CN106283140A - 一种基于甜菜碱‑尿素‑水低共熔溶剂的电镀镍磷合金方法 - Google Patents

一种基于甜菜碱‑尿素‑水低共熔溶剂的电镀镍磷合金方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于甜菜碱‑尿素‑水低共熔溶剂的电镀镍磷合金方法，属于电镀技术领域。该方法首先将甜菜碱、尿素和蒸馏水恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂，接着将六水氯化镍、次亚磷酸钠加入到低共熔溶剂中再恒温搅拌得到含镍磷的低共熔溶剂，以此作为电镀液；将纯镍板作为阳极，黄铜作为阴极，浸入到电镀液中进行恒电流电镀。本发明镀镍磷合金工艺安全无毒、环保，解决了瓦特镍、氟硼酸盐镀镍等工艺存在的环境污染问题。

Description

一种基于甜菜碱-尿素-水低共熔溶剂的电镀镍磷合金方法
技术领域
本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种基于低共熔溶剂的电镀镍磷合金方法。
背景技术
电镀镍利用镀液中的镍离子在阴极上还原而得到金属镍镀层，属于一种阴极电镀过程。传统镀镍方法有硫酸盐型、氯化物型、氨基磺酸盐型、柠檬酸盐型、氟硼酸盐型等。其中以硫酸盐型(瓦特)镀镍液在工业上的应用最为普遍。瓦特镀镍是最早的镀镍工艺之一，其主要成分是硫酸镍、氯化酸和硼酸。氟硼酸盐镀镍镀液中存在污染环境的硼离子和氟离子。对环境具有一定的污染。专利申请号为201310420602.8、名称为“电镀沉积制备纳米晶结构金锡合金镀层的方法”申请公开了一种制备金锡合金涂层的方法，该方法以氯化胆碱、尿素和乙二醇按照摩尔比1:2:4混合得到离子液体，然后加入氯金酸、氯化亚锡电镀金锡合金涂层。其中乙二醇具有一定的毒性，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于甜菜碱-尿素-水低共熔溶剂的电镀镍磷合金方法，以期该镀镍磷合金工艺安全无毒、环保。
为了实现上述技术目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明提供了一种基于甜菜碱-尿素-水低共熔溶剂的电镀镍磷合金方法，具体包括如下步骤：
(1)低共熔溶剂的配制：首先按照摩尔比1:2:3称量甜菜碱、尿素、蒸馏水、然后于80℃条件下恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。
(2)电镀液的配制：按照0.3摩尔每升、0.05摩尔每升分别称量六水氯化镍和次亚磷酸钠，加入到上述低共熔溶剂中恒温搅拌得到含镍磷的低共熔溶剂，以此作为电镀镍磷合金的电镀液。
(3)将纯镍板作为阳极，黄铜作为阴极，浸入到步骤(2)得到的电镀液中进行恒电流电镀，其中：阴极和阳极直接距离为1-2cm。
(4)电镀完成后，将黄铜取出清洗、烘干。
进一步的，所述步骤(3)中恒电流密度为2-3mA/cm2。
进一步的，所述步骤(3)中电镀液温度为60-70℃。
进一步的，所述步骤(3)中电镀时间为10-30分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明采用甜菜碱-尿素-蒸馏水作为低共熔溶剂替代传统的电镀液，具有环保可生物降解的特点，属于绿色化学溶剂。
2、本发明电镀镍磷合金的腐蚀电位为-0.389V，腐蚀电流4.25×10-6Acm-2具有较好的耐蚀性。
3、本发明镀镍磷合金工艺安全无毒、环保，解决了瓦特镍、氟硼酸盐镀镍等工艺存在的环境污染问题。
附图说明
图1为本发明实施例1得到的电镀镍磷合金的SEM图；
如图1所示，电镀镍磷合金表面光滑致密，无微裂纹。
图2为本发明实施例1得到的电镀镍磷合金的XRD图；
如图2所示，电镀镍的XRD图，图2中纵坐标为强度，横坐标为二倍角度，从衍射图谱中可以看出，除基体黄铜的衍射峰，还存在镍磷合金曼散射的峰，说明涂层为非晶态。
图3为本发明实施例1得到的电镀镍磷的EDS能谱图；
如图3所示，电镀镍的EDS能谱说明涂层成分由镍、磷组成。
图4为本发明实施例1得到的电镀镍磷合金的极化曲线图；
如图4所示，电镀镍磷合金的腐蚀电位-0.389V，腐蚀电流为4.25×10-6Acm-2。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不局限于下述实施例。
实施例1
首先分别称量0.2mol甜菜碱、0.4mol尿素、0.6mol蒸馏水放置于烧杯中，在采用保鲜膜密封烧杯，然后于80℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。然后按照0.3摩尔每升、0.05摩尔每升分别称量六水氯化镍和次亚磷酸钠，加入到上述低共熔溶剂中，80℃恒温搅拌得到含镍磷的低共熔溶剂，以此作为电镀镍磷合金的电镀液。
将纯镍板作为阳极，黄铜作为阴极，浸入水浴加热至70℃的含镍低共熔溶剂进行30分钟恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为2mA/cm2。
电镀完成后，将黄铜取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。
实施例2
首先分别称量0.2mol甜菜碱、0.4mol尿素、0.6mol蒸馏水放置于烧杯中，在采用保鲜膜密封烧杯，然后于80℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。然后按照0.3摩尔每升、0.05摩尔每升分别称量六水氯化镍和次亚磷酸钠，加入到上述低共熔溶剂中，80℃恒温搅拌得到含镍磷的低共熔溶剂，以此作为电镀镍磷合金的电镀液。
将纯镍板作为阳极，黄铜作为阴极，浸入水浴加热至60℃的含镍低共熔溶剂进行30分钟恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为2cm，电流密度为2mA/cm2；
电镀完成后，将黄铜取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。
实施例3
首先分别称量0.2mol甜菜碱、0.4mol尿素、0.6mol蒸馏水放置于烧杯中，在采用保鲜膜密封烧杯，然后于80℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。然后按照0.3摩尔每升、0.05摩尔每升分别称量六水氯化镍和次亚磷酸钠，加入到上述低共熔溶剂中，80℃恒温搅拌得到含镍磷的低共熔溶剂，以此作为电镀镍磷合金的电镀液。
将纯镍板作为阳极，黄铜作为阴极，浸入水浴加热至60℃的含镍低共熔溶剂进行10分钟恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为2cm，电流密度为3mA/cm2；
电镀完成后，将黄铜取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。

Claims (4)

1.一种基于甜菜碱-尿素-水低共熔溶剂的电镀镍磷合金方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)低共熔溶剂的配制：按照摩尔比1:2:3称量甜菜碱、尿素、蒸馏水，然后于80℃条件下恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂；
(2)电镀液的配制：按照0.3摩尔每升、0.05摩尔每升分别称量六水氯化镍和次亚磷酸钠，加入到上述低共熔溶剂中恒温搅拌得到含镍磷的低共熔溶剂，以此作为电镀镍磷合金的电镀液；
(3)将纯镍板作为阳极，黄铜作为阴极，浸入到步骤(2)得到的电镀液中进行恒电流电镀，其中：阴极和阳极直接距离为1-2cm；
(4)电镀完成后，将黄铜取出清洗、烘干。
2.如权利要求1所述的基于甜菜碱-尿素-水低共熔溶剂的电镀镍磷合金方法，其特征在于，所述步骤(3)中恒电流密度为2-3mA/cm2。
3.如权利要求1所述的基于甜菜碱-尿素-水低共熔溶剂的电镀镍磷合金方法，其特征在于：所述步骤(3)中电镀液温度为60-70℃。
4.如权利要求1所述的基于甜菜碱-尿素-水低共熔溶剂的电镀镍磷合金方法，其特征在于：所述步骤(3)中电镀时间为10-30分钟。
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