双层镀镍分为底层半光亮镍与表层光亮镍，底层硫少、电位更正，表层硫多、电位偏负，两层存在明显电位差。底层厚度占到总镍层三分之二，韧性更佳。一旦表层出现腐蚀破损，电位差异会改变腐蚀走向，大幅增强整体防锈防护能力。双层镍是先沉积一层无硫的(或含硫量较少的)柱状组织的半光亮镍(或普通暗镍)，然后再镀上一层含硫较高的层状组织的全光亮镍层。第一层镍的厚度通常占总厚度的2/3左右。镀层的机械性能主要由韧性较好的半光亮镍(或普通暗镍)层决定。两个镍层之间，由于含硫量不同，它们的电极电位亦不同。一般说来，第一层半光亮镍层的电位比全光亮镍层更正。若半光亮镍完全不含硫，那末，光亮镍与半光亮镍之间就有一个比较大的电位差(约155MV)。这样，当铬镀层的裂纹或孔隙处的全光亮镍层被腐蚀穿透到它的下层镍时，由于两个镍层之间存在着电位差，故能形成原电池。电位较正的第一层镍是原电池中的阴极，电位较负的全光亮镍是原电池中的阳极。这样就使腐蚀的方向由纵向向横向发展，从而提高镍层的防护性能。
两层镍依靠硫含量形成电位差，腐蚀发生时光亮镍优先充当阳极被横向腐蚀，不会快速垂直穿透到底材。底层半光亮镍韧性稳固镀层结构，依靠原电池保护原理，对比单层镍，双层镍对工件基体的防护耐久度明显提升。
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