一種磷酸鹽體系的鉑電鍍液及其電鍍方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電鍍鉑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磷酸鹽體系的鉑電鍍液及其電鍍方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉑金（Pt)的性能優(yōu)越，用途十分廣泛。珠寶首飾業(yè)中，主要用作裝飾品和工藝品。 化學(xué)工業(yè)中，用以制造高級化學(xué)器皿、鉑金坩堝、電極和加速化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑。鉑銥 合金是制造自來水筆筆尖的材料。尤其是在汽車工業(yè)中，鉑金在尾氣處理等方面的作用無 可替代，消耗量幾乎占到鉑金工業(yè)用量的一半。由于。但鉑資源稀缺、價格昂貴，制約了鉑 電極的應(yīng)用，因而用鍍鉑材料來代替純鉑制品，既降低成本，又具有鉑陽極的優(yōu)良性能。
[0003] 中國專利CN 101016639公開了一種鉑鈦基體電鍍鉑鍍層工藝，該工藝采用氯鉑 酸作為電鍍液。該工藝雖然工藝較為簡單，但該鍍液的電流效率較低，鍍液的性能較差，鍍 層的質(zhì)量也不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明一方面提供一種磷酸鹽體系的鉑電鍍液，該電鍍液的鍍液性能 較好，使用該鍍液得到的鍍層質(zhì)量較高。
[0005] -種四硝基鉑酸鉀的鉑電鍍液，包含以鉑計4~6g/L四硝基鉑酸鉀、以磷酸根計 100~140g/L水溶性磷酸鹽、4~8mg/L十二烷基三甲基溴化銨、可使所述電鍍液pH為1~ 2用量的硫酸。
[0006] 其中，進一步包含以鉑計5. 5g/L四硝基鉑酸鉀、以磷酸根計122g/L水溶性磷酸 鹽、6mg/L十二烷基三甲基溴化銨、可使所述電鍍液pH為1. 5用量的硫酸。
[0007] 本電鍍液中，選用四硝基鉑酸鉀為主鹽。鉑離子的含量低時，鍍層呈灰色，甚至發(fā) 黑，提高主鹽含量可相應(yīng)的提高陰極電流密度，加快沉積速度。但由于鉑價極高，鉑含量要 嚴格控制在0. 02~0. 03mol/L范圍內(nèi)，過高的主鹽還容易使鍍層粗糙亞硝酸鈉是同離子效 應(yīng)鹽，能防止P鹽的分解，可以得到光亮的鉑鍍層；但若要得到較厚鉑鍍層，陰極應(yīng)經(jīng)常移 動，且中途還應(yīng)多次取出鍍件，擦掉毛刺再鍍，由于內(nèi)應(yīng)力不斷增大，在這類槽液中沉積得 到的鉑鍍層的厚度是有限的。與此同時，加入硝酸銨和亞硝酸鉀或鈉作為輔鹽，可補充因主 鹽消耗所導(dǎo)致的亞硝酸鹽或硝酸鹽的減少。
[0008] 以硫酸作為作為酸性調(diào)節(jié)劑，它能提高陰極極化，使鍍層結(jié)晶細致光亮。
[0009] 以磷酸鹽為光亮劑。磷酸鹽可獲得平整、光澤度高、結(jié)合力良好的鍍層。
[0010] 除了上述成分外，本發(fā)明在還可選用合適用量的其它在本領(lǐng)域所常用的添加劑， 例如導(dǎo)電劑、配位劑等常規(guī)助劑，這些都不會損害鍍層的特性。
[0011] 本發(fā)明另一方面提供一種電鍍方法，該方法所采用的電鍍液的性能較好，根據(jù)該 方法制備的鍍層質(zhì)量較高。
[0012] -種使用上述的電鍍液電鍍的方法，包括以下步驟：
[0013] (1)配制電鍍液：在水中溶解各原料組分形成電鍍液，所述每升電鍍液含有以鉑 計4~6g四硝基鉬酸鉀、以磷酸根計100~140g水溶性磷酸鹽、4~8mg十二烷基三甲基 溴化銨，以及可使所述電鍍液pH為1~2用量的硫酸；
[0014] (2)以待電鍍的基材置入所述電鍍液中通入電流，同時施加超聲波進行電鍍。
[0015] 其中，所述電流為單脈沖方波電流；所述單脈沖方波電流的脈寬為0. 5~1ms，占 空比為5~30%，平均電流密度為2~4A/dm2。
[0016] 其中，所述步驟（2)中電鍍液的溫度為80~90°C。
[0017] 其中，所述步驟（2)中電鍍的時間為20~40min。
[0018] 其中，所述步驟（2)中電鍍的陽極與陰極的面積比為（1~4) :1。
[0019] 其中，所述步驟（2)中，所述基材為鎳、鈦、鉭、銅或銀。
[0020] 本發(fā)明中電鍍于超聲波條件下進行。超聲波的施加方式可采用超聲波發(fā)生器。本 發(fā)明對超聲波發(fā)生器的具體型號及結(jié)構(gòu)無特殊要求，可采用市售的。超聲波發(fā)生器超聲波 的具體條件，例如超聲波功率、頻率等，也無特別要求，可根據(jù)實際情況來具體選擇。
[0021] 單脈沖方波電流定義為在以寸間內(nèi)通入電流密度為J p的電流，在12時間內(nèi)無通 入電流，是一種間歇脈沖電流。占空比定義為，頻率為l/^+t；；)，平均電流定義 為j p以匕+12)。同直流電沉積相比，雙電層的厚度和離子濃度分布均有改變；在增加了電 化學(xué)極化的同時，降低了濃差極化，產(chǎn)生的直接作用是，脈沖電鍍獲得的鍍層比直流電沉積 鍍層更均勻、結(jié)晶更細密。不僅如此，脈沖電鍍還具有：（1)鍍層的硬度和耐磨性均高；（2) 鍍液分散能力和深鍍能力好；（3)減少了零件邊角處的超鍍，鍍層分布均勻性好，可節(jié)約鍍 液使用量。
[0022] 本發(fā)明對待電鍍的基材于電鍍前的處理方法以及電鍍后鍍件的處理不加限定，可 以采取常規(guī)的預(yù)處理方法，例如鍍前清洗、打磨等。電鍍的電極的選擇也可采用常規(guī)的方法 來進行。
[0023] 本發(fā)明以四硝基鉑酸鉀為鉑主鹽，以磷酸鹽作為光亮劑鹽，以十二烷基三甲基溴 化銨為添加劑，以硫酸為調(diào)節(jié)鍍液pH為酸性的，由此使獲得的鍍液具有較好的分散力和深 鍍能力，陰極電流效率高，鍍液性能優(yōu)異。采用在鍍液在堿性條件下電鍍獲得的鍍層的孔隙 率低，光亮度高，鍍層質(zhì)量良好。
【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合實施例來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0025] 實施例1
[0026] 電鍍液的配方如下：
[0027]
[0028] 施鍍工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 5ms，占空比為30%，平均電流密度為 2A/dm2;溫度為80°C，電鍍時間為40min。
[0029] 實施例2
[0030] 電鍍液的配方如下：
[0031]
[0032] 施鍍工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 6ms，占空比為25%，平均電流密度為 2. 5A/dm2;溫度為80°C，電鍍時間為35min。
[0033] 實施例3
[0034] 電鍍液的配方如下：
[0035]
[0036]
[0037] 施鍍工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 8ms，占空比為20%，平均電流密度為 3A/dm2;溫度為80°C，電鍍時間為20min。
[0038] 實施例4
[0039] 電鍍液的配方如下：
[0040]
[0041] 施鍍工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為1ms，占空比為15%，平均電流密度為 3. 5A/dm2;溫度為85°C，電鍍時間為25min。
[0042] 實施例5
[0043] 電鍍液的配方如下：
[0044]
[0045] 施鍍工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 9ms，占空比為5%，平均電流密度為 4A/dm2;溫度為85°C，電鍍時間為30min。
[0046] 實施例6
[0047] 電鍍液的配方如下：
[0048]
[0049]
[0050] 施鍍工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 7ms，占空比為10%，平均電流密度為 3. 5A/dm2;溫度為85°C，電鍍時間為35min。
[0051] 參照以下方法對實施例1~6的鍍液進行分散能力測試：
[0052] 鍍液的分散能力采用遠近陰極法（Haring-Blue法）測定。測定槽采用美國Kocour 公司的Hull Cell 267ml型號的赫爾槽，內(nèi)部尺寸為150mmX50mmX70mm。陰極選用厚度為 0. 5mm的銅片，工作面尺寸為50mmX50mm ;陽極為帶孔電鍍用鎳板；施鍍電流1A，電鍍時間 30min〇
[0053] 鍍液的分散能力計算公式為：
[0054]鍍液的分散能力=[K 一（ A M