CN108103537B - 一种玻璃模具表面铼铱合金涂层的酸性镀液及其制备方法 - Google Patents
一种玻璃模具表面铼铱合金涂层的酸性镀液及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108103537B CN108103537B CN201711293939.1A CN201711293939A CN108103537B CN 108103537 B CN108103537 B CN 108103537B CN 201711293939 A CN201711293939 A CN 201711293939A CN 108103537 B CN108103537 B CN 108103537B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mol
- rhenium
- coating
- iridium alloy
- alloy coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 238000007747 plating Methods 0.000 title claims abstract description 51
- YEWLVPDHCCERJH-UHFFFAOYSA-N [Re].[Ir] Chemical compound [Re].[Ir] YEWLVPDHCCERJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 229910000575 Ir alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims description 5
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 7
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910000042 hydrogen bromide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 21
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 21
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 11
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 9
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 6
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M potassium chloride Inorganic materials [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 3
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 abstract 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 5
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 5
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000861 blow drying Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/18—Electroplating using modulated, pulsed or reversing current
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/34—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
- C25D5/36—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated of iron or steel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
本发明公开了一种玻璃模具表面铼铱合金涂层的酸性镀液配方及其制备方法，其特征在于酸性镀液配方为高铼酸盐0.001～0.5mol/L、六溴代铱酸钠0.001～0.45mol/L、氯铱酸水合物0.001～0.25mol/L、络合物为草酸0.001～0.95mol/L或/和柠檬酸0.001～0.95mol/L，添加剂为硫酸0.001～0.035mol/L、亚硝酸0.001～0.045mol/L、氢氟酸0.001～0.020mol/L、溴化氢0.001～0.015mol/L一种或多种，溶于去离子水中，通过添加1.0～3.0mol/L氢氧化钠或1.0～3.0mol/L氨水溶液调配电解液pH值为1.5～6.5；在可导电模具工件电极表面进行恒电流或脉冲电沉积铼铱合金镀层，其中铱含量为1～85at％，镀层厚度为1μm～5μm，电流效率可达50～90％，可获成分均分分布、结合强度高、抗腐蚀性能优良、具有高硬度、高抗氧化性、高机械稳定性、耐磨损、耐高温和离模性的非晶态或/和纳米晶铼铱合金镀层，有效的提高了玻璃模具的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于模具行业领域，尤其涉及一种玻璃模具表面铼铱合金涂层的酸性镀液及其制备方法。
背景技术
非球面玻璃镜片是一种非常重要的光学零件，具有极高的成像质量和成像分辨率，被广泛应用于航空、航天、天文、激光、医学等现代高科技领域。
传统的玻璃研磨抛光技术虽有着自己的独特优势，但加工非球面镜片需要花费大量时间，生产效率较低。目前，玻璃模造技术应用于加工玻璃镜片，具有材料流动距离短、成形精度高、适宜大批量生产等特点。然而，在玻璃模造过程中，模具和高化学活性的熔融态玻璃接触，在机械应力和周期热循环下操作，易使模具表面磨损和氧化，导致模具与玻璃发生黏连，最终使其失效而无法再次使用，增加了产品的生产成本。因此，玻璃模具表面需沉积一层保护层，该保护层需具有高强度、耐磨、耐热和高温抗氧化等性能，且不与熔融态玻璃发生反应。非球面玻璃模具表面涂层可延长模具使用寿命，大幅降低非球面镜片的加工成本，实现非球面镜片的大规模生产，具有显著的经济价值和社会效益。
铼铱合金涂层具有高硬度、高抗氧化性、高机械稳定性、耐磨损、耐高温和离模性。因此，铼铱合金涂层可作为模具表面抗化学腐蚀性和抗玻璃黏连性的新功能保护涂层。目前，公认的较好的铼铱合金涂层制备方法是磁控溅射技术制备，然而制备成本较高，设备造价昂贵。本发明采用成本较低的电沉积方法制备出性能优良的铼铱合金涂层具有广泛的应用前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种玻璃模具表面铼铱合金涂层的酸性镀液，所述是金属主盐为高铼酸盐0.001～0.5mol/L、六溴代铱酸钠0.001～0.45mol/L、氯铱酸水合物0.001～0.25mol/L、络合剂为草酸0.001～0.95mol/L或/和柠檬酸0.001～0.95mol/L，添加剂为硫酸0.001～0.035mol/L、亚硝酸0.001～0.045mol/L、氢氟酸0.001～0.020mol/L、溴化氢0.001～0.015mol/L一种或多种，溶于去离子水中，添加1.0～3.0mol/L氢氧化钠或1.0～3.0mol/L氨水溶液调配电解液pH值为1.5～6.5，同时少量的添加钠盐或钾盐0.001～0.05mol/L增加镀液导电性。
本发明还提供了一种玻璃模具表面铼铱合金涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)在施镀前，玻璃模具表面需要进行预处理，经过除油、化学腐蚀、磨光抛光、清洗干净，烘干后，在玻璃模具表面进行恒电流或脉冲电化学沉积铼铱合金镀层，沉积温度为室温至85℃，电流密度为1～500mA/cm2，脉冲电沉积时通断比为0.5～0.9，辅助电极为铂片，参比电极为银/氯化银/饱和氯化钾电极，铂片电极与工件电极的距离保持0.5～1.5cm；
(2)玻璃模具表面首次制备出1～5um厚度的、致密的铼铱合金镀层，取出来热水清洗干燥后1～3h内，立即将涂覆层玻璃模具放入100～1500℃真空设备中，并通入少量氩气或氮气惰性气体，保持时间0.5～10小时；
(3)然后再次进行电沉积制备1～5um厚度的、致密的铼铱合金镀层，取出来热水清洗干燥后1～3h内，立即再进行100～500℃真空热处理处理，并通入少量氩气或氮气惰性气体，保持时间0.5～5小时，循环执行此制备工艺，每次循环执行电沉积工艺时，镀液槽中需再次添加体积分数为10～20％的新鲜镀液；
(4)玻璃模具表面制备上一层较厚的镀层后，立即在纯净水中浸洗，然后再用热水冲洗，最终可获得成分均分分布、结合强度高的、抗腐蚀性能优良的非晶态或/和纳米晶铼铱合金镀层，其中铱含量为1～85at％，合金厚度为20μm～100μm，电流转化效率可达到50～90％范围内。
本发明的优点在于：(1)制备工艺易控，成本低廉；(2)沉积温度低；(3)可在形状复杂的玻璃模具表面沉积铼铱合金镀层；(4)可获得附着力强的、致密的、连续性的铼铱合金；(5)铼铱合金镀层成分均匀分布、无聚集偏析现象出现；(6)可获得非晶态、或(和)纳米晶结构的铼铱合金；(7)获得铼铱合金镀层具有优异的耐腐性能和高温热稳定性能；(8)可获得非常厚的铼铱合金镀层；(9)合金的电流转化效率最高可达90％；(10)可获得高硬度、高抗氧化性、高机械稳定性、耐磨损、耐高温和离模性的铼铱合金镀层，可延长模具使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细叙述。
图1电化学共沉积铼铱合金表面和横截面的光学显微照片和扫描电子显微照片。1-镀层表面光学显微照片；2-镀层扫描电子显微照片；3-镀层；4-铜基体。
图2电化学共沉积铼铱合金表面的扫描电子显微照片。5-底部镀层；6-分层翘起的镀层；7-局部放大的表面扫描电子显微照片。
具体实施方式
实施例1
配50mL的镀液，高铼酸铵0.05mol/L、六溴代铱酸钠0.045mol/L、氯铱酸水合物0.005mol/L、不添加任何添加剂和络合剂，滴加3mol/L的氢氧化钠溶液将镀液的pH调制至5.0，在添加0.05mol/L氯化钾，沉积温度为70℃，电流密度为50mA/cm2；在铜电极表面进行恒电流电化学沉积铼铱合金镀层，铜电极预先初步经过对较大有机物超声清洗，然后在稀释硝酸溶液中去除表层氧化物，最后在丙酮或乙醇中清洗干净，冷吹风吹干。施镀前，在铜基体表面在施镀一层镍薄膜，在进行施镀。施镀过程中工件电极与辅助电极铂片距离为0.5cm，沉积时间30min，沉积出的涂层质量差，电极表面出现大量的黑色物质，在电沉积过程中出现镀液不稳定现象，镀液的颜色发生了变化，由棕色演变成深黑色。
实施例2
配50mL电解液，高铼酸铵0.05mol/L、六溴代铱酸钠0.045mol/L、氯铱酸水合物0.01mol/L、络合剂柠檬酸0.045mol/L，添加剂为硫酸0.02mol/L，滴加3mol/L的氢氧化钠溶液将镀液的pH调制至5.0，沉积温度设置为70℃，电流密度为50mA/cm2；在铜电极表面进行恒电流电沉积铼铱合金，铜电极预先初步对有机物超声清洗，然后在稀释硝酸溶液中去除表层氧化物，最后在丙酮或乙醇中清洗干净，冷吹风吹干。工件电极与辅助电极铂片距离约为0.5cm，沉积时间30min，镀层质量较好，合金的电流转化效率为55％，镀层厚度为5.1um，镀层内铱含量为70at％，通过光学显微镜观测镀层表面1无微裂纹出现，见图1所示。经过真空热处理工艺150℃处理2小时后放入真空扫描电子显微镜室内观测镀层表面显微组织结构，由图1可见镀层表面2致密无任何缺陷存在，镀层3厚度均匀分布，与铜基体4结合较好，无分层现象出现。
实施例3
镀液：高铼酸铵0.043mol/L、六溴代铱酸钠0.040mol/L、氯铱酸水合物0.010mol/L、络合剂草酸0.0375mol/L，添加剂为氢氟酸0.005mol/L，配置50mL镀液，滴加0.02mol/L硫酸溶液将镀液的pH调制至2.0，在添加0.01mol/L氯化钾，沉积温度设置为70℃，电流密度为100mA/cm2；在模具钢电极表面进行恒电流电化学沉积铼铱合金镀层，铜电极预先初步经过对较大有机物超声清洗，然后在硫酸溶液中去除表层氧化物和进行活化，最后在丙酮或乙醇中清洗干净，冷吹风吹干。施镀前，在模具钢电极表面在施镀一层铬薄膜，在进行施镀。工件电极与辅助电极铂片距离为1.0cm，沉积时间30min，镀层呈现金属光泽，质量良好，合金的电流转化效率为85％，镀层厚度为3.5um，镀层内铱含量为59at％，通过光学显微镜观察镀层表面无微裂纹出现；沉积时间延长至60min后，取出电极，初步宏观观察样品镀层质量较好，表面呈现金属光泽，未经过真空热处理工艺后，直接清洗干净，用吹风机吹干放入真空扫描电子显微镜室内观察到样品局部出现底部镀层5以及分层翘起的镀层6，未分层的镀层表面经过扫描电子显微照片7观察出大量的细微裂纹，见图2所示。
实施例4
配置50mL镀液，高铼酸铵0.035mol/L、六溴代铱酸钠0.0150mol/L、氯铱酸水合物0.010mol/L、络合剂草酸0.025mol/L和0.035mol/L柠檬酸，添加剂为氢氟酸0.005mol/L，滴加0.001mol/L溴化氢溶液将镀液的pH调制至2.5，沉积温度设置为80℃，电流密度为300mA/cm2；在模具钢电极表面进行恒电流电化学沉积铼铱合金镀层，工件电极与辅助电极铂片距离为0.5cm，沉积时间30min，镀层呈现金属光泽，质量良好，合金的电流转化效率为89.5％，镀层厚度为5.7um，镀层内铱含量为65at.％，将镀有涂层的工件清洗干净后进行去氢处理和消除内应力，将涂覆层工件电极放入300～500℃真空设备中，并通入少量氩气惰性气体，保持时间2.5h，然后再次进行电沉积制备5um厚度的、致密的铼铱合金，执行四次循环此制备工艺后可获得约20um厚度的、致密的铼铱镀层，在每次循环施镀之前原镀液需要在加入新鲜镀液10mL，保持镀液内浓度均衡。最终镀层通过X射线衍射仪检测后发现有一宽大的“馒头峰”出现，基本上可认为是获得了非晶态合金镀层。进一步通过投射电子显微镜表征镀层的微观组织结构，结果表明镀层内含有纳米晶和非晶体组织结构共存。
实施例5
配置50mL镀液，高铼酸铵0.05mol/L、六溴代铱酸钠0.025mol/L、氯铱酸水合物0.015mol/L、络合剂草酸0.045mol/L，添加剂为亚硝酸0.022mol/L，滴加3mol/L的氢氧化铵溶液将镀液的pH调制至3.0，沉积温度设置为60℃，电流密度为150mA/cm2；在紫铜电极表面进行恒电流电化学沉积铼铱合金镀层，工件电极与辅助电极铂片距离为0.5cm，沉积时间30min，镀层质量较好，合金的电流转化效率为60％，镀层厚度为2.3um，镀层内铱含量为50at.％，通过显微镜观测镀层表面无微裂纹出现，镀层横截面为纳米颗粒组成。
实施例6
镀液：金属主盐为高铼酸盐0.043mol/L、六溴代铱酸钠0.040mol/L、氯铱酸水合物0.010mol/L、络合剂草酸0.025mol/L，添加剂为氢氟酸0.005mol/L，配置50mL镀液，滴加0.02mol/L硫酸溶液将镀液的pH调制至2.0，在添加0.05mol/L氯化钠，沉积温度设置为70℃，电流密度为50mA/cm2；在模具钢电极表面进行脉冲电化学沉积铼铱合金镀层，工件电极与辅助电极铂片距离为0.5cm，沉积时间30min，脉冲电沉积时通断比为0.9，断开时间为1s，沉积时间9s的单位阶跃式脉冲方式电沉积，镀层呈现金属光泽，质量良好，镀层厚度为3.0um，镀层内铱含量为64at.％，通过扫描电子显微镜观察镀层表面致密无缺陷。
实施例7
配置50mL镀液，金属主盐为高铼酸盐0.0253mol/L、六溴代铱酸钠0.024mol/L、络合剂柠檬酸0.055mol/L，添加剂为氢氟酸0.005mol/L，滴加0.02mol/L硫酸溶液将镀液的pH调制至2.0，沉积温度设置为70℃，电流密度为60mA/cm2；在碳化钨硬质合金模具电极表面进行脉冲电化学沉积铼铱合金镀层，工件电极与辅助电极铂片距离为0.5cm，沉积时间30min，脉冲电沉积时通断比为0.85，断开时间为1.5s，沉积时间8.5s的阶跃式脉冲电沉积，镀层呈现金属光泽，镀层厚度约为3.5um，镀层内铱含量为64at％，将试样清洗干净后进行真空热处理，试样放入1000℃真空设备中，并通入少量氩气惰性气体，保持时间3h。然后再次进行电沉积制备致密的3.0um厚的铼铱镀层，再进行300℃真空热处理处理，并通入少量氮气，保持时间1.5小时。执行十次前一步工艺循环，最终可获得约30um厚度的、致密的、结合强度高的铼铱合金镀层，在每次循环施镀之前原镀液需加入新鲜镀液10mL，保持镀液内浓度均衡。镀层通过X射线衍射仪测试后发现有一宽大的“馒头峰”出现，表明镀层为非晶态结构，另外，镀层与衬底碳化钨硬质合金界面处出现扩散层现象。
Claims (2)
1.一种玻璃模具表面铼铱合金涂层的酸性镀液，其特征在于，金属主盐为高铼酸盐0.001～0.5mol/L、六溴代铱酸钠0.001～0.45mol/L、氯铱酸水合物0.001～0.25mol/L、络合剂为草酸0.001～0.95mol/L或/和柠檬酸0.001～0.95mol/L，添加剂为硫酸0.001～0.035mol/L、亚硝酸0.001～0.045mol/L、氢氟酸0.001～0.020mol/L、溴化氢0.001～0.015mol/L一种或多种，溶于去离子水中，添加1.0～3.0mol/L氢氧化钠或1.0～3.0mol/L氨水溶液调配电解液pH值为1.5～6.5，同时少量的添加钠盐或钾盐0.001～0.05mol/L增加镀液导电性。
2.一种使用权利要求1所述的酸性镀液在玻璃模具表面制备铼铱合金涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在施镀前，玻璃模具表面需要进行预处理，经过除油、化学腐蚀、磨光抛光、清洗干净，烘干后，在玻璃模具表面进行恒电流或脉冲电化学沉积铼铱合金镀层，沉积温度为室温至85℃，电流密度为1～500mA/cm2，脉冲电沉积时通断比为0.5～0.9，辅助电极为铂片，参比电极为银/氯化银/饱和氯化钾电极，铂片电极与工件电极的距离保持0.5～1.5厘米；
(2)玻璃模具表面首次制备出1～5微米厚度的、致密的铼铱合金镀层，取出来热水清洗干燥后1～3h内，立即将涂覆层玻璃模具放入100～1500℃真空设备中，并通入少量氩气或氮气惰性气体，保持时间0.5～10小时；
(3)然后再次进行电沉积制备1～5微米厚度的、致密的铼铱合金镀层，取出来热水清洗干燥后1～3h内，立即再进行100～500℃真空热处理处理，并通入少量氩气或氮气惰性气体，保持时间0.5～5小时，循环执行此制备工艺，每次循环执行上的电沉积工艺时，镀液槽中需再次添加体积分数为10～20％的新鲜镀液；
(4)玻璃模具表面制备上一层较厚的镀层后，立即在纯净水中浸洗，然后再用热水冲洗，最终可获得成分均分分布、结合强度高的、抗腐蚀性能优良的、高硬度、高抗氧化性、高机械稳定性、耐磨损、耐高温和离模性的非晶态或/和纳米晶铼铱合金镀层，其中铱含量为1～85at％，合金厚度为20μm～100μm，电流转化效率可达到50～90％范围内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711293939.1A CN108103537B (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种玻璃模具表面铼铱合金涂层的酸性镀液及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711293939.1A CN108103537B (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种玻璃模具表面铼铱合金涂层的酸性镀液及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108103537A CN108103537A (zh) | 2018-06-01 |
| CN108103537B true CN108103537B (zh) | 2019-12-06 |
Family
ID=62209343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711293939.1A Active CN108103537B (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种玻璃模具表面铼铱合金涂层的酸性镀液及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108103537B (zh) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9694562B2 (en) * | 2010-03-12 | 2017-07-04 | Xtalic Corporation | Coated articles and methods |
| CN104611744B (zh) * | 2014-12-15 | 2017-06-06 | 常州大学 | 一种低温水溶液电化学共沉积镍铱合金的方法 |
| CN104846408A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-08-19 | 常州大学 | 一种在铜基体上镀致密的铼薄膜的镀液配方及电镀方法 |
| CN104928733B (zh) * | 2015-05-13 | 2018-04-27 | 常州大学 | 一种在铜基体上镀铼铱合金的镀液配方及电镀方法 |
| CN107699928B (zh) * | 2016-12-01 | 2019-05-17 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 黑铼涂层的制备方法 |
-
2017
- 2017-12-08 CN CN201711293939.1A patent/CN108103537B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108103537A (zh) | 2018-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100464007C (zh) | 钕铁硼永磁材料表面梯度功能涂层制备方法 | |
| CN100577889C (zh) | 一种薄带连铸结晶辊表面电镀方法及其电镀液 | |
| CN108570703A (zh) | 基于钨片表面纳米化的钨/铜层状复合材料制备方法 | |
| CN103882492B (zh) | 金属基体化学镀前处理方法 | |
| CN109778100B (zh) | 一种延寿节能形稳PbO2阳极中间层的电弧热喷涂制备方法 | |
| CN108546935A (zh) | 铂涂层阳极板的制备方法 | |
| CN116575088A (zh) | 一种耐高温抗氧化的层状纳米结构铱铼合金涂层及其制备方法 | |
| CN103029370A (zh) | 一种铁基、纯铜过渡层和表面纯金属钼或金属钨涂层的电极材料及制备方法 | |
| CN109534460B (zh) | 一种钛电极及其制备方法与应用 | |
| CN108130570A (zh) | 一种复合三价电镀铬工艺 | |
| CN108179376B (zh) | 一种快速复合渗铝工艺 | |
| CN109023488B (zh) | 一种微裂纹硬铬复合镀层及其制备方法 | |
| CN108103537B (zh) | 一种玻璃模具表面铼铱合金涂层的酸性镀液及其制备方法 | |
| CN104975326A (zh) | 一种表面电沉积纳米稀土改性钴基复合镀层的制备方法 | |
| CN115161733B (zh) | 一种铝合金的表面处理结构及其制备方法 | |
| CN106591899A (zh) | 具有光致亲水与疏水转换功能的镁锂合金超疏水镀层及制备方法 | |
| CN100422392C (zh) | 涂层超导体镍基带的电化学抛光工艺方法 | |
| CN113308693B (zh) | 一种高强度耐腐蚀不锈钢管件及其加工工艺 | |
| CN111286768B (zh) | 一种镍钴锰镧合金镀液及其制备方法和应用 | |
| CN100999825A (zh) | 一种环保型金属缺陷修复再生液及其生产方法 | |
| CN102041543A (zh) | 金属表面富勒烯/金属复合薄膜的制备方法 | |
| CN112391656B (zh) | 一种基于激光与电化学沉积交互处理钛合金增材制造铜的方法 | |
| CN104313664B (zh) | 一种稀土镁合金制品表面处理方法 | |
| CN109972096B (zh) | 一种在料舟表面沉积金属涂层的方法 | |
| CN113684511A (zh) | 一种高温自修复涂层的电化学制备方法及其产品 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240115 Address after: 212000 No. 199, Yuehe street, New District, Zhenjiang City, Jiangsu Province Patentee after: ZHENJIANG ALPHA SPECIAL COATING TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: Gehu Lake Road Wujin District 213164 Jiangsu city of Changzhou province No. 1 Patentee before: CHANGZHOU University |
|
| TR01 | Transfer of patent right |