TWI779884B - 無硼電鍍添加劑及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種電鍍添加劑，包括至少一種羧酸以及至少一種上述羧酸的鹼金屬鹽。該羧酸包括2-羥基苯甲酸、2,3-二羥基丁二酸、2-羥基丙酸、2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸、2-羥基丁二酸、己二酸、2-羥基乙酸或其組合。此電鍍添加劑不包含硼。 本發明亦提供一種包含上述電鍍添加劑的電鍍液以及使用該電鍍液鍍鎳的方法。

Description

無硼電鍍添加劑及其使用方法

本發明關於一種電鍍添加劑，特別是指一種不含硼的電鍍添加劑，可用於鍍鎳製程當中。

純鎳具有相當高的化學活性，表面可快速地跟氧氣反應形成一層保護性的氧化物，進而保護內層的金屬鎳不被氧化，故具有很強的抗腐蝕性，可應用在表面處理技術之中。鎳作為鍍材被廣泛的使用在裝飾與工業用途。

鍍鎳的鍍浴（電鍍液）中，最常用的為瓦特鎳鍍浴，成分包含了硫酸鎳、氯化鎳與硼酸，可參考1923年美國專利US 1,504,206 A。硫酸鎳提供電鍍中所需的鎳離子（陽離子）。氯化鎳可改善陽極溶出、避免陽極鈍化以及提高導電率。硼酸為添加劑，作為弱緩衝液穩定電鍍過程中的pH波動，提高鍍膜的光澤度、平滑度和柔韌性。使用瓦特鎳鍍浴電鍍的電流密度通常控制在0.5-3 A/dm ²的範圍內。

當鍍液老化需要更換時，鍍液中的鎳金屬會被充分回收，但硼酸的回收過程昂貴，當作廢水排放則會造成環境上的破壞，例如導致水生生物生長與生育障礙。隨著環保意識的興起，各國紛紛通過更為嚴格的環境法規，例如歐洲化學總署（ECHA）已將硼酸列入高度關切物質（SVHC）的候選清單，台灣的環保署法規也已規定硼放流水標準為1 ppm以下。

目前含硼廢水的處理方法多為化學沈澱法與樹脂吸附法，兩者方式皆可將硼轉變為固體，產生含硼的固體廢棄物，但仍對環境具有不良影響。因此，如何從源頭替代硼酸的使用成為電鍍領域的重要課題。

現今市面上已有採用醋酸代替硼酸的無硼添加劑，然而其電鍍效果大多不佳，容易產生粗糙且光澤度不佳的鎳鍍層。此外，醋酸添加量大時會有強烈臭味，使工作環境惡劣。

為解決上述問題，本發明提供一種無硼電鍍添加劑，可應用於各種鍍鎳系統之中，且具有廣泛的電流操作密度，可獲得高品質之鍍膜。

根據本發明之一實施例，提供一種電鍍添加劑，包括至少一種羧酸以及至少一種上述羧酸的鹼金屬鹽。該羧酸包括2-羥基苯甲酸、2,3-二羥基丁二酸、2-羥基丙酸、2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸、2-羥基丁二酸、己二酸、2-羥基乙酸及其組合。其中該電鍍添加劑不包含硼。

一實施例中，上述羧酸的鹼金屬鹽包括2-羥基苯甲酸鈉/鉀、2,3-二羥基丁二酸鈉/鉀、2-羥基丙酸鈉/鉀、2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸鈉/鉀、2-羥基丁二酸鈉/鉀、己二酸鈉/鉀、2-羥基乙酸鈉/鉀及其組合。

一實施例中，上述電鍍添加劑至少包括2種不同羧酸以及至少包括2種不同羧酸的鹼金屬鹽。

一實施例中，該羧酸的鹼金屬鹽含量介於40-90重量%，以該電鍍添加劑的總重為基準。

一實施例中，該羧酸與該羧酸的鹼金屬鹽之重量比率介於1:9至6:4。

一實施例中，上述電鍍添加劑係用於鍍鎳製程中。

一實施例中，該羧酸不包含醋酸。

根據本發明之另一實施例，提供一種鍍鎳電鍍液，包括水、鎳離子來源；以及上述電鍍添加劑。其中該鍍鎳電鍍液的pH值介於1-6之間，且該鍍鎳電鍍液不包含硼。

一實施例中，該鎳離子來源包括檸檬酸鎳、氯化鎳、硫酸鎳及氨基磺酸鎳。

一實施例中，該鍍鎳電鍍液中羧酸的濃度為0.05-100 g/L，較佳為0.15-35 g/L，以鍍鎳電鍍液的總容量為基準。

一實施例中，該鍍鎳電鍍液中該羧酸的鹼金屬鹽濃度為0.05-100 g/L，較佳為0.1-35 g/L，以鍍鎳電鍍液的總容量為基準。

根據本發明再一實施例，提供一種電鍍鎳的方法，包括： 於一電鍍槽內加入上述鍍鎳電鍍液； 將一待鍍物放入該電鍍槽內，該電鍍槽的溫度控制在20-80 ℃；以及 通入直流電使該電鍍槽內的電流密度達到0.1-30 A/dm ²。

一實施例中，上述電鍍槽的電流密度控制在10-25 A/dm ²。

為使對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明。

本實施例中使用的術語係為了描述具體實施方式，其並不限制本發明僅包括該等示例性實施方式。除非上下文另外清楚地指明，本實施例中單數形式（如「一個」、「一種」及「一」）同樣包括複數形式。

術語「包含」、「包括」為開放性連接詞，指明存在所述元件或步驟但並不排除存在或附加有一或多個其他的元件或步驟。然在本實施例中以措辭「包含」、「包括」描述時，亦表示同時提供以「由…組成」及/或「基本上由…組成」等封閉式、半開放式連接詞加以描述的實施例。

本實施例中在諸如「A及/或B」之片語中所使用之術語「及/或」意欲包括「A及B」、「A或B」、「A（單獨）」及「B（單獨）」。

本實施例使用的電鍍添加劑包括至少一種羧酸以及至少一種羧酸的鹼金屬鹽。

羧酸（Carboxylic acid）為有機酸的一種，是帶有羧基的有機化合物，通式為R-COOH。本實施例使用的羧酸包括： 2-羥基苯甲酸

； 2,3-二羥基丁二酸

； 2-羥基丙酸

； 2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸

； 2-羥基丁二酸

； 己二酸

；及 2-羥基乙酸

。可選用上述一種以上的羧酸。

本實施例使用羧酸的鹼金屬鹽為羧酸的鈉鹽或鉀鹽，包括2-羥基苯甲酸鈉、2-羥基苯甲酸鉀、2,3-二羥基丁二酸鈉、2,3-二羥基丁二酸鉀、2-羥基丙酸鈉、2-羥基丙酸鉀、2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸鈉、2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸鉀、2-羥基丁二酸鈉、2-羥基丁二酸鉀、己二酸鈉、己二酸鉀、2-羥基乙酸鈉以及2-羥基乙酸鉀。不同種類的羧酸與羧酸鹽可以混搭，例如使用A羧酸配合B羧酸鹽。然添加相同種類的羧酸與羧酸鹽，可取得更佳的緩衝溶液效果。

本實施例的電鍍添加劑所使用的羧酸不包括醋酸，且組成成分不包含硼、硼酸及/或硼酸鹽。

本實施例以上述的鍍鎳電鍍液進行電鍍鎳，其方法包括下列步驟： (1)於一電鍍槽內加入上述鍍鎳電鍍液； (2)將一待鍍物放入該電鍍槽內，該電鍍槽的溫度控制在20-80 ℃，較佳為40-70℃；以及 (3)通電使該電鍍槽內的電流密度達到0.1-30 A/dm ²，較佳為1-25 A/dm ²，更佳為10-25 A/dm ^2­­（高電流密度區） ^­­。較佳為通入直流電。 實施例 1 ：電鍍添加劑之配製

下表1提供本發明10種不同電鍍添加劑組合的成分與含量比例： 表1  本發明實施例之電鍍添加劑組合的成分與含量比例（單位：重量%）

	羧酸	羧酸的鹼金屬鹽
2-羥基苯甲酸	2,3-二羥基丁二酸	2-羥基丙酸	2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸	2-羥基丁二酸	己二酸	2-羥基乙酸	2-羥基苯甲酸鈉	2,3-二羥基丁二酸鈉	2-羥基丙酸鈉/鉀	2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸鈉	2-羥基丁二酸鈉	己二酸鈉	2-羥基乙酸鈉
組合1	5			5				45			45
組合2	5			5	10			20			15	45
組合3	10		10	10	10			15		15	15	15
組合4	10	20		10	10			10	20		10	10
組合5	10	20	10	10	10			5	15	10	5	5
組合6				5			5				45			45
組合7				5		10	5				15		45	20
組合8			10	10		10	10			15	15		15	15
組合9		20		10		10	10		20		10		10	10
組合10		20	10	10		10	10		15	10	5		5	5

表1中的羧酸的鹼金屬鹽係以羧酸的鈉鹽為例，然實際應用時亦可使用羧酸的鉀鹽，其添加量與鈉鹽相同。

本實施例中，羧酸與該羧酸的鹼金屬鹽之重量比率介於1:9至6:4。 實施例 2 ：鍍鎳電鍍液（鍍浴）的配製與電鍍樣品之外觀比較

本實施例的電鍍添加劑係用於鍍鎳製程中，為一種改良式的瓦特鎳電鍍浴。習知瓦特鎳電鍍浴的組成包括水、鎳離子來源，以及電鍍添加劑（硼酸）。鎳離子來源包括檸檬酸鎳、氯化鎳、硫酸鎳及氨基磺酸鎳。

本實施例的改良式瓦特鎳電鍍浴以實施例1的電鍍添加劑代替硼酸，最終配製完成之鍍鎳電鍍液的pH值介於1-6之間，較佳為2.0-5.5之間。且鍍鎳電鍍液中羧酸的濃度為0.05-100 g/L，較佳為0.15-35 g/L，以鍍鎳電鍍液的總容量為基準。鍍鎳電鍍液中該羧酸的鹼金屬鹽濃度亦為0.05-100 g/L，較佳為0.5-50 g/L，以鍍鎳電鍍液的總容量為基準。

以下介紹如何將表1的電鍍添加劑配製成鍍鎳電鍍液，並與習知的瓦特鎳電鍍浴（watt bath）比較，其結果列於表2。

表2  本發明實施例的電鍍液配製比例及電鍍樣品外觀比較

組成	鎳離子來源	六水合硫酸鎳（g）/ 氨基磺酸鎳(mL)	六水合氯化鎳（g）	電鍍添加劑	電鍍添加劑含量（g）	高電流密度區(＞15 ASD)外觀	高電流密度區描述
比較例1（瓦特浴）	六水合硫酸鎳、六水合氯化鎳	450	15	硼酸	30	╳	白霧
比較例2（無硼瓦特浴）	450	15	無		╳	白霧、燒焦
實例1-1	450	15	組合1	12	◎	均勻鍍層外觀
實例1-2	450	15	組合2	12	◎	均勻鍍層外觀
實例1-3	450	15	組合3	12	◎	均勻鍍層外觀
實例1-4	450	15	組合4	12	○	均勻鍍層外觀
實例1-5	450	15	組合5	12	Δ	均勻鍍層外觀
實例2-1	氨基磺酸鎳、六水合氯化鎳	550	15	組合6	1.65	◎	均勻鍍層外觀
實例2-2	550	15	組合7	1.65	◎	均勻鍍層外觀
實例2-3	550	15	組合8	1.65	◎	均勻鍍層外觀
實例2-4	550	15	組合9	1.65	○	均勻鍍層外觀
實例2-5	550	15	組合10	1.65	Δ	均勻鍍層外觀

*高電流密度區外觀評比：◎優良、○佳、Δ可、╳差

本實施例係使用哈氏槽（Hull Cell Testing）加入表2中的電鍍液進行電鍍，並比較電鍍樣品之外觀。然電鍍方式並不限定於哈氏槽，而可應用在各種鍍鎳製程中。 比較例 1

比較例1之電鍍液為傳統的瓦特浴，係將六水合硫酸鎳、六水合氯化鎳以及電鍍添加劑（硼酸）依表2的比例混合後，補水至1公升配製而成。配製完成之電鍍液的鎳離子濃度約為103 g/L，氯離子濃度約為4.5 g/L。表2中的所有電鍍液配製完成後皆有相同的鎳離子/氯離子濃度，以便後續比較。

將比較例1之電鍍液放置在哈氏槽內，陽極擺放金屬鎳板，陰極放上黃銅。電鍍期間，採用磁石旋轉攪拌電鍍液，轉速控制在200 rpm，pH值為3.6，鍍浴溫度為40℃。通以直流電，電流控制在3安培，進行電鍍為3分鐘。電鍍完成後，將黃銅片移出哈氏槽，並使用去離子水充分水洗後並乾燥去除水分。哈氏槽測試樣品外觀如圖1所示，測試片上的鎳鍍層在高電流密度區（電流密度大於15 A/dm ²，左側紅圈處）時出現鍍層發白的現象，產生亮度上的差異，顯示出不均勻且不規則的鍍層。在電流密度小於15 A/dm ²的部分，則鍍層均勻且規則，都呈現一致性的光亮鍍層。 比較例 2

比較例2的電鍍液未添加硼酸作為添加劑，其餘組成與比較例1的瓦特浴相同。將比較例2的電鍍液放置在哈氏槽內，陽極擺放金屬鎳板，陰極放上黃銅。電鍍期間，採用磁石旋轉攪拌，轉速控制在200 rpm，pH值為4.1，鍍浴溫度為55℃。通以直流電，電流控制在3安培，進行電鍍3分鐘。電鍍完成後，將黃銅片移出哈氏槽，並使用去離子水充分水洗後並乾燥去除水分。哈氏槽測試樣品外觀如圖2所示。測試片上的鎳鍍層在左側邊緣電流密度大於15 A/dm ²(ASD)的高電流密度區，因鍍層顆粒粗大的結晶造成鍍層發黑，並且有明顯的色澤不均勻的現象。在電流密度區大於1.5 ASD（紅圈處）也出現明顯的亮度上的差異，顯示出不均勻且不規則的鍍層。在其餘電流密度小於1.5 ASD的部分，鍍層均勻且規則，都呈現一致性的光亮鍍層。

比較例1及2顯示添加硼酸在傳統瓦特浴中的重要性，若無添加硼酸，則只能以較低的電流密度進行電鍍，方能獲得較好的成品。 實例 1-1 至 1-5

將實例1-1的電鍍液放置在哈氏槽內，陽極擺放金屬鎳板，陰極放上黃銅。電鍍期間採用磁石旋轉攪拌，轉速控制在200 rpm，pH值為3.6，鍍浴溫度為60℃。通以直流電，電流控制在3安培，進行電鍍為3分鐘，電鍍完成後，將黃銅片移出哈氏槽，並使用去離子水充分水洗後並乾燥去除水分。哈氏槽測試樣品外觀如圖3所示。測試片上的鎳鍍層均勻且規則，都呈現一致性的光亮鍍層。與比較例1、2相比，在高電流密度區（紅圈處）呈現均勻並且亮度一致的鍍層，沒有出現顆粒粗大與色澤不勻的外觀。

使用與電鍍液實例1-1相同的樣品製備程序，完成電鍍液實例1-2、實例1-3、實例1-4與實例1-5的樣品製備，其結果整理於表2。肉眼無法看見，或幾乎看不見粗化鍍層結晶的實例1-1至1-3，評比為◎優良；實例1-4的高電流密度區的邊緣，發現少量的粗化鍍層結晶，評比為○佳；實例1-5在高電流密度區發現的粗化鍍層結晶更多，評比為Δ可。綜合評比，實例1-1至實例1-5在高電流密度區的外觀明顯優於比較例1、比較例2，基本呈現均勻的鍍層外觀。

本發明實施例的無硼電鍍添加劑，在高電流密度區仍可得到具光澤並且均勻的鎳鍍層，效果甚至勝於傳統添加硼酸的瓦特浴（比較例1）。由於在高電流密度區仍可正常工作，可使用更高工作電壓，加速鍍鎳製程。 實例 2-1 至 2-5

實例2-1至2-5的電鍍液使用氨基磺酸鎳作為鎳離子來源。將實例2-1的電鍍液放置在哈氏槽內，陽極擺放金屬鎳板，陰極放上黃銅。電鍍期間採用磁石旋轉攪拌，轉速控制在200 rpm，pH值為4.3，鍍浴溫度為65℃。通以直流電，電流控制在3安培，進行電鍍為3分鐘，電鍍完成後，將黃銅片移出哈氏槽，並使用去離子水充分水洗後並乾燥去除水分。哈氏槽測試樣品外觀如圖4所示。測試片上的鎳鍍層均勻且規則，都呈現一致性的光亮鍍層。與比較例1及2相比，在高電流密度區仍呈現均勻並且亮度一致的鍍層，沒有出現顆粒粗大與色澤不勻的外觀。

使用與電鍍液實例2-1相同的樣品製備程序，完成電鍍液實例2-2、實例2-3、實例2-4與實例2-5的樣品製備，其結果亦整理於表2。實例2-1至2-3無法看見，或幾乎看不見粗化鍍層結晶，評比為◎優良；實例2-4的高電流密度區的邊緣，發現少量的粗化鍍層結晶，評比為○佳；實例2-5在高電流密度區發現的粗化鍍層結晶更多，評比為Δ可。綜合評比下，實例2-1至實例2-5在高電流密度區的外觀皆優於比較例1、比較例2，基本呈現均勻的鍍層外觀。

實例2-1至2-5證明本發明之電鍍添加劑不僅能使用於以硫酸鎳為鎳離子主要來源的電鍍液中，亦可使用在以氨基磺酸鎳為鎳離子主要來源的電鍍液。 實施例 3 ：電鍍添加劑添加量與電流效率之比較

本實施例中，固定2種無硼電鍍添加劑（組合3及組合7），分別製成硫酸鎳以及氨基磺酸鎳電鍍浴，並比較電鍍添加劑的添加量與陰極電流效率之間的關係，其結果如表3所示。

表3 電鍍添加劑添加量與電流效率之比較

組成	六水合硫酸鎳(g)	氨基磺酸鎳(mL)	六水合氯化鎳(g)	電鍍添加劑	電鍍添加劑含量(g)	陰極電流效率(%)
實例3-1	450		15	組合3	1.5	99.1
實例3-2	450		15	組合3	6	99.4
實例3-3	450		15	組合3	12	98.7
實例3-4	450		15	組合3	25	95.8
實例3-5	450		15	組合3	50	87.3
實例3-6		550	15	組合7	1.65	98.4
實例3-7		550	15	組合7	6.6	99.1
實例3-8		550	15	組合7	13.2	99.1
實例3-9		550	15	組合7	27.5	93.2
實例3-10		550	15	組合7	55	85.0

*操作電流5安培，反應時間1分鐘 實例 3-1 至 3-5

實例3-1至3-5為硫酸鎳電鍍液，而電鍍添加劑固定為組合3，但添加重量不同，最終補水至1L。由於每個實例的電鍍操作電流（5安培）及操作時間（1分鐘）皆相同，通過的電荷總量亦相同。秤取電鍍反應前的黃銅片重量以及反應後的黃銅片重量，可獲得反應前後的重量增加量。該重量增加量除以理論值的鍍鎳重量，即可得到陰極電流效率。

由表3可知，實例3-1至3-5中所獲得的最佳陰極電流效率高達99.4%。然當添加劑含量過高時，反而會造成陰極電流效率下降。因此電鍍添加劑的濃度可控制在1.5-50 g/L，較佳為1.5-25 g/L，更佳為1.5-12 g/L（可達98%以上的陰極電流效率）。 實例 3-6 至 3-10

實例3-6至3-10為氨基磺酸鎳電鍍液，而電鍍添加劑固定為組合7，但添加重量不同，最終補水至1L。同樣地，由於每個實例的電鍍操作電流（5安培）及操作時間（1分鐘）皆相同，通過的電荷總量亦相同。秤取電鍍反應前的黃銅片重量以及反應後的黃銅片重量，可獲得反應前後的重量增加量。該重量增加量除以理論值的鍍鎳重量，即可得到陰極電流效率。

由表3可知，實例3-6至3-10中所獲得的最佳陰極電流效率高達99.1%。然當添加劑含量過高時，反而會造成陰極電流效率下降。因此電鍍添加劑的濃度可控制在1.65-55 g/L，較佳為1.67-27.5 g/L，更佳為1.65-13.2 g/L（可達98%以上的陰極電流效率）。 實施例 4 ：不同鎳離子來源的陰極電流效率比較

表4比較本發明實施例之電鍍添加劑，在不同鎳離子來源下的陰極電流效率。其中當在硫酸鎳系統中，採用組合2的無硼電鍍添加劑（實例4-1至4-3）；在氨基磺酸鎳系統中則採用組合8的無硼電鍍添加劑（實例4-4至4-6），配製時皆同樣補水至1L。

表4 不同鎳離子來源的陰極電流效率

	鎳離子總量(g)	氯離子總量(g)	六水合硫酸鎳(g)	六水合氯化鎳(g)	氨基磺酸鎳(mL)	檸檬酸鎳(g)	電鍍添加劑	電鍍添加劑含量(g)	陰極電流效率(%)
實例4-1	115	4.5	450	15			組合2	12	98.8
實例4-2	102	4.5	300	15		100	組合2	12	99.6
實例4-3	118	4.5	300	15		150	組合2	12	98.4
實例4-4	103	4.5		15	550		組合8	13.2	98.4
實例4-5	108	4.5		15	400	100	組合8	13.2	99.5
實例4-6	123	4.5		15	400	150	組合8	13.2	98.3

*操作電流5安培，反應時間1分鐘

同樣地，由於每個實例的電鍍操作電流（5安培）及操作時間（1分鐘）皆相同，通過的電荷總量亦相同。秤取電鍍反應前的黃銅片重量以及反應後的黃銅片重量，可獲得反應前後的重量增加量。該重量增加量除以理論值的鍍鎳重量，即可得到陰極電流效率。

在實例4-1至4-3的硫酸鎳系統中，當鎳離子來源部分為檸檬酸鎳時，陰極電流效率高達99.6%。但當檸檬酸鎳的含量繼續增加達150 g時，陰極電流效率反降低為98.4%。

此狀況也發生在實例4-4至4-6的氨基磺酸鎳系統中，當鎳離子來源部分來自檸檬酸鎳時，陰極電流效率高達99.5%。但當檸檬酸鎳的含量繼續添加達150 g時，陰極電流效率降低為98.3%。

故檸檬酸鎳的添加有助於陰極電流效率的提升，然添加過多反而會造成陰極電流效率下降。根據上述實施例4-1至4-6，檸檬酸鎳的添加量可為0-150 g/L，較佳為0-100 g/L。 實施例 5 ：不同電鍍添加劑的表面平整度比較

根據下表5的比例（電鍍液皆補水至1L），配製含有本發明之電鍍添加劑組合1的硫酸鎳電鍍液（實例5-1、5-2）以及含有本發明之電鍍添加劑組合6的氨基磺酸鎳電鍍液（實例5-3、5-4）。

將樣品放置在哈氏槽內，依照表5內的組成配置鎳鍍浴，陽極擺放金屬鎳板，陰極放上黃銅。電鍍期間，採用磁石旋轉攪拌，轉速控制在200 rpm，鍍浴溫度為50℃。通以直流電，電流控制在3安培，進行電鍍3分鐘，電鍍完成後，將黃銅片移出哈氏槽，並使用去離子水充分水洗後並乾燥去除水分。並在1 ASD處取樣，取樣尺寸為9mm ²的大小，放置在專用的載台上。電子顯微鏡採用型號JEOL 6500F，並在2000倍率下觀察樣品，SEM照片請參圖5至圖9，結果記錄於表5。

表5 使用不同電鍍液樣品的平整度比較

組成	鎳離子總量(g)	氯離子總量(g)	六水合硫酸鎳(g)	氨基磺酸鎳(mL)	檸檬酸鎳(g)	六水合氯化鎳(g)	電鍍添加劑	電鍍添加劑含量(g)	SEM表面平整度
比較例1	102	4.5	450			15	硼酸	30	╳
實例5-1	102	4.5	450			15	組合1	12	Δ
實例5-2	103	4.5	300		100	15	組合1	12	○
實例5-3	108	4.5		550		15	組合6	13.2	Δ
實例5-4	123	4.5		400	100	15	組合6	13.2	○

圖5為比較例1的SEM照片，可觀察到比較例1樣品的表面有許多深深淺淺的紋路，表面平整度記錄為差╳。實例5-1在原有的硫酸鎳電鍍浴中加入本發明組合1的無硼電鍍添加劑，添加量為12 g，其表面雖仍存在條紋，但單位面積的條紋數量較比較例1為低，獲得較好的表面平整度（圖6），記錄為可Δ。實例5-2同樣使用組合1的無硼電鍍添加劑，但採用檸檬酸鎳部分取代原本的硫酸鎳，則可獲得更佳的表面平整度（圖7），記錄為○佳。在2000倍下的電子顯微鏡下，實例5-2的表面形貌非常的平滑，將原本深淺的紋路都填平，改善了原有的平整度。實例5-3在原有的氨基磺酸鎳採用本發明組合6的無硼電鍍添加劑，添加量為13.2 g，其表面雖仍存在條紋，但單位面積的條紋數量亦低於比較例1，獲得一個中等平整度的表面（圖8），記錄為可Δ。在實例5-4時，同樣採用檸檬酸鎳部分取代原本的氨基磺酸鎳，則單位面積條紋數量大幅降低，獲得更佳的表面平整度（圖9），記錄為○佳。藉由加入本發明的無硼電鍍添加劑與檸檬酸鎳，所獲得的鍍鎳層有更平整的表面與更少的高低凹痕，明顯提升表面平整度。

如上所述，使用本發明實施例的無硼電鍍添加劑進行電鍍鎳，其成品較使用硼酸作為添加劑的傳統電鍍液具有更良好的表面形貌。電鍍製程相較於傳統瓦特浴具有更優越的陰極電流效率，且可在較高電流密度區域（10 A/dm ²以上區域，較佳為10-25 A/dm ²）良好運作。此外，本發明實施例的電鍍添加劑不含醋酸及/或硼酸，沒有刺激性臭味，且可大幅降低廢水處理的費用。

圖1為依比較例1之電鍍液進行電鍍鎳的樣品照片；

圖2為依比較例2之電鍍液進行電鍍鎳的樣品照片；

圖3為依實例1-1之電鍍液進行電鍍鎳的樣品照片；

圖4為依實例2-1之電鍍液進行電鍍鎳的樣品照片；

圖5為依比較例1之電鍍液進行電鍍鎳的樣品之SEM圖；

圖6為依實例5-1之電鍍液進行電鍍鎳的樣品之SEM圖；

圖7為依實例5-2之電鍍液進行電鍍鎳的樣品之SEM圖；

圖8為依實例5-3之電鍍液進行電鍍鎳的樣品之SEM圖；

圖9為依實例5-4之電鍍液進行電鍍鎳的樣品之SEM圖。。

Claims (15)

1. 一種電鍍添加劑，包括：至少一種羧酸，包括2-羥基苯甲酸、2,3-二羥基丁二酸、2-羥基丙酸、2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸、2-羥基丁二酸、己二酸、2-羥基乙酸或其組合；以及至少一種上述羧酸的鹼金屬鹽；其中，該電鍍添加劑不包含硼；其中該羧酸的鹼金屬鹽包括2-羥基苯甲酸鈉、2-羥基苯甲酸鉀、2,3-二羥基丁二酸鈉、2,3-二羥基丁二酸鉀、2-羥基丙酸鈉、2-羥基丙酸鉀、2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸鈉、2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸鉀、2-羥基丁二酸鈉、2-羥基丁二酸鉀、己二酸鈉、己二酸鉀、2-羥基乙酸鈉、2-羥基乙酸鉀或其組合。
2. 如請求項1所述之電鍍添加劑，其至少包括2種不同羧酸以及至少包括2種不同羧酸的鹼金屬鹽。
3. 如請求項1所述之電鍍添加劑，其中該羧酸的鹼金屬鹽含量介於40-90重量%，以該電鍍添加劑的總重為基準。
4. 如請求項1所述之電鍍添加劑，其中該羧酸與該羧酸的鹼金屬鹽之重量比率介於1：9至6：4。
5. 如請求項1所述之電鍍添加劑，其中該羧酸不包含醋酸。
6. 如請求項1所述之電鍍添加劑，係用於鍍鎳製程中。
7. 一種鍍鎳電鍍液，包括：水；一鎳離子來源；以及如請求項1-6中任一項所述的電鍍添加劑； 其中該鍍鎳電鍍液的pH值介於1-6之間，且該鍍鎳電鍍液不包含硼。
8. 如請求項7所述之鍍鎳電鍍液，其中該鎳離子來源包括檸檬酸鎳、氯化鎳、硫酸鎳及氨基磺酸鎳。
9. 如請求項7所述之鍍鎳電鍍液，其中該羧酸的濃度為0.05-100g/L，以鍍鎳電鍍液的總容量為基準。
10. 如請求項9所述之鍍鎳電鍍液，其中該羧酸的濃度為0.15-35g/L，以鍍鎳電鍍液的總容量為基準。
11. 如請求項7所述之鍍鎳電鍍液，其中該羧酸的鹼金屬鹽濃度為0.05-100g/L，以鍍鎳電鍍液的總容量為基準。
12. 如請求項11所述之鍍鎳電鍍液，其中該羧酸的鹼金屬鹽濃度為0.5-50g/L，以鍍鎳電鍍液的總容量為基準。
13. 如請求項7所述之鍍鎳電鍍液，其中該電鍍添加劑的濃度為1.65-55g/L，以鍍鎳電鍍液的總容量為基準。
14. 一種電鍍鎳的方法，包括：於一電鍍槽內加入如請求項7-13所述的鍍鎳電鍍液；將一待鍍物放入該電鍍槽內，該電鍍槽的溫度控制在20-80℃；以及通電使該電鍍槽內的電流密度達到0.1-30A/dm²。
15. 如請求項14所述之電鍍鎳的方法，其中該電鍍槽的電流密度控制在10-25A/dm²。

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