CN115787003A - 一种三价铬电镀液 - Google Patents
一种三价铬电镀液 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115787003A CN115787003A CN202211583858.6A CN202211583858A CN115787003A CN 115787003 A CN115787003 A CN 115787003A CN 202211583858 A CN202211583858 A CN 202211583858A CN 115787003 A CN115787003 A CN 115787003A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acid
- trivalent chromium
- complexing agent
- chromium plating
- agent
- 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.)
- Pending
Links
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- 239000011651 chromium Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 title abstract description 19
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims abstract description 42
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 37
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 31
- URDCARMUOSMFFI-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetic acid Chemical compound OCCN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O URDCARMUOSMFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- DEFVIWRASFVYLL-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol bis(2-aminoethyl)tetraacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCOCCOCCN(CC(O)=O)CC(O)=O DEFVIWRASFVYLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- MSWZFWKMSRAUBD-IVMDWMLBSA-N 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose Chemical compound N[C@H]1C(O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O MSWZFWKMSRAUBD-IVMDWMLBSA-N 0.000 claims abstract description 18
- MSWZFWKMSRAUBD-UHFFFAOYSA-N beta-D-galactosamine Natural products NC1C(O)OC(CO)C(O)C1O MSWZFWKMSRAUBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229960002442 glucosamine Drugs 0.000 claims abstract description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000006172 buffering agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims description 38
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 28
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 26
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 20
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 8
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 7
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 claims description 7
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 6
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims description 5
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 5
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 5
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 4
- CIWBSHSKHKDKBQ-DUZGATOHSA-N D-isoascorbic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-DUZGATOHSA-N 0.000 claims description 4
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940103272 aluminum potassium sulfate Drugs 0.000 claims description 4
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims description 4
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000010350 erythorbic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 229940026239 isoascorbic acid Drugs 0.000 claims description 4
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 claims description 4
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- GRLPQNLYRHEGIJ-UHFFFAOYSA-J potassium aluminium sulfate Chemical compound [Al+3].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O GRLPQNLYRHEGIJ-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 4
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims description 4
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 claims description 3
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N D-erythro-ascorbic acid Natural products OCC1OC(=O)C(O)=C1O ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229930003268 Vitamin C Natural products 0.000 claims description 3
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- RSYUFYQTACJFML-DZGCQCFKSA-N afzelechin Chemical compound C1([C@H]2OC3=CC(O)=CC(O)=C3C[C@@H]2O)=CC=C(O)C=C1 RSYUFYQTACJFML-DZGCQCFKSA-N 0.000 claims description 3
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 claims description 3
- DSHWASKZZBZKOE-UHFFFAOYSA-K chromium(3+);hydroxide;sulfate Chemical compound [OH-].[Cr+3].[O-]S([O-])(=O)=O DSHWASKZZBZKOE-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H chromium(III) sulfate Chemical compound [Cr+3].[Cr+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- 229910000356 chromium(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011696 chromium(III) sulphate Substances 0.000 claims description 3
- 235000015217 chromium(III) sulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 3
- WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M sodium bisulfate Chemical compound [Na+].OS([O-])(=O)=O WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910000342 sodium bisulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229940100996 sodium bisulfate Drugs 0.000 claims description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 3
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 claims description 3
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 claims description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims 1
- QFSKIUZTIHBWFR-UHFFFAOYSA-N chromium;hydrate Chemical compound O.[Cr] QFSKIUZTIHBWFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 claims 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002565 Polyethylene Glycol 400 Polymers 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- ZEDVQPMPKANXKG-UHFFFAOYSA-H chromium(3+) trisulfate hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.S(=O)(=O)([O-])[O-].[Cr+3].S(=O)(=O)([O-])[O-].S(=O)(=O)([O-])[O-].[Cr+3] ZEDVQPMPKANXKG-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229940099690 malic acid Drugs 0.000 description 3
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 2
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 239000004318 erythorbic acid Substances 0.000 description 2
- 229960002449 glycine Drugs 0.000 description 2
- 229940068918 polyethylene glycol 400 Drugs 0.000 description 2
- 239000002211 L-ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 235000000069 L-ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- CIWBSHSKHKDKBQ-VHUNDSFISA-N L-isoascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-VHUNDSFISA-N 0.000 description 1
- MPDZSHFDLURJRA-UHFFFAOYSA-J O.[K+].[Cr+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O Chemical compound O.[K+].[Cr+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O MPDZSHFDLURJRA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- KVIYQADEXNCDCB-UHFFFAOYSA-H chromium(3+);trisulfate;hydrate Chemical class O.[Cr+3].[Cr+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O KVIYQADEXNCDCB-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 235000013905 glycine and its sodium salt Nutrition 0.000 description 1
- 150000004687 hexahydrates Chemical class 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229940116298 l- malic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- ZFVHBEKVAITXHW-UHFFFAOYSA-J potassium;chromium(3+);disulfate;dodecahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[K+].[Cr+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZFVHBEKVAITXHW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
本申请涉及电镀技术领域，具体提供一种三价铬电镀液。三价铬电镀液包括以下的各原料成分，15‑60g/L主盐、25‑50g/L主络合剂、0.5‑10g/L辅助络合剂、130‑200g/L导电盐、0.05‑0.2g/L还原剂、0.01‑0.1g/L分散剂和30‑120g/L缓冲剂；辅助络合剂选自N‑羟乙基乙二胺三乙酸、乙二醇双(2‑氨基乙基醚)四乙酸和氨基葡萄糖酸中的一种或几种。本申请的三价铬电镀液可以在较高的铬沉积速率下镀层的硬度也较高。
Description
技术领域
本申请涉及电镀技术领域，具体地，涉及一种三价铬电镀液。
背景技术
铬镀层具有良好的硬度和抗腐蚀性能。六价铬的毒性较大，三价铬的环保性远高于六价铬，六价铬镀液正逐渐被三价铬镀液替代。但三价铬镀液也存在镀层沉积速率慢、晶粒不够精细导致硬度不高的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，发明人经过大量的试验和研究，发现影响三价铬镀铬镀层沉积速率慢的主要原因之一是络合剂，同时采用一些特殊的分散剂，可以在维持较高的沉积速率下获得较为精细的晶粒，为此，本申请提供一种三价铬电镀液。
本申请采用如下的技术方案：
一种三价铬电镀液，包括以下的各原料成分，15-60g/L主盐、25-50g/L主络合剂、0.5-10g/L辅助络合剂、130-200g/L导电盐、0.05-0.2g/L还原剂、0.01-0.1g/L分散剂和30-120g/L缓冲剂；
所述辅助络合剂选自N-羟乙基乙二胺三乙酸、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸和氨基葡萄糖酸中的一种或几种。
优选的，所述主盐选自硫酸铬及其水合物、硫酸铬钾及其水合物和碱式硫酸铬中的一种或几种。
优选的，所述主络合剂选自酒石酸、柠檬酸、己二酸及其盐、丁二酸及其盐、羟基乙酸、草酸及其盐、苹果酸、甲酸和乙酸中的一种或几种。
优选的，所述辅助络合剂由N-羟乙基乙二胺三乙酸、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸和氨基葡萄糖酸中的两种或以上组成。
优选的，所述主络合剂的重量为所述辅助络合剂重量的10-50倍。
优选的，所述导电盐选自硫酸钾、硫酸钠、氯化钾、氯化钠、硫酸铵和硫酸铝钾中的一种或几种。
优选的，所述还原剂选自硫酸氢钠、氨基葡萄糖、维生素C、抗坏血酸及其盐、水合肼、类胡萝卜素和异抗坏血酸及其盐中的一种或几种。
优选的，所述分散剂选自聚乙二醇和多臂聚乙二醇中的一种或几种。
更优选的，所述聚乙二醇和多臂聚乙二醇的平均相对分子量不超过5000。
优选的，所述缓冲剂选自硼酸、柠檬酸钠、邻苯二甲酸及其盐、硫酸铝和氨基乙酸中的一种或几种。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请的三价铬电镀液采用常规的主络合剂，结合辅助络合剂N-羟乙基乙二胺三乙酸、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸和氨基葡萄糖酸，对三价铬起到较好的络合作用，降低水的络合作用和游离三价铬离子的浓度，一方面可以较为稳定的络合三价铬离子，另一方面又避免络合作用太强，络合太强会导致三价铬转化为金属铬的速率较慢，影响铬的沉积速率；2、本申请的三价铬电镀液采用聚乙二醇和多臂聚乙二醇作为分散剂，不但可以起到较好的分散作用，而且发明人还发现，多臂聚乙二醇的分散效果更好，可以使得镀铬层的结晶更为致密、硬度更高。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细描述。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
本申请提出一种三价铬电镀液，包括以下的各原料成分，15-60g/L主盐、25-50g/L主络合剂、0.5-10g/L辅助络合剂、130-200g/L导电盐、0.05-0.2g/L还原剂、0.01-0.1g/L分散剂和30-120g/L缓冲剂；
辅助络合剂选自N-羟乙基乙二胺三乙酸、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸和氨基葡萄糖酸中的一种或几种。
进一步的，三价铬电镀液，包括以下的各原料成分，18-50g/L主盐、30-50g/L主络合剂、1-7g/L辅助络合剂、140-180g/L导电盐、0.1-0.2g/L还原剂、0.03-0.1g/L分散剂和50-100g/L缓冲剂。
本申请中，进一步的，主盐选自硫酸铬及其水合物、硫酸铬钾及其水合物和碱式硫酸铬中的一种或几种。硫酸铬的水合物除了六水合物外，还有多种含不同结晶水的化合物。硫酸铬钾水合物可以是十二水合硫酸铬钾。
本申请中，进一步的，主络合剂选自酒石酸、柠檬酸、己二酸及其盐、丁二酸及其盐、羟基乙酸、草酸及其盐、苹果酸、甲酸和乙酸中的一种或几种。更进一步的，主络合剂选自酒石酸、柠檬酸、和苹果酸中的一种或几种组合。
本申请中，进一步的，辅助络合剂由N-羟乙基乙二胺三乙酸、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸和氨基葡萄糖酸中的两种或以上组成。发明人发现，辅助络合剂由N-羟乙基乙二胺三乙酸、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸和氨基葡萄糖酸中的两种或以上组成相比单一一种的辅助络合剂，铬沉积的速率更快。本申请中，当辅助络合剂由两种组成时，两种辅助络合剂的重量比可以是5:1-1:5；当辅助络合剂由三种组成时，三种辅助络合剂的重量比可以是1-10:1-10:1-10。
本申请中，进一步的，主络合剂的重量为辅助络合剂重量的10-50倍。发明人发现，主络合剂与辅助络合剂在一定的重量比范围内，铬沉积效果较好。
本申请中，进一步的，导电盐选自硫酸钾、硫酸钠、氯化钾、氯化钠、硫酸铵和硫酸铝钾中的一种或几种。更进一步的，导电盐选自硫酸钾、硫酸钠、硫酸铵和硫酸铝钾中的一种或几种。
本申请中，还原剂的作用是减少或防止三价铬被氧化为六价铬。进一步的，还原剂选自硫酸氢钠、氨基葡萄糖、维生素C、抗坏血酸及其盐、水合肼、类胡萝卜素和异抗坏血酸及其盐中的一种或几种。
本申请中，进一步的，分散剂选自聚乙二醇和多臂聚乙二醇中的一种或几种。更进一步的，分散剂为多臂聚乙二醇。
多臂聚乙二醇是指一个分子结构中含有多条聚乙二醇链段。根据核的不同，可分为三臂、四臂、六臂、八臂、十臂等。比如，一种六臂聚乙二醇的结构如下式(1)所示，
进一步的，聚乙二醇的平均相对分子量不超过1200；更进一步的，多臂聚乙二醇的平均相对分子量不超过3000。聚乙二醇和多臂聚乙二醇的平均相对分子量相对较低，聚乙二醇和多臂聚乙二醇的活性越高，分散效果更好。
本申请中，进一步的，缓冲剂选自硼酸、柠檬酸钠、邻苯二甲酸及其盐、硫酸铝和氨基乙酸中的一种或几种。
本申请的三价铬电镀液可以按如下方法制备：准备各原料成分的重量，将主盐、主络合剂和辅助络合剂加入到水中，搅拌溶解后升温至65±5℃保温2±0.5小时，加入分散剂、还原剂、导电盐和缓冲剂，搅拌溶解，即可。
本申请的三价铬电镀液使用时，电镀液的温度控制在40±5℃，电流密度控制在15-40A/dm2，电镀时间为1小时-2小时，可以获得50-120μm左右的镀层厚度。电镀过程中电镀液的pH控制在2-4，可以用硫酸溶液或氢氧化钠溶液调节。本申请中，电流密度在初始阶段可以逐步增加，即从0开始到指定的电流密度的时间为30s-120s，这样有助于提高铬镀层与基材的结合力。
下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请的三价铬电镀液进行详细说明。
实施例1
按原料成分浓度，38g/L六水合硫酸铬、35g/L苹果酸、3g/L N-羟乙基乙二胺三乙酸、150g/L硫酸钠、0.15g/L抗坏血酸、0.05g/L聚乙二醇-400(400代表分子量)和70g/L硼酸，将六水合硫酸铬、苹果酸和N-羟乙基乙二胺三乙酸加入到水中，搅拌溶解后升温至65±2℃保温2小时，加入聚乙二醇-400、抗坏血酸、硫酸钠和硼酸，搅拌溶解，调节pH为2.5-3，即可。
实施例2
实施例1中，N-羟乙基乙二胺三乙酸替换为等重量的乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸，其余步骤保持不变。
实施例3
实施例1中，N-羟乙基乙二胺三乙酸替换为等重量的氨基葡萄糖酸，其余步骤保持不变。
实施例4
实施例1中，N-羟乙基乙二胺三乙酸替换为等重量的由N-羟乙基乙二胺三乙酸和氨基葡萄糖酸按重量比1:2组成的组合，其余步骤保持不变。
实施例5
实施例1中，N-羟乙基乙二胺三乙酸替换为等重量的由乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸和氨基葡萄糖酸按重量比1:1组成的组合，其余步骤保持不变。
实施例6
实施例1中，聚乙二醇-400替换为等重量的六臂聚乙二醇(分子量2000，购买自广州市碳水科技有限公司)，其余步骤保持不变。
实施例7
按原料成分浓度，40g/L六水合硫酸铬、42g/L酒石酸、2g/L乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸、150g/L硫酸钠、0.16g/L异抗坏血酸、0.07g/L六臂聚乙二醇(分子量2000，购买自广州市碳水科技有限公司)和65g/L硼酸，
将六水合硫酸铬、酒石酸和乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸加入到水中，搅拌溶解后升温至65±2℃保温2小时，加入六臂聚乙二醇、异抗坏血酸、硫酸钠和硼酸，搅拌溶解，调节pH为2.5-3，即可。
实施例8
实施例7中，乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸替换为等重量的由N-羟乙基乙二胺三乙酸和氨基葡萄糖酸按重量比3:2组成的组合，其余步骤保持不变。
实施例9
实施例7中，乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸替换为等重量的由乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸和氨基葡萄糖酸按重量比2:3组成的组合，其余步骤保持不变。
实施例10
实施例7中，乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸替换为等重量的由N-羟乙基乙二胺三乙酸和氨基葡萄糖酸按重量比1:1组成的组合，其余步骤保持不变。
实施例11
实施例7中，六臂聚乙二醇由0.07g/L调整为0.09g/L，其余步骤保持不变。
对比例1
实施例1中不加入N-羟乙基乙二胺三乙酸，其余步骤保持不变。
对比例2
实施例1中，N-羟乙基乙二胺三乙酸替换为等重量的EDTA，其余步骤保持不变。
对比例3
实施例1中，N-羟乙基乙二胺三乙酸替换为0.5g/L的EDTA，其余步骤保持不变。
对比例4
实施例1中，N-羟乙基乙二胺三乙酸替换为等重量的天门冬氨酸，其余步骤保持不变。
对比例5
实施例7中，乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸替换为等重量的EDTA，其余步骤保持不变。
对比例6
实施例7中，乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸替换为等重量的天门冬氨酸，其余步骤保持不变。
应用
将镀有亮镍的工件清洗后分别采用实施例1-11和对比例1-6的三价铬电镀液进行电镀。电镀液的温度控制在40±2℃，电流密度控制在20A/dm2，电镀时间为60分钟。电镀过程中电镀液的pH控制在2.5-3.5。电镀初始阶段，电流密度逐步增加，从0增加到20A/dm2的时间为80s。
镀层厚度测试：采用XRF镀层测厚仪测试。
镀层硬度测试：采用显微维氏硬度计测试。
结果如表1所示。
表1
| 厚度(μm) | 硬度(HV) | |
| 实施例1 | 67 | 850 |
| 实施例2 | 69 | 830 |
| 实施例3 | 63 | 880 |
| 实施例4 | 78 | 820 |
| 实施例5 | 80 | 840 |
| 实施例6 | 70 | 980 |
| 实施例7 | 73 | 960 |
| 实施例8 | 85 | 930 |
| 实施例9 | 83 | 950 |
| 实施例10 | 89 | 910 |
| 实施例11 | 72 | 1000 |
| 对比例1 | 55 | 820 |
| 对比例2 | 37 | 860 |
| 对比例3 | 42 | 830 |
| 对比例4 | 58 | 850 |
| 对比例5 | 49 | 900 |
| 对比例6 | 65 | 910 |
对比表1的结果。对比实施例1-6和对比例1-4，采用本申请的辅助络合剂可以明显提高铬镀层的沉积速率，而且维持较高的硬度。当辅助络合剂由两种组合时，铬镀层的沉积速率更高。当分散剂为多臂聚乙二醇时，获得的铬镀层的硬度明显更高，说明铬镀层精细致密。
对比实施例7-11以及对比例5和6，具有同样的技术效果。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种三价铬电镀液，其特征在于：包括以下的各原料成分，15-60g/L主盐、25-50g/L主络合剂、0.5-10g/L辅助络合剂、130-200g/L导电盐、0.05-0.2g/L还原剂、0.01-0.1g/L分散剂和30-120g/L缓冲剂；
所述辅助络合剂选自N-羟乙基乙二胺三乙酸、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸和氨基葡萄糖酸中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的三价铬电镀液，其特征在于：所述主盐选自硫酸铬及其水合物、硫酸铬钾及其水合物和碱式硫酸铬中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的三价铬电镀液，其特征在于：所述主络合剂选自酒石酸、柠檬酸、己二酸及其盐、丁二酸及其盐、羟基乙酸、草酸及其盐、苹果酸、甲酸和乙酸中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的三价铬电镀液，其特征在于：所述辅助络合剂由N-羟乙基乙二胺三乙酸、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸和氨基葡萄糖酸中的两种或以上组成。
5.根据权利要求1所述的三价铬电镀液，其特征在于：所述主络合剂的重量为所述辅助络合剂重量的10-50倍。
6.根据权利要求1所述的三价铬电镀液，其特征在于：所述导电盐选自硫酸钾、硫酸钠、氯化钾、氯化钠、硫酸铵和硫酸铝钾中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的三价铬电镀液，其特征在于：所述还原剂选自硫酸氢钠、氨基葡萄糖、维生素C、抗坏血酸及其盐、水合肼、类胡萝卜素和异抗坏血酸及其盐中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的三价铬电镀液，其特征在于：所述分散剂选自聚乙二醇和多臂聚乙二醇中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的三价铬电镀液，其特征在于：所述聚乙二醇和多臂聚乙二醇的平均相对分子量不超过5000。
10.根据权利要求1所述的三价铬电镀液，其特征在于：所述缓冲剂选自硼酸、柠檬酸钠、邻苯二甲酸及其盐、硫酸铝和氨基乙酸中的一种或几种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211583858.6A CN115787003A (zh) | 2022-12-10 | 2022-12-10 | 一种三价铬电镀液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211583858.6A CN115787003A (zh) | 2022-12-10 | 2022-12-10 | 一种三价铬电镀液 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115787003A true CN115787003A (zh) | 2023-03-14 |
Family
ID=85418450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211583858.6A Pending CN115787003A (zh) | 2022-12-10 | 2022-12-10 | 一种三价铬电镀液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115787003A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1305468A (zh) * | 1969-11-20 | 1973-01-31 | Kollmorgen Photocircuits | |
| US20040258847A1 (en) * | 2002-12-02 | 2004-12-23 | Shipley Company, L.L.C. | Method of measuring component loss |
| CN105441995A (zh) * | 2014-09-15 | 2016-03-30 | 无锡杨市表面处理科技有限公司 | 一种氨基葡萄糖酸无氰镀金的电镀液及其电镀方法 |
| CN108866586A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-23 | 厦门大学 | 一种三价铬体系电沉积铬铁合金的电镀液及其制备方法 |
| CN111206270A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-05-29 | 广州三孚新材料科技股份有限公司 | 一种三价铬电镀溶液及其制备方法 |
-
2022
- 2022-12-10 CN CN202211583858.6A patent/CN115787003A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1305468A (zh) * | 1969-11-20 | 1973-01-31 | Kollmorgen Photocircuits | |
| US20040258847A1 (en) * | 2002-12-02 | 2004-12-23 | Shipley Company, L.L.C. | Method of measuring component loss |
| CN105441995A (zh) * | 2014-09-15 | 2016-03-30 | 无锡杨市表面处理科技有限公司 | 一种氨基葡萄糖酸无氰镀金的电镀液及其电镀方法 |
| CN108866586A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-23 | 厦门大学 | 一种三价铬体系电沉积铬铁合金的电镀液及其制备方法 |
| CN111206270A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-05-29 | 广州三孚新材料科技股份有限公司 | 一种三价铬电镀溶液及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108559979B (zh) | 一种化学镀镍液及其制备方法 | |
| US5614003A (en) | Method for producing electroless polyalloys | |
| CN106460179B (zh) | 化学镀镍或镍合金用镍胶体催化剂液及化学镀镍或镍合金方法 | |
| US3354059A (en) | Electrodeposition of nickel-iron magnetic alloy films | |
| JP7349427B2 (ja) | ３価クロムメッキ液およびこれを用いたクロムメッキ方法 | |
| CN109609934A (zh) | 一种铝及铝合金化学置换与电沉积一体的无氰沉锌液及其应用 | |
| WO2012081274A1 (ja) | ニッケルめっき液及びニッケルめっき方法 | |
| JPH0319308B2 (zh) | ||
| WO2009139384A1 (ja) | 銅‐亜鉛合金電気めっき浴およびこれを用いためっき方法 | |
| CN108998779B (zh) | 一种化学镀液以及环保型合金表面自催化处理方法 | |
| JP6843455B1 (ja) | 無電解ニッケル又はニッケル合金メッキ用のニッケルコロイド触媒液並びに無電解ニッケル又はニッケル合金メッキ方法 | |
| CN117684226A (zh) | 一种可以控制电镀铜镍合金组成比的电镀液及电镀方法 | |
| CN115787003A (zh) | 一种三价铬电镀液 | |
| JP6960677B2 (ja) | 無電解Ｎｉ−Ｆｅ合金めっき液 | |
| US3926749A (en) | Tin-lead alloy plating | |
| CN111876804A (zh) | 一种锌镍合金电镀液及电镀方法 | |
| EP3178969A1 (en) | Copper-tin alloy plating bath | |
| US20240263334A1 (en) | Process method for controlling glossiness of electroplated nickel-layer | |
| JPH0250993B2 (zh) | ||
| KR101447110B1 (ko) | 무연 및 무 카드뮴 무전해 니켈 도금액, 이를 이용한 무전해 도금 방법, 및 이를 이용하여 제조된 니켈 도금층 | |
| CN112899666B (zh) | 一种化学镀铜光亮剂及其制备方法 | |
| US2751341A (en) | Electrodeposition of lead and lead alloys | |
| CN111286768B (zh) | 一种镍钴锰镧合金镀液及其制备方法和应用 | |
| KR101011473B1 (ko) | ｐＨ 완충효과가 향상된 전기도금공정용 니켈 도금 조성물 | |
| CN109652830B (zh) | 一种钴-锰-磷磁性电镀液及其制备方法 |
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 |