CN109680311A - 一种无稀土MnBi基磁性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铋基磁性电镀液及其制备方法，该电镀液含有硼酸、次亚磷酸钠、络合剂和适量水，所述电镀液还含有镍盐、氯化锰和氯化铋，所述电镀液各组分及其含量为硼酸20‑80g/L、次亚磷酸钠10‑80g/L、络合剂10‑60g/L、镍盐2‑20g/L、氯化锰10‑80g/L和氯化铋2‑20g/L。利用电镀方法获得无稀土NiMnBiP合金，其磁性能好，而且电镀液的稳定性好，可以获得镀层均匀，美观、磁性能好的电镀层。
Description
技术领域
本发明涉及电镀技术领域，具体涉及一种无稀土MnBi基磁性电镀液及其制备方法。
背景技术
电镀具有成本低，工艺简单，易操作等优点，在生活中的应用十分广泛。电镀单金属已远不能满足现代化对功能材料的需求。因此，电镀多元合金在近年来的迅速发展，它不仅可以得到特殊性能的表面，种类繁多，应用更加广泛，目前已经应用到磁性材料等行业。目前，制备铋基合金的方法主要有高能球磨法、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、时间长、不易规模化生产应用等缺点。
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铋基多元合金具有重要意义。
一个申请公布号为CN 104790000A、申请公布日为2015.07.22的中国专利公开了一种锰铋铁磷永磁合金电镀液及其制备方法，含有氯化亚铁、氯化锰、氯化铋成分和适量水，该配方中还含有硼酸、次亚磷酸钠，柠檬酸钠和抗坏血酸；其中的各成分的重量份数分别为：硼酸35～45份、次亚磷酸钠30～45份、氯化亚铁5～15份、氯化锰55～65份、氯化铋2～10份、柠檬酸钠35～45份、抗坏血酸1～5份；由上所述配方制备的锰铋铁磷永磁合金中各组分的质量百分比为锰2％～27％，铋3％～20％，铁50％～75％，磷10％～21％。
该专利提供的是锰铋铁磷永磁合金电镀液，该磁性电镀液采用的是铁盐，并且其采用了稀土元素，提高了使用成本。
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MnBi基磁性电镀液及其制备方法。该电镀液避免使用稀土元素，降低了成本，并且不含腐蚀性物质、安全环保，化学稳定性高，制备工艺简单可控，且稳定性好，同时该电镀液采用镍盐，提高了电镀层的性能。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MnBi基磁性电镀液，含有硼酸、次亚磷酸钠、络合剂和适量水，所述电镀液还含有镍盐、氯化锰和氯化铋，所述电镀液各组分及其含量为硼酸20-80g/L、次亚磷酸钠10-80g/L、络合剂10-60g/L、镍盐2-20g/L、氯化锰10-80g/L和氯化铋2-20g/L。
进一步的，所述电镀液各组分及其含量为硼酸40g/L、次亚磷酸钠30g/L、络合剂60g/L、镍盐10g/L、氯化锰40g/L和氯化铋5g/L。
进一步的，所述镍盐为硫酸盐或氯化盐。
进一步的，所述络合剂为乙酸钠、酒石酸、柠檬酸或乙二胺四乙酸。
进一步的，所述电镀液的pH值为0.5-3.0。
进一步的，所述电镀液的工作温度为10-50℃。
进一步的，所述电镀液还包括添加剂，添加剂为苯并三氮唑、氯化亚锡和氟化氢钾，具体的苯并三氮唑2-5g/L、氯化亚锡6-8g/L和氟化氢钾1-2g/L。
一种无稀土MnBi基磁性电镀液的制备方法，包括以下步骤：
(1)向去离子水中加入硼酸20-80g、次亚磷酸钠10-80g、络合剂10-80g搅拌溶解制成混合液；
(2)用酸调节混合液的pH为1.0-3.0；
(3)向上述混合液中加入镍盐2-20g、氯化锰10-80g、氯化铋2-20g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0.5-3.0，得到无稀土锰铋基基磁性电镀液。
进一步的，步骤(3)所述的氯化铋先酸化处理，再加入到混合液中。
进一步的，在其中加入焦磷酸钠1-3g，二甲基甲酰胺20-30g。
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NiMnBiP合金，其磁性能好，而且电镀液的稳定性好，可以获得镀层均匀，美观、磁性能好的电镀层。
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MnBi基磁性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10g、络合剂(乙酸氨)10g，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10g，氯化镍2g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MnBi基磁性电镀液。
实施例2：
一种无稀土MnBi基磁性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30g、络合剂(乙二胺四乙酸钠)40g，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40g，氯化镍10g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，得到镍-锰-铋-磷合金电镀液。
实施例3：
一种无稀土MnBi基磁性电镀液的制备方法如下：
向去离子水中加入硼酸80g、次亚磷酸钠80g、络合剂(柠檬酸氨)80g，搅拌溶解制成混合液，用硫酸调节pH＝2.0，向混合液中加入已酸化处理的氯化铋20g、氯化锰80g，硫酸镍20g搅拌溶解，再加入余量的去离子水至总体积为1L，调节pH为3.0，得到无稀土MnBi基磁性电镀液。
实施例4：
一种无稀土MnBi基磁性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30g、络合剂(乙酸氨)60g，搅拌溶解制成混合液，用盐酸调节pH＝1.5，向混合液中加入已酸化处理的氯化铋5g、氯化锰40g，氯化镍10g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MnBi基磁性电镀液。
实施例5：
在实施例3的基础上加入苯并三氮唑2-5g/L、氯化亚锡6-8g/L和氟化氢钾1-2g/L。
实施例6：
在实施例4的基础上加入苯并三氮唑2-5g/L、氯化亚锡6-8g/L和氟化氢钾1-2g/L。
实施例1-6得到的无稀土MnBi基磁性电镀液在使用和储存过程中稳定性好；将无稀土MnBi基磁性电镀液进行电镀，得到的镀层均匀，色泽美观。
实施例1-6得到的无稀土MnBi基磁性电镀液在使用和储存过程中稳定性好；将无稀土MnBi基磁性电镀液进行电镀，得到的镀层均匀，色泽美观。
在将上述实施例的各镀液进行电镀的过程中，以同样的工艺参加进行电镀，在镀层0-50微米时，镀层均表现较为稳定。
在镀层大于50微米，特别是大于80微米时，实施例1-4的镀层出现不平整的现象，而实施例5和6表现较好的稳定性，镀膜光滑平整。
同时，在厚度较低时，实施例1-4表现出相较实施例5-6更多的出现麻点、斑点、小泡点、凸起颗粒点。实施例1-4出现瑕疵的数量相对于实施例5-6大约是实施例5-6的2-4倍。
采用磁性能测试对实施例1-6得到的镀层的磁性能测试结果如下表：
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 顽力/Oe | 25.0 | 20.0 | 23.5 | 27.6 | 25.6 | 28.5 |
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低，表现出好的软磁性能。
同时，在在制备过程中，再在其中加入焦磷酸钠1-3g，二甲基甲酰胺20-30g，可以提高电镀液的存放稳定性，并且能将工作pH范围扩大至2.5-6。从而降低电镀液的使用条件。
在实施例5的制备过程的基础上加入焦磷酸钠3g，二甲基甲酰胺20g，可以调节其pH为3，以备使用。
在实施例6的制备过程的基础上加入焦磷酸钠2g，二甲基甲酰胺30g，可以调节其pH为6，以备使用。
上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种无稀土MnBi基磁性电镀液，含有硼酸、次亚磷酸钠、络合剂和适量水，其特征在于，所述电镀液还含有镍盐、氯化锰和氯化铋，所述电镀液各组分及其含量为硼酸20-80g/L、次亚磷酸钠10-80g/L、络合剂10-60g/L、镍盐2-20g/L、氯化锰10-80g/L和氯化铋2-20g/L。
2.根据权利要求1所述的一种无稀土铋基磁性电镀液，其特征在于，所述电镀液各组分及其含量为硼酸40g/L、次亚磷酸钠30g/L、络合剂60g/L、镍盐10g/L、氯化锰40g/L和氯化铋5g/L。
3.根据权利要求1或2所述的一种无稀土MnBi基磁性电镀液，其特征在于，所述镍盐为硫酸盐或氯化盐。
4.根据权利要求1所述的一种无稀土MnBi基磁性电镀液，其特征在于，所述络合剂为乙酸钠、酒石酸、柠檬酸或乙二胺四乙酸。
5.根据权利要求1所述的一种无稀土MnBi基磁性电镀液，其特征在于，所述电镀液的pH值为0.5-3.0。
6.根据权利要求1所述的一种无稀土MnBi基磁性电镀液，其特征在于，所述电镀液的工作温度为10-50℃。
7.根据权利要求1所述的一种无稀土MnBi基磁性电镀液，其特征在于，所述电镀液还包括添加剂，添加剂为苯并三氮唑、氯化亚锡和氟化氢钾，具体的苯并三氮唑2-5g/L、氯化亚锡6-8g/L和氟化氢钾1-2g/L。
8.根据权利要求1所述的一种无稀土MnBi基磁性电镀液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向去离子水中加入硼酸20-80g、次亚磷酸钠10-80g、络合剂10-80g搅拌溶解制成混合液；
(2)用酸调节混合液的pH为1.0-3.0；
(3)向上述混合液中加入镍盐2-20g、氯化锰10-80g、氯化铋2-20g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0.5-3.0，得到无稀土锰铋基基磁性电镀液。
9.根据权利要求9所述的一种无稀土MnBi基磁性电镀液的制备方法，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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| US4400247A (en) * | 1980-05-07 | 1983-08-23 | Metals Technology & Instrumentation, Inc. | Method of producing metals by cathodic dissolution of their compounds |
| CN105951140A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-09-21 | 中国计量大学 | 一种无稀土锰基永磁体电镀液及其制备方法 |
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