CN105350036A - 一种电沉积钨合金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电沉积钨合金的方法。该方法先制备硼酸溶液,再加入钨酸钠、硫酸钴、硫酸镍,搅拌溶解形成钨钴镍离子摩尔浓度比为3:1:1的盐溶液;接着加入复合络合剂柠檬酸和丁二酸,摩尔浓度比为3:1;最后加入十二烷基硫酸钠溶液,充分搅拌;最终电解液中柠檬酸用量为58~116g/L,润湿剂十二烷基硫酸钠用量为0.1g/L,钨酸钠用量为30~99g/L,硼酸用量为4~6g/L;采用恒流方式电沉积钨合金,阴极为不锈钢板,阳极为双石墨板;阴阳电极平行置于电解槽中,电解时间为1~5h,电解温度为40~80℃,电流密度为500~750mA/dm2,pH为5~7。本发明电解液稳定,可得到非晶钨合金镀层,表面致密平整,镀层硬度较强。
Description
技术领域
本发明涉及一种电沉积钨合金的方法,利用电沉积的方法将钨离子与水溶液中的钴和镍离子共同沉积出来,达到生成非晶钨合金的目的,并阐明了该工艺的特性和应用方法,属于材料表面处理领域。
背景技术
钨的熔点非常高,属于难熔金属,对于难熔金属的制备方法目前为止并不多,主要的方法有坯锭加工法、塑性加工法、定向凝固技术、熔盐电解制备法和粉末冶金技术等。如果对于制备的金属要求具有更加优良的性能,就会对粉末初期的粒度和形态提出更高的要求。目前的超微粉制备方法主要由机械法、物理法和化学法,其中物理法包括电子束加热法、等离子加热法、电阻加热法、高频感应加热法、溅射法、激光束加热法、雾化法、气相沉积合成法(CVD)和冷冻干燥法等,物理法一般应用于制备少量的纳米粉末以供科学研究上。化学法包括胶体化学法、激光化学气相沉积法(LICVD)、液相化学还原法、无机聚合物型溶胶-凝胶法、高温水解法、络合物型溶胶-凝胶法、超临界流体干燥法(SGFD)以及化学共沉积法。
目前,装饰性及功能性的铬镀层发展迅猛,得到了广泛的应用。但在电镀过程中,电流效率很低(8%~6%),毒性大,严重污染环境。随着人们环保意识的增强。W-Co-Ni合金镀层外观色泽很接近镀铬层,镀液的分散能力与覆盖能力也较好。与之前公布的专利比较,本发明具有电沉积效率高,镀液稳定的优点,并形成非晶态镀层,具有很好的耐腐蚀性、耐摩擦性。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有工艺的不足,来寻求一种简单、易于操作的,能高效的将金属钨钴镍合金电沉积出来的工艺方法。
一种电沉积钨合金的方法,其特征包括以下步骤:
(1)配置电解液:首先制备硼酸溶液,再加入钨酸钠、硫酸钴、硫酸镍,搅拌溶解形成钨钴镍离子摩尔浓度比为3:1:1的盐溶液;接着加入复合络合剂柠檬酸和丁二酸,摩尔浓度比为3:1;最后加入十二烷基硫酸钠溶液,充分搅拌;最终电解液中柠檬酸用量为58~116g/L,润湿剂十二烷基硫酸钠用量为0.1g/L,钨酸钠用量为30~99g/L,硼酸用量为4~6g/L;
(2)电解条件:采用恒流方式电沉积钨合金,阴极为不锈钢板,阳极为双石墨板;阴阳电极平行置于电解槽中,电解时间为1~5h,电解温度为40~80℃,电流密度为500~750mA/dm2,pH为5~7。
本发明在技术上有以下优点:
(1)电解液稳定,电沉积效率较高。
(2)可得到非晶钨合金镀层,表面致密平整,镀层硬度较强。
附图说明
图1为实例三中电沉积得到的非晶钨钴镍合金的XRD图:
从图中可以看出,所得的钨合金为非晶结构。
图2为实例三中所得的钨合金的6000倍的SEM图:
从图中可以看出,所的钨合金的表面致密平整形貌较好。
具体实施方式
实施例一:
(1)配置电解液:在清洁的烧杯中,先加入硼酸溶解完全;再加入钨酸钠、硫酸钴、硫酸镍,搅拌溶解形成钨钴镍离子摩尔浓度比为3:1:1的盐溶液;接着加入复合络合剂柠檬酸和丁二酸,摩尔浓度比为3:1;最后加入十二烷基硫酸钠溶液,充分搅拌。电解液的成分为:钨酸钠30g/L、硫酸钴8g/L、硫酸镍8g/L、柠檬酸58g/L、丁二酸12g/L、硼酸4g/L、十二烷基硫酸钠0.1g/L。其中阴极为不锈钢板(30mm×20mm),阳极为石墨片(70mm×25mm),两电极平行放置且两电极间距为20mm。电沉积温度为40℃,通过恒温水浴锅进行控制,电沉积时间为1h,电流密度为500mA/dm2,pH为5。对电沉积产物用去离子水清洗,烘干,即得到了钨钴镍非晶合金,硬度达到688.4Gpa。
实施例二:
(2)配置电解液:在清洁的烧杯中,先加入硼酸溶解完全;再加入钨酸钠、硫酸钴、硫酸镍,搅拌溶解形成钨钴镍离子摩尔浓度比为3:1:1的盐溶液;接着加入复合络合剂柠檬酸和丁二酸,摩尔浓度比为3:1;最后加入十二烷基硫酸钠溶液,充分搅拌。电解液的成分为:钨酸钠99g/L、硫酸钴28g/L、硫酸镍26g/L、柠檬酸116g/L、丁二酸24g/L、硼酸5g/L、十二烷基硫酸钠0.1g/L。其中阴极为不锈钢板(30mm×20mm),阳极为石墨片(70mm×25mm),两电极平行放置且两电极间距为20mm。电沉积温度为80℃,通过恒温水浴锅进行控制,电沉积时间为5h,电流密度为750mA/dm2,pH为7。对电沉积产物用去离子水清洗,烘干,即得到了钨钴镍非晶合金,硬度达到642.1Gpa。
实施例三:
(3)配置电解液:在清洁的烧杯中,先加入硼酸溶解完全;再加入钨酸钠、硫酸钴、硫酸镍,搅拌溶解形成钨钴镍离子摩尔浓度比为3:1:1的盐溶液;接着加入复合络合剂柠檬酸和丁二酸,摩尔浓度比为3:1;最后加入十二烷基硫酸钠溶液,充分搅拌。电解液的成分为:钨酸钠50/L、硫酸钴14g/L、硫酸镍13g/L、柠檬酸87g/L、丁二酸18g/L、硼酸6g/L、十二烷基硫酸钠0.1g/L。其中阴极为不锈钢板(30mm×20mm),阳极为石墨片(70mm×25mm),两电极平行放置且两电极间距为20mm。电沉积温度为60℃,通过恒温水浴锅进行控制,电沉积时间为3h,电流密度为600mA/dm2,pH为6。对电沉积产物用去离子水清洗,烘干,即得到了钨钴镍非晶合金,硬度达到623.5Gpa。
Claims (1)
1.一种电沉积钨合金的方法,其特征包括以下步骤:
(1)配置电解液:首先制备硼酸溶液,再加入钨酸钠、硫酸钴、硫酸镍,搅拌溶解形成钨钴镍离子摩尔浓度比为3:1:1的盐溶液;接着加入复合络合剂柠檬酸和丁二酸,摩尔浓度比为3:1;最后加入十二烷基硫酸钠溶液,充分搅拌;最终电解液中柠檬酸用量为58~116g/L,润湿剂十二烷基硫酸钠用量为0.1g/L,钨酸钠用量为30~99g/L,硼酸用量为4~6g/L;
(2)电解条件:采用恒流方式电沉积钨合金,阴极为不锈钢板,阳极为双石墨板;阴阳电极平行置于电解槽中,电解时间为1~5h,电解温度为40~80℃,电流密度为500~750mA/dm2,pH为5~7。
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