JP2009532580A - 結晶質クロム堆積物 - Google Patents
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- Y10T428/12847—Cr-base component
Abstract
Description
3価クロム、ギ酸またはその塩、および少なくとも1つの2価硫黄源を含み、そして6価クロムを実質的に含まない電気めっき水溶液浴を提供する工程;
基材を該電気めっき浴に浸漬する工程;および
該基材上に結晶質クロム堆積物を析出させるために電流を付与する工程を包含し、該クロム堆積物は、析出したときに結晶質である。
3価クロム、ギ酸を含み、そして6価クロムを実質的に含まない電気めっき浴を提供する工程;
基材を該電気めっき浴に浸漬する工程;および
該基材上に結晶質クロム堆積物を析出させるために電流を付与する工程を包含し、クロム堆積物は析出したときに結晶質であり、そして結晶質クロム堆積物は、2.8895±0.0025Åの格子定数を有する。1つの実施態様では、これから得られる結晶質クロム堆積物は、{111}の優先方位を有する。
X1−R1−(S)n−R2−X2 (I)
R1およびR2は、同一であるかまたは異なり得、そしてR1およびR2はそれぞれ独立して、単結合、アルキル、アリル、アルケニル、アルキニル、シクロヘキシル、芳香環および複素芳香環、アルコキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、ポリエトキシ化アルキル、およびポリプロポキシ化アルキルを含み、アルキル基はC1−C6であり、そして
nは、1から約5までの範囲の平均値を有する。
Xは、炭素、窒素、酸素、硫黄、セレン、またはテルルを表し、そしてmは0から約3までの範囲であり、
nは、1から約5までの範囲の平均値を有し、そして
(IIa)または(IIb)のそれぞれは、少なくとも1つの2価硫黄原子を含む。
Xは、炭素、窒素、硫黄、セレン、またはテルルを表し、そしてmは0から約3までの範囲であり、
nは、1から約5までの範囲の平均値を有し、そして
(IIIa)または(IIIb)のそれぞれは、少なくとも1つの2価硫黄原子を含む。
表1に、機能的なクロム堆積物を製造する電解質を含む種々の6価クロム酸水溶液の比較例を列挙し、堆積物の結晶学的特性を表にし、そしてC、O、H、N、およびS分析に基づく元素組成を報告する。
Claims (71)
- 2.8895±0.0025Åの格子定数を有する、結晶質クロム堆積物。
- 前記クロム堆積物が、3価クロム浴から電析される、請求項1に記載の結晶質クロム堆積物。
- 前記クロム堆積物中に、炭素、窒素、および硫黄をさらに含む、請求項1または2のいずれかに記載の結晶質クロム堆積物。
- 前記クロム堆積物が、約1質量%から約10質量%までの硫黄を含む、請求項3に記載の結晶質クロム堆積物。
- 前記クロム堆積物が、約0.1質量%から約5質量%までの窒素を含む、請求項3に記載の結晶質クロム。
- 前記クロム堆積物が、該クロム堆積物を非晶質にする量よりも少ない量の炭素を含む、請求項3に記載の結晶質クロム。
- 前記堆積物が、約1.7質量%から約4質量%までの硫黄、約0.1質量%から約3質量%までの窒素、および約0.1質量%から約10質量%までの炭素を含む、請求項3に記載の結晶質クロム堆積物。
- 前記堆積物が、巨視亀裂を実質的に含まない、前記いずれかの請求項に記載の結晶質クロム堆積物。
- 前記クロムが、{111}の優先方位を有する、前記いずれかの請求項に記載の結晶質クロム堆積物。
- 結晶質クロム堆積物を含む物品であって、該結晶質クロム堆積物が、2.8895±0.0025Åの格子定数を有する、物品。
- 前記クロム堆積物が、{111}の優先方位を有する、請求項10に記載の物品。
- 前記クロム堆積物が、炭素、窒素、および硫黄をさらに含む、請求項10または11のいずれかに記載の物品。
- 基材上に結晶質クロム堆積物を電析させるための方法であって、
3価クロム、有機添加剤、および少なくとも1つの2価硫黄源を含み、そして6価クロムを実質的に含まない電気めっき浴を提供する工程;
基材を該電気めっき浴に浸漬する工程;および
該基材上に結晶質クロム堆積物を析出させるために電流を付与する工程を包含し、該クロム堆積物が、析出したときに結晶質である、方法。 - 前記結晶質クロム堆積物が、2.8895±0.0025Åの格子定数を有する、請求項13に記載の方法。
- 前記結晶質クロム堆積物が、{111}の優先方位を有する、請求項13または14のいずれかに記載の方法。
- 前記クロム堆積物が、該クロム堆積物中に、炭素、窒素、および硫黄をさらに含む、請求項13から15のいずれかの項に記載の方法。
- 前記クロム堆積物が、約1質量%から約10質量%までの硫黄を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記クロム堆積物が、約0.1質量%から約5質量%までの窒素を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記クロム堆積物が、クロム堆積物を非晶質にする量よりも少ない量の炭素を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記堆積物が、約1.7質量%から約4質量%までの硫黄、約0.1質量%から約3質量%までの窒素、および約0.1質量%から約10質量%までの炭素を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記堆積物が、巨視亀裂を実質的に含まない、請求項13から20のいずれかの項に記載の方法。
- 前記電気めっき浴が、水酸化アンモニウムまたは塩あるいは1級、2級、または3級アミンをさらに含む、請求項13から21のいずれかの項に記載の方法。
- 前記電気めっき浴が、4から約6.5までの範囲のpHを含む、請求項13から22のいずれかの項に記載の方法。
- 前記電気めっき浴が、約35℃から約95℃までの範囲の温度である、請求項13から23のいずれかの項に記載の方法。
- 前記電流が、少なくとも約10アンペア/平方デシメートル(A/dm2)の電流密度で付与される、請求項13から24のいずれかの項に記載の方法。
- 前記電流が、直流、パルス波形、または周期的パルスの逆波形の任意の1つ、または2以上の任意の組み合わせを用いて付与される、請求項13から25のいずれかの項に記載の方法。
- 前記2価硫黄源が、一般式(I)を有する化合物の1つまたは2以上の混合物を含む、請求項13から26のいずれかの項に記載の方法:
X1−R1−(S)n−R2−X2 (I)
ここで、(I)において、X1およびX2は、同一であるかまたは異なり得、そしてX1およびX2はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、アミノ、シアノ、ニトロ、ニトロソ、アゾ、アルキルカルボニル、ホルミル、アルコキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、カルボキシル、スルホネート、スルフィネート、ホスホネート、ホスフィネート、スルホキシド、カルバメート、ポリエトキシ化アルキル、ポリプロポキシ化アルキル、ヒドロキシル、ハロゲン置換アルキル、アルコキシ、アルキル硫酸エステル、アルキルチオ、アルキルスルフィニル、アルキルスルホニル、アルキルホスホネート、またはアルキルホスフィネートを含み、該アルキル基および該アルコキシ基がC1−C6であり、あるいはX1およびX2は一緒になって、R1からR2までの結合を形成し得、
R1およびR2は、同一であるかまたは異なり得、そしてR1およびR2はそれぞれ独立して、単結合、アルキル、アリル、アルケニル、アルキニル、シクロヘキシル、芳香環および複素芳香環、アルコキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、ポリエトキシ化アルキル、およびポリプロポキシ化アルキルを含み、該アルキル基がC1−C6であり、そして
nは、1から約5までの範囲の平均値を有する。 - 前記2価硫黄源が、一般式(IIa)および/または(IIb)を有する化合物の1つまたは2以上の混合物を含む、請求項13から26のいずれかの項に記載の方法:
Xは、炭素、窒素、酸素、硫黄、セレン、またはテルルを表し、そしてmは0から約3までの範囲であり、
nは、1から約5までの範囲の平均値を有し、そして
(IIa)または(IIb)のそれぞれは、少なくとも1つの2価硫黄原子を含む。 - 前記2価硫黄源が、一般式(IIIa)および/または(IIIb)を有する化合物の1つまたは2以上の混合物を含む、請求項13から26のいずれかの項に記載の方法:
Xは、炭素、窒素、硫黄、セレン、またはテルルを表し、そしてmは0から約3までの範囲であり、
nは、1から約5までの範囲の平均値を有し、そして
(IIIa)または(IIIb)のそれぞれは、少なくとも1つの2価硫黄原子を含む。 - 前記結晶質クロム堆積物が、約300℃までの温度に加熱されても巨視亀裂を形成しない、請求項13から29のいずれかの項に記載の方法。
- 基材上に結晶質クロム堆積物を電析させるための方法であって、
3価クロム、有機添加剤を含み、そして6価クロムを実質的に含まない電気めっき浴を提供する工程;
基材を該電気めっき浴に浸漬する工程;および
該基材上に結晶質クロム堆積物を析出させるために電流を付与する工程を包含し、該クロム堆積物が、析出したときに結晶質であり、該結晶質クロム堆積物が2.8895±0.0025Åの格子定数を有する、方法。 - 前記結晶質クロム堆積物が、{111}の優先方位を有する、請求項31に記載の方法。
- 前記クロム堆積物が、該クロム堆積物中に、炭素、窒素、および硫黄をさらに含む、請求項31または32のいずれかに記載の方法。
- 前記クロム堆積物が、約1質量%から約10質量%までの硫黄を含む、請求項33に記載の方法。
- 前記クロム堆積物が、約0.1質量%から約5質量%までの窒素を含む、請求項33に記載の方法。
- 前記クロム堆積物が、クロム堆積物を非晶質にする量よりも少ない量の炭素を含む、請求項33に記載の方法。
- 前記堆積物が、約1.7質量%から約4質量%までの硫黄、約0.1質量%から約3質量%までの窒素、および約0.1質量%から約10質量%までの炭素を含む、請求項33に記載の方法。
- 前記堆積物が、巨視亀裂を実質的に含まない、請求項31から37のいずれかの項に記載の方法。
- 前記電気めっき浴が、水酸化アンモニウムまたは塩、あるいは1級、2級、または3級アミンをさらに含む、請求項31から38のいずれかの項に記載の方法。
- 前記電気めっき浴が、4.5から約6.5までの範囲のpHを含む、請求項31から39のいずれかの項に記載の方法。
- 前記電気めっき浴が、約35℃から約95℃までの範囲の温度である、請求項31から40のいずれかの項に記載の方法。
- 前記電流が、少なくとも約10アンペア毎平方デシメートル(A/dm2)の電流密度で付与される、請求項31から41のいずれかの項に記載の方法。
- 前記電流が、直流、パルス波形、または周期的パルスの逆波形を用いて付与される、請求項31から42のいずれかの項に記載の方法。
- 前記電気めっき浴が、一般式(I)を有する化合物の1つまたは2以上の混合物を含む2価硫黄源をさらに含む、請求項31から43のいずれかの項に記載の方法:
X1−R1−(S)n−R2−X2 (I)
ここで、(I)において、X1およびX2は、同一であるかまたは異なり得、そしてX1およびX2はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、アミノ、シアノ、ニトロ、ニトロソ、アゾ、アルキルカルボニル、ホルミル、アルコキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、カルボキシル、スルホネート、スルフィネート、ホスホネート、ホスフィネート、スルホキシド、カルバメート、ポリエトキシ化アルキル、ポリプロポキシ化アルキル、ヒドロキシル、ハロゲン置換アルキル、アルコキシ、アルキル硫酸エステル、アルキルチオ、アルキルスルフィニル、アルキルスルホニル、アルキルホスホネート、またはアルキルホスフィネートを含み、該アルキル基および該アルコキシ基がC1−C6であり、あるいはX1およびX2は一緒になって、R1からR2までの結合を形成し得、
R1およびR2は、同一であるかまたは異なり得、そしてR1およびR2はそれぞれ独立して、単結合、アルキル、アリル、アルケニル、アルキニル、シクロヘキシル、芳香環および複素芳香環、アルコキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、ポリエトキシ化アルキル、およびポリプロポキシ化アルキルを含み、該アルキル基がC1−C6であり、そして
nは、1から約5までの範囲の平均値を有する。 - 前記電気めっき浴が、一般式(IIa)および/または(IIb)を有する化合物の1つまたは2以上の混合物を含む2価硫黄源をさらに含む、請求項31から44のいずれかの項に記載の方法:
Xは、炭素、窒素、酸素、硫黄、セレン、またはテルルを表し、そしてmは0から約3までの範囲であり、
nは、1から約5までの範囲の平均値を有し、そして
(IIa)または(IIb)のそれぞれは、少なくとも1つの2価硫黄原子を含む。 - 前記電気めっき浴が、一般式(IIIa)および/または(IIIb)を有する化合物の1つまたは2以上の混合物を含む2価硫黄源をさらに含む、請求項31から45のいずれかの項に記載の方法:
Xは、炭素、窒素、硫黄、セレン、またはテルルを表し、そしてmは0から約3までの範囲であり、
nは、1から約5までの範囲の平均値を有し、そして
(IIIa)または(IIIb)のそれぞれは、少なくとも1つの2価硫黄原子を含む。 - 前記結晶質クロム堆積物が、約300℃までの温度に加熱されても巨視亀裂を形成しない、請求項31から46のいずれかの項に記載の方法。
- 結晶質クロム堆積物を電析させるための電析浴であって、
少なくとも0.1モル濃度の濃度を有し、そして添加される6価クロムが実質的に存在しない3価クロム源;
有機添加剤;
2価硫黄源;
4から約6.5までの範囲のpH;
約35℃から約95℃までの範囲の操作温度;および
該電析浴に浸漬された陽極と陰極との間に付与される電気エネルギー源、
を含む、電析浴。 - 前記2価硫黄源が、一般式(I)を有する化合物の1つまたは2以上の混合物を含む、請求項48に記載の電析浴:
X1−R1−(S)n−R2−X2 (I)
ここで、(I)において、X1およびX2は、同一であるかまたは異なり得、そしてX1およびX2はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、アミノ、シアノ、ニトロ、ニトロソ、アゾ、アルキルカルボニル、ホルミル、アルコキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、カルボキシル、スルホネート、スルフィネート、ホスホネート、ホスフィネート、スルホキシド、カルバメート、ポリエトキシ化アルキル、ポリプロポキシ化アルキル、ヒドロキシル、ハロゲン置換アルキル、アルコキシ、アルキル硫酸エステル、アルキルチオ、アルキルスルフィニル、アルキルスルホニル、アルキルホスホネート、またはアルキルホスフィネートを含み、該アルキル基および該アルコキシ基がC1−C6であり、あるいはX1およびX2は一緒になって、R1からR2までの結合を形成し得、
R1およびR2は、同一であるかまたは異なり得、そしてR1およびR2はそれぞれ独立して、単結合、アルキル、アリル、アルケニル、アルキニル、シクロヘキシル、芳香環および複素芳香環、アルコキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、ポリエトキシ化されたアルキル、およびポリプロポキシ化されたアルキルを含み、該アルキル基がC1−C6であり、そして
nは、1から約5までの範囲の平均値を有する。 - 前記2価硫黄源が、一般式(IIa)および/または(IIb)を有する化合物の1つまたは2以上の混合物を含む、請求項48に記載の電析浴:
Xは、炭素、窒素、酸素、硫黄、セレン、またはテルルを表し、そしてmは0から約3までの範囲であり、
nは、1から約5までの範囲の平均値を有し、そして
(IIa)または(IIb)のそれぞれは、少なくとも1つの2価硫黄原子を含む。 - 前記2価硫黄源が、一般式(IIIa)および/または(IIIb)を有する化合物の1つまたは2以上の混合物を含む、請求項48に記載の電析浴:
Xは、炭素、窒素、硫黄、セレン、またはテルルを表し、そしてmは0から約3までの範囲であり、
nは、1から約5までの範囲の平均値を有し、そして
(IIIa)または(IIIb)のそれぞれは、少なくとも1つの2価硫黄原子を含む。 - 前記電気エネルギー源が、めっきされる基材の面積に基づいて、少なくとも10A/dm2の電流密度を付与することが可能である、請求項48から51のいずれかの項に記載の電析浴。
- 前記浴が、操作されると、析出したときに結晶質である機能的なクロム堆積物を析出させる、請求項48から51のいずれかの項に記載の電析浴。
- 前記結晶質クロム堆積物が、2.8895±0.0025Åの格子定数を有する、請求項53に記載の電析浴。
- 前記結晶質クロム堆積物が、{111}の優先方位を有する、請求項53または54のいずれかに記載の電析浴。
- 前記クロム堆積物が、該クロム堆積物中に、炭素、窒素、および硫黄をさらに含む、請求項53から55のいずれかの項に記載の電析浴。
- 前記クロム堆積物が、約1質量%から約10質量%までの硫黄を含む、請求項53から56のいずれかの項に記載の電析浴。
- 前記クロム堆積物が、約0.1質量%から約5質量%までの窒素を含む、請求項53から57のいずれかの項に記載の電析浴。
- 前記クロム堆積物が、クロム堆積物を非晶質にする量よりも少ない量の炭素を含む、請求項53から58のいずれかの項に記載の電析浴。
- 前記堆積物が、約1.7質量%から約4質量%までの硫黄、約0.1質量%から約3質量%までの窒素、および約0.1質量%から約10質量%までの炭素を含む、請求項53から59のいずれかの項に記載の電析浴。
- 前記堆積物が、巨視亀裂を実質的に含まない、請求項53から60のいずれかの項に記載の電析浴。
- 前記電気エネルギー源が、直流、パルス波形、または周期的パルスの逆波形の1以上を付与することが可能である、請求項53から61のいずれかの項に記載の電析浴。
- 窒素源をさらに含む、請求項53から62のいずれかの項に記載の電析浴。
- 前記堆積物が、機能的または装飾的なクロム堆積物である、請求項1から9のいずれかの項に記載の結晶質クロム堆積物。
- 前記堆積物が、機能的または装飾的なクロム堆積物である、請求項10から12のいずれかの項に記載の物品。
- 前記方法が、機能的または装飾的なクロム堆積物を析出させる、請求項13から47のいずれかの項に記載の方法。
- 前記有機添加剤が、ギ酸またはその塩、アミノ酸、またはチオシアン酸塩の1以上でである、請求項13から47のいずれかの項に記載の方法。
- 前記窒素源が、水酸化アンモニウムまたはその塩、1級、2級、または3級アルキルアミンを含み、該アルキル基がC1−C6アルキル、アミノ酸、ヒドロキシアミン、または多価アルカノールアミンであり、該窒素源中のアルキル基がC1−C6アルキル基を含む、請求項63に記載の電析浴。
- 窒素源をさらに含む、請求項13から47のいずれかの項に記載の方法。
- 前記窒素源が、水酸化アンモニウムまたはその塩、1級、2級、または3級アルキルアミンを含み、該アルキル基がC1−C6アルキル、アミノ酸、ヒドロキシアミン、または多価アルカノールアミンであり、該窒素源中のアルキル基がC1−C6アルキル基を含む、請求項69に記載の方法。
- 前記浴および/または堆積物が、硫黄または硫黄化合物の代わりに、または硫黄または硫黄化合物に加えて、セレンまたはテルルあるいは両方の混合物を含む、前記いずれかの請求項に記載の方法。
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