nèi)的化學(xué)鍍工廠絕大部分屬于小微企業(yè)，承擔(dān)著為下游大企業(yè)配套加工任務(wù)。目前不少化學(xué)鍍工廠已搬遷入當(dāng)?shù)仉婂児I(yè)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(huán)境保護(hù)的好事，然而，不少化學(xué)鍍工廠反映：工業(yè)園內(nèi)自來水費(fèi)高達(dá)50元/噸， 廢液處理費(fèi)高達(dá)5000元/噸，這樣高額地征收環(huán)境保護(hù)費(fèi)用已令化學(xué)鍍小微企業(yè)難以生存，而且有可能將少數(shù)企業(yè)趕到無人監(jiān)管的地區(qū)繼續(xù)排放污染。沈老師說：“我們應(yīng)向政府相關(guān)部門呼吁，不能濫用經(jīng)濟(jì)杠桿，要對(duì)環(huán)保部門、工業(yè)園強(qiáng)征高額環(huán)保費(fèi)用的現(xiàn)象進(jìn)行經(jīng)常性監(jiān)察，收費(fèi)問題要經(jīng)過科學(xué)論證和聽證制度。要經(jīng)常性推廣指導(dǎo)企業(yè)建立先進(jìn)有效的廢液處理工藝方法。”

 

    “廢液廢水處理也是個(gè)清廉高效的科學(xué)管理問題。”沈老師認(rèn)為，只要管理好了，化學(xué)鍍行業(yè)是不會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生沖擊的。