TWI228547B - Composite plating method - Google Patents

Description

1228547 A7 B7 五、發明說明（1 ) 本發明係有關形成微粒粉 镀方法。謀^丄 物禾與金屬之複合膜的複合電 评§之，本發明是有關控制微粒粉末含有量之福 合電鍍膜的新形成方法。 #末3有里之複 i前技術 粉末知方法’係將氧化銘或碳化”之微粒 二:：：到金屬電鍍浴t，將此等微粒 共析之電鍍法。 剪丁從 由此方法所得之複合電錢 ⑴提㈣磨耗性，⑴提果包括 性（、4)變化表面外觀，（5)提高機能特性等。 際上為了滿足如此之用， 、 微粒粉末的含有率。㈣儘了-地能提高金屬中之 變更St複合電鍍法中’為了分散微粒粉末、或為了 變更表面電何而添加界面活性劑，然後在持續授掉進 鍍。然而，添加界面活性劑雖然可以提高 之含有率到某一兹洚加|立 缚丫儆祖杨末 有一定之限度。其原因 因為在電鑛過程中，電鑛析出之微粒粉 =活性劑而將其殘留下來，因而妨害其它微粒粉末之析 目則為止，有關此界面活性劑添之問題在於苴 高達某-程度以上時，很難再提高微粒粉末之比；:、 題直無法克服。 (請先閱讀背面之注意事 T" I 丨 · I I 項本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明所免解決之謖韻

本紙張尺度朝t國®緖準（CNS)A4規格⑵〇 X 297公釐） 312405 1 1228547 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 ). 因此’本發明為提 捉供解决上述之課題，而提供 高微粒粉末含有量之複合 後口冤錢臈的形成方法。亦即， 明係提供一種複合電鍍方、、表 ^ '，/、特徵為將含有無機或有機 非水溶性微粒粉末和且有芸 有機 不，、有方香族偶氮化合物殘基的 面活性劑分散於水媒體中而沃t u ’鼠界 苄體中而添加到金屬電鍍浴中進行雷 解’藉此而形成上述微粒粉末與金屬之複合電鑛金屬膜 又’本發明亦提供藉由此方法所形成之複合電鍍膜。 圖式說明 胰 第…表示電鑛浴中SlC添加量與SiC析出量 例示圖。 第2圖表示電鍍浴中AZTAB之添加量與⑽析出量 之關係例示圖。 第3圖表示電鍍浴中溫度與SiC析出量之關係例示 圖。 第4圖表示電流密度與Sic析出量之關係例示圖。 第5圖為實施例i中相關複合膜之電子顯微鏡相片。 第6圖為實施例2中相關複合膜之電子顯微鏡相片。 發明之實施形態 本發明是具有如上述之特徵者，以下為有關本發明之 實施形態之說明。 本發明之特點在於將無機或有機非水溶性微粒粉末在 金屬電鍍膜中之含有量提高至超過以往之限度，解決此課 題之方法在於使用藉還原作用而會失去做為界面活性劑活 性之偶氮苯修飾之界面活性劑’將此界面活性劑與微粒粉 (請先閱讀背面之注意事項本頁) ·

表紙張尺度適用中-風國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 2 312405 1228547 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3) 末同時添加到金屬雷辦:、、欠A h 屬電鍍/合中，在金屬離子還原的同時，此 界面活性劑亦受到摄盾 ^ K ^ J遇原而自微粒粉末表面脫著，因而可容 易地達成微粒粉末與金屬 .,^ 屬一起在基板表面共析出目的，因 而解決以往之問題。 M 肖氮苯修飾之界面活性劑的特徵雖是有芳香族偶氮化 a物殘基，但此芳香族偶I化合物殘基較好為具有界面活 性劑之疏水性部分者為宜。 做為界面活性劑之構成者可為非離子性、陽離子性、 陰離子性、或兩性之界面活性劑中之任一種。又，芳香族 偶氮化合物殘基係在偶氮基上具有苯環或是具有取代基之 此等化合物，亦考慮具有萘環等者。 又，偶氮苯修飾之界面活性劑亦可適當地合併使用2 種以上。 上述本發明中所用之微粒粉末可使用通常用在複合電 鑛中者，例如 Al2〇3、Cr2〇3、Fe2〇3、Ti02、Zr02、Th02、 Si02、Ce02、Be02、Mg〇、CdO、鑽石、SiC、TiC、WC、 VC、ZrC ' TaC、Cr3C2、B4C、BN、ZrB2、TiN、Si3N4、 WSi2、MoS、WS2、CaF2、BaS04、SrS04、ZnS、CdS、TiH2、 NbC、Cr3B2、U02、Ce02、氟化石墨、石墨、玻璃、高嶺 土、剛玉’再者’也可以使用色素等。例如做為具體之色 素例子，可例舉如「染料便覽」丸善，1970年7月20日 發行之839至878頁所例舉之C.I. Solvent Yellow—2、 C.I · Solvent Red 3等之油溶性染料，「染料便覽」之987 至 1109 頁，「Color Chemical 事典」CMC，1988 年 3 月 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 312405 (請先閱讀背面之注意事項j

本頁) 訂·· .¾ 1228547 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 ) 曰發行，所例舉的C.I，Pigment blue— 15等之有機顏料， 或「Color Chemical事典」542至591頁所列舉之電子用 色素、記錄用色素、環境色用色素、照像用色素、能源用 色素中之疏水性化合物等。再者，水不溶之聚合物，例如 可列舉者如PTFE、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚胺、 聚丙烯腈、聚吡咯、聚苯胺、乙酸纖維素、聚醋酸乙烯、 聚乙烯醇縮丁醛、或是共聚合物（甲基丙烯酸甲酯與甲基丙 烯酸之聚合物）。又，也可使用此等微粒粉末中之一種或二 種以上之混合物。 再者’本發明方法中使用之電解電鍍浴可使用一般金屬 電鍍中使用者，例如，可例舉在通常之電解電鍍浴使用者， 例如鎳、鋼、辞、錫、鉛、鉻、金 '銀、及此等合金等之 電鍍浴。 複合電鍍時之溫度通常為室溫至6〇t，亦可為更高之 溫度’又’電解電鍍浴之pH值較好在3以下。 界面活性劑之濃度、微粒子之量改變時，可以改變複合 電鑛膜中之微粒子之含有率。 以下’使用瓦特浴以具體例示來說明。瓦特浴之組成 為，例如，NiS04 · H2〇 300g/ i、Nicl2 · h2〇 6〇g/M、 H3B〇4 40g/ 1、NaH2P〇4 5g/ 1。在此瓦特浴中使用偶氮界 面活性劑，以超音波處理使矽化碳（sic)均一分散。在此電 鍍液中，以鎳板作為對極、以3 〇 em2之基板作為陰極， 一面授拌一面進行定電流電解3()分鐘，而進行複合電鍍。 偶氮界面活性劑可為例如是下式之AZTAB， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐）-' -- 312405 (請先閱讀背面之注意事項'

1228547 A7 B7 五、發明說明（5)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 或下式之AZTAB2，H5C2<^N=N(^K>C2Hrf5f(CH3)3, Βί 第1圖是在ΑΖΤΑΒ之添加量為lg/卜電流密度為1〇Α /dm2、電解時間為30分鐘' 浴溫為50°C之條件下，電鐘 浴中SiC之添加量與電著層中SiC在析出層中之含量的關 係。自第1圖可知，於SiC 10 g/1時SiC之共析量為最大， 此值為50·4體積％。 第2圖是在SiC之添加量為10 g/卜電流密度為1〇Α /dm2、電解時間為30分鐘、浴溫為5(rc之條件下，電艘 浴中芳香族偶氮修飾界面活性劑（AZTAB)之添加量與電著 層中SiC在析出層中之含量的關係。由第2圖可知，sic 之最大共析量限界為50·4體積％。 第3圖是在SiC之添加量為l〇g/卜ΑΖΤΑΒ之添加量 為1 g/ 1、電流密度為10A/ dm 2 '電解時間為30分鐘之 條件下’浴溫與電著層中SiC在析出層中之含量的關係。 由第3圖可知，在40°C以上時幾乎為固定值。 第4圖是在SiC之添加量為i〇g/卜AZTAB之添加量 為1 g/1、電解時間為30分鐘' 浴溫為5〇t之條件下，電 流密度與電著層中SiC在析出層中之含量的關係。由第4 圖可知’在電流密度為1 〇A/ dm2以上時幾乎為固定值。 (請先閱讀背面之注意事項'

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本紙張尺度適用、中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱） 312405 1228547 A7 五、發明說明（6 ) 由此等之試驗結果可知’藉由使用芳香族偶氮修飾界面 活性劑，在添加10g/l之少量Sic時亦可塑 了力J 1作出擁有高Si c析出量之複合膜。在使用未經芳香族 万赏狹偶虱修飾之界面活

性劑時，通常，在製作擁有如此高之S1C析出量的複1 時’必須使用含有非常多S1C之電鑛浴，例如在製作S1C 48.12體積％之複合膜時，SlC之含量必須為6〇〇g/ 1 ( R F

Ehrsam，U.S. Patent, 4043878，1977) 〇 以下’以實施例進-步詳細說明本發明，當然，本發明 之範圍並不限定於以下之例子而己。 實施例 實施例1 將〇·4克SiC與20 mg上述之AZTAB添加到5〇⑹之 含有 Νβ04Η20 15g、NiCl2H20 3g、H3B〇4 2g、及 NaH2p〇4 0.25g之PH1(鹽酸調整）的水溶液中，以超音波處理調整電 鍍液。於此電鍍液中，以鎳板作為對極，以3 〇 cm2之鋼 板作為陰極，於50°C、lOAdm—2下進行定電流電解3〇分 鐘之複合電鑛。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由EDX測得所得複合電鍍膜中之Sic含有量為5〇 體積％，第5圖為所得複合薄膜之電子顯微鏡相片。 實施例2 將〇·5克SiC與20mg之AZTAB添加到之含有 Νβ04 · H20 15g、NlCl2 · h2〇 3g、h3B〇4 2g、及 NaH2p〇4 0.25g之PH1(鹽酸調整）的水溶液中，以超音波處理調整電 鍍液。於此電鍍液中，以鎳板作為對極，以3 〇 cm2之鋼 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 312405 1228547 經 濟 部 智 慧 財 產 局 A7 五、發明說明（7 ) 板作為陰極’於5 0 °C、1 0 Adm — 2下進行定電流電解3 0分 鐘之複合電鍍。 由EDX測得所得複合電鍍膜中之sic含有量為50.37 體積％ ’第6圖為所得複合薄膜之電子顯微鏡相片。 實施例3 將0.75克SiC與175 mg上述之AZTAB2添加到50 ml 之含有 mso, · H20 15g、Nlci2 · H2〇 3g、h3b〇4 2g、及 NaH2P〇4〇.25g之PH1(鹽酸調整）的水溶液中，以超音波處 理調整電鍍液於在此電鍍液中，以鎳板作為對極，以3 〇 cm2之銅板作為陰極，於5(TC、10Adm-2下進行定電流電 解30分鐘之複合電鍍。 由EDX測得所得複合電鍍膜中之夕人 體積。/。。 〜有量為62.4 發明之效果 如上詳細說明所述，依照本發明方法 金屬 含有遠超過以往最高極限之極高比率的微教〜^緞暝中 提供在實用上具有優異特性之複合電鍍金屬^ 。由此能 (請先閱讀背面之注意事 1 --- 本頁) ------訂---------I .

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Claims (1)

1. 本Γ、泉

   第90105087號專利申請案 申請專利範圍修正本 1· 一種複人帝細 （93年3月12日） 機^; 法，其特徵t將非水溶性之無機或有 、/"、立粉末和具有芳香族偶氮化合物殘基的偶氮界 面=!·生^刀散於水媒體中而添加到金屬電鑛浴中進行 二解藉此而形成上述微粒粉末與金屬之複合電鍍金屬 膜。 申明專利範圍第1項之複合電鍍方法，其中，偶氮界 面活性劑係以下分子式[I]或[II]之任一者 — 〔I〕

   OC2H4N+(CH3)3.Br· C4H9—<^^—N=N C2H5

   OC2H4N+(CH3)3-Br 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 1 (修正本）312405 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )A4規格（210 X 297公發)