CN105951140B - 一种无稀土锰基永磁体电镀液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电镀技术领域，具体涉及一种无稀土锰基永磁体电镀液及其制备方法。所述电镀液包括以下质量浓度的组分：钴盐1‑5g/L、硼酸20‑60 g/L、次亚磷酸钠20‑55 g/L、络合剂15‑45 g/L、抗坏血酸1‑5 g/L、氯化锰35‑65 g/L、氯化铋2‑10 g/L，余量为去离子水。该电镀液的稳定性好，且使用该电镀液电镀得到的合金镀层色泽美观、磁性能好。

Description

一种无稀土锰基永磁体电镀液及其制备方法
技术领域
本发明涉及电镀技术领域，具体涉及一种无稀土锰基永磁体电镀液及其制备方法。
背景技术
电镀具有成本低廉，工艺简单，易操作等优点，它在我们生活中的应用十分广泛，与生活的各个方面息息相关，电镀是表面处理技术中最有效的方法之一。过去主要是电镀单金属，现已远不能满足现代化对表面性能的需求。因此，电镀合金在近二十多年的迅速发展，它不仅可以得到特殊性能的表面，而且种类繁多，应用范围更加广泛，目前已经应用到磁性材料等行业。具有磁学性能的MnBi合金自1943年被发现后就受到广泛关注，各发达国家都对该材料的研究给予了很大支持。MnBi合金在高温下具有良好的磁光性质，可用于磁光储存介质，人们已经对由MnBi合金组成的MnBi合金膜在制备方法、磁光特性、合金化等多个方面进行了集中的研究。目前制备MnBi合金膜主要有真空蒸镀法、溅射沉积法，而这些制备方法具有设备复杂、成本高、成膜时间长、不易规模化生产等缺点。与此同时，随着世界稀土资源的日益减少及稀土价格的快速增长，从而导致稀土磁性材料的成本大大增加。因此，寻求低成本的电沉积技术制备优异磁性能的MnBi基多元合金具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种无稀土锰基永磁体电镀液及其制备方法。该电镀液不含腐蚀性物质、安全环保，化学稳定性高，制备工艺简单可控，且稳定性好。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种无稀土锰基永磁体电镀液，所述电镀液包括以下质量浓度的组分：钴盐1-5g/L、硼酸20-60 g/L、次亚磷酸钠20-55 g/L、络合剂15-45 g/L、抗坏血酸1-5 g/L、氯化锰35-65 g/L、氯化铋2-10 g/L，余量为去离子水。
其中，主盐为钴盐、次亚磷酸钠、氯化锰和氯化铋，硼酸为缓冲剂，络合剂用于络合金属离子和分离金属，抗坏血酸是一种常用的络合剂。根据各配方作用，通过实验获得了这个适当的离子配比配方。
优选的，所述电镀液包括以下质量浓度的组分：钴盐2.5 g/L、硼酸40 g/L、次亚磷酸钠40g/L、络合剂40 g/L、抗坏血酸2 g/L、氯化锰40 g/L、氯化铋5 g/L，余量为去离子水。
优选的，所述钴盐为硫酸盐或者氯化盐。
优选的，所述络合剂为草酸钠、醋酸钠、柠檬酸钠或乙二胺四乙酸钠。
优选的，所述电镀液的pH值为0.5-4。
优选的，电镀液还包括以下质量浓度的组分：3-5 g/L的硫酸亚铁、0.2-0.5g/L的氟化钙、0.05-0.2g/L的碘化锂。硫酸亚铁加入后，可以降低镀膜的厚度，氟化钙的加入可以提高镀膜的硬度，降低外力对镀膜的破坏，同时提高镀膜的结合牢度，使其不易脱落，碘化锂的加入可以使镀膜光泽较好，且能提高镀膜的耐久度，延长使用寿命。
优选的，所述电镀液的工作温度为20-40℃。
一种无稀土锰基永磁体电镀液的制备方法，包括以下步骤：
（1）向去离子水中加入硼酸20-60 g、次亚磷酸钠20-55 g、络合剂15-45 g、抗坏血酸1-5 g搅拌溶解制成混合液；
（2）用酸调节混合液的pH为1.0-2.0；
（3）向上述混合液中加入钴盐1-5g、氯化锰35-65 g、氯化铋2-10 g搅拌溶解，再加入余量的去离子水定容至1L，调节混合液pH为0.5-4.0，得到无稀土锰基永磁体电镀液。
优选的，步骤（2）所述的酸为盐酸或者硫酸。
优选的，步骤（3）所述的氯化铋先酸化处理，再加入到混合液中。
本发明与现有技术相比，有益效果是：利用电镀方法获得无稀土CoMnBiP多元合金，其磁性能好，而且电镀液的稳定性好，可以获得到层色泽美观、磁性能好电镀层。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。
如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
实施例1：
一种无稀土锰基永磁体电镀液的制备方法如下：
向去离子水中加入硼酸20g、次亚磷酸钠20g、络合剂（草酸钠）15g、抗坏血酸1g搅拌溶解制成混合液，用HCl调节pH=1.0，向混合液中加入已酸化处理的氯化铋2g、氯化锰35g，氯化钴1g搅拌溶解，再加入余量的去离子水至总体积为1L，调节pH为0.5，得到无稀土锰基永磁体电镀液。
实施例2：
一种无稀土锰基永磁体电镀液的制备方法如下：
向去离子水中加入硼酸40g、次亚磷酸钠40g、络合剂（乙二胺四乙酸钠）30g、抗坏血酸2. 5g搅拌溶解制成混合液，用硫酸调节pH=1.5，向混合液中加入已酸化处理的氯化铋5g、氯化锰45g，氯化钴3g搅拌溶解，再加入余量的去离子水至总体积为1L，调节pH为2.0，得到钴-锰-铋-磷合金电镀配方。
实施例3：
一种无稀土锰基永磁体电镀液的制备方法如下：
向去离子水中加入硼酸60g、次亚磷酸钠55g、络合剂（柠檬酸钠）45g、抗坏血酸5g搅拌溶解制成混合液，用HCl调节pH=2.0，向混合液中加入已酸化处理的氯化铋10g、氯化锰65g，氯化钴3g搅拌溶解，再加入余量的去离子水至总体积为1L，调节pH为4.0，得到无稀土锰基永磁体电镀液。
实施例4：
一种无稀土锰基永磁体电镀液的制备方法如下：
向去离子水中加入硼酸40g、次亚磷酸钠40g、络合剂（醋酸钠）40g、抗坏血酸2g搅拌溶解制成混合液，用HCl调节pH=1.5，向混合液中加入已酸化处理的氯化铋5g、氯化锰40g，硫酸钴5g搅拌溶解，再加入余量的去离子水至总体积为1L，调节pH为2.0，得到无稀土锰基永磁体电镀液。
实施例5：
一种无稀土锰基永磁体电镀液的制备方法如下：
向去离子水中加入硼酸40g、次亚磷酸钠40g、络合剂（草酸钠）40g、抗坏血酸2g、3g的硫酸亚铁、0.2g的氟化钙、0.05g的碘化锂搅拌溶解制成混合液，用HCl调节pH=1.5，向混合液中加入已酸化处理的氯化铋5g、氯化锰40g，硫酸钴5g搅拌溶解，再加入余量的去离子水至总体积为1L，调节pH为2.0，得到无稀土锰基永磁体电镀液。
实施例6：
一种无稀土锰基永磁体电镀液的制备方法如下：
向去离子水中加入硼酸20g、次亚磷酸钠20g、络合剂（柠檬酸钠）15g、抗坏血酸1g、5 g的硫酸亚铁、0.5g的氟化钙、0.2g的碘化锂搅拌溶解制成混合液，用HCl调节pH=1.0，向混合液中加入已酸化处理的氯化铋2g、氯化锰35g，氯化钴1g搅拌溶解，再加入余量的去离子水至总体积为1L，调节pH为0.5，得到无稀土锰基永磁体电镀液。
实施例1-4得到的无稀土锰基永磁体电镀液在使用和储存过程中稳定性好；将无稀土锰基永磁体电镀液进行电镀，得到的镀层分布均匀，色泽美观。
采用磁性能测试对实施例1-4得到的镀层的测试结果如下表：
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
顽力/Oe 14.1 13.3 11.25 10.5
通过上表可以看出使用本发明的电镀液得到的镀层的矫顽力很低，表现出较好的软磁性能。
本发明的无稀土锰基永磁体电镀液稳定性好；使用该无稀土锰基永磁体电镀液得到的镀层色泽美观、磁性能好。

Claims (9)

1.一种无稀土锰基永磁体电镀液，其特征在于，所述电镀液包括以下质量浓度的组分：钴盐1-5g/L，硼酸20-60g/L、次亚磷酸钠20-55g/L、络合剂15-45g/L、抗坏血酸1-5g/L、氯化锰35-65g/L、氯化铋2-10g/L、硫酸亚铁3-5g/L、氟化钙0.2-0.5g/L和碘化锂0.05-0.2g/L，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种无稀土锰基永磁体电镀液，其特征在于，所述电镀液包括以下质量浓度的组分：钴盐2.5g/L，硼酸40g/L、次亚磷酸钠40g/L、络合剂40g/L、抗坏血酸2g/L、氯化锰40g/L、氯化铋5g/L，硫酸亚铁3-5g/L、氟化钙0.2-0.5g/L和碘化锂0.05-0.2g/L，余量为去离子水。
3.根据权利要求1或2所述的一种无稀土锰基永磁体电镀液，其特征在于，所述钴盐为硫酸盐或者氯化盐。
4.根据权利要求1或2所述的一种无稀土锰基永磁体电镀液，其特征在于，所述络合剂为草酸钠、醋酸钠、柠檬酸钠或乙二胺四乙酸钠。
5.根据权利要求1或2所述的一种无稀土锰基永磁体电镀液，其特征在于，所述电镀液的pH值为0.5-4。
6.根据权利要求1或2所述的一种无稀土锰基永磁体电镀液，其特征在于，所述电镀液的工作温度为20-40℃。
7.根据权利要求1所述的一种无稀土锰基永磁体电镀液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向去离子水中加入硼酸20-60g、次亚磷酸钠20-55g、络合剂15-45g、抗坏血酸1-5g、硫酸亚铁3-5g、氟化钙0.2-0.5g和碘化锂0.05-0.2g，搅拌溶解制成混合液；
(2)用酸调节混合液的pH为1.0-2.0；
(3)向上述混合液中加入钴盐1-5g、氯化锰35-65g、氯化铋2-10g搅拌溶解，再加入余量的去离子水定容至l L，调节混合液pH为0.5-4.0，得到无稀土锰基永磁体电镀液。
8.根据权利要求7所述的一种无稀土锰基永磁体电镀液的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的酸为盐酸或者硫酸。
9.根据权利要求7所述的一种无稀土锰基永磁体电镀液的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的氯化铋先酸化处理，再加入到混合液中。
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