专利名称：低温快速镀稀土－镍－钼－磷合金的化学镀液的制作方法
技术领域：
本发明涉及材料表面处理领域中的稀土-镍-钼-磷合金化学镀，特别是用表面化学处理方法对金属材料表面进行稀土-镍-钼-磷合金施镀的化学镀液配方。
背景技术：
多元合金镀层性能较单一的镍-磷镀层更加优异，在电磁性能方面尤为突出，镍-钼-磷合金镀层应用于记忆元件和电阻方面效果很好，是一种理想的功能材料，钨、钼在我国蕴藏量极为丰富，钼、钨是同族元素，组构与特性极其相似，可以相互替代，用钼代钨可以降低成本，可同时获得性能相似的合金镀层，稀土以独特的物理化学特性，微小的用量产生显著的效果而著称，被广泛用于材料科学领域，然而稀土在材料表面处理中应用较晚，但发展迅速。
目前，制备镍-钼-磷合金镀层要求温度高，化学沉积速度小，镀层应力大，而在镍-钼-磷合金中添加稀土的化学复合镀却没有报道。
发明内容
本发明目的在于提供一种温度低，沉积速度快，晶胞细小，致密，应力小的稀土-镍-钼-磷合金化学镀液配方。
本发明的稀土-镍-钼-磷合金化学镀液配方组成为氯化镍(NiCl2·6H2O) 25～35克/升次亚磷酸钠(NaH2PO2·H2O)15～25克/升钼酸钠(Na2MoO4·2H2O) 0.00001～2.0克/升氢氧化钠/碳酸钠(NaOH/Na2CO3) 0～10克/升有机酸/有机酸钠20～45克/升丁二酸(C4H6O4) 3～5克/升硫脲 0～2×10-3克/升稀土 0.001～6克/升pH 7.0～8.5温度 65～85℃加水至 1000毫升次亚磷酸钠属于弱碱盐，当有铁族元素，如铁作催化剂存在时，次亚磷酸根离子释放出具有很强活性的原子态氢； 在碱性介质中
(4)对P的共析解释如下 对Mo的共析解释如下 H-同时可以和H2O或H+反应(7)(8)随着镍-钼-磷合金镀反应的进行，伴随着大量H2从反应体系逸出。产生的副产物H+促使化学镀液pH降低，并且需要添加氢氧化钠/碳酸钠调节pH。
当性能活泼的混合稀土化合物加入到化学镀液中，可优先吸附在镀层表面的晶体缺陷处(位错露头，晶界，空位等)改变了各离子的自然电位而使析出电位接近，同时改变了各离子的活度，降低了表面活化能，促进了金属络合物离子NiCm2+和还原剂离子H2PO2-向金属表面吸附，并为合金形成提供了催化活性，使其形核率提高，同时还填补生长中合金的晶粒相的表面缺陷，生成能阻碍晶粒继续生长的表面膜，从而使晶粒细化。
稀土-镍-钼-磷合金化学镀液配制步骤如下1、称取计量的氯化镍，钼酸钠加水制得溶液A2、称取计量的次亚磷酸钠加水制得溶液B3、称取计量的有机酸/有机酸钠与加速剂丁二酸加水制得溶液C4、将溶液C倒入B中，得到溶液D5、将溶液D加入到A中得到E6、用氢氧化钠/碳酸钠溶液调至pH在7.0～8.5范围内稀土-镍-钼-磷合金化学镀在温度为65～85℃，面容比为1.8～2.4分米2/升条件下，当Na2MoO4·2H2O浓度小于0.6克/升时温度为65～75℃，当Na2MoO4·2H2O＞0.6克/升时温度为75～85℃。
根据D8-ADVANCE X-射线衍射仪(德国布鲁克公司)，JSM-5610LM型扫描电镜(日本电子公司)，TG328B分析天平(上海天平仪器厂)和MHV2000型数显显微硬度计(上海材料试验机厂)检测结果。
X-射线衍射图谱可见，衍射角2θ＝45左右出现馒头峰，证明镀层的曲型为非晶态结构，放大2000倍时，扫描电镜可见镀层表面均匀分布了大小不一，晶胞细小，致密，没有明显晶界存在的胞状物，用分析天平测沉积速度为5.6毫克/厘米2.小时(实施例1)和8.71毫克/厘米2.小时(实施例2)，经过400℃下保温1小时的热处理后，显微硬度HV100为1402(施实例2)。
具体实施例方式
实施例1氯化镍(NiCl2·6H2O) 30克/升次亚磷酸钠(Na2H2PO2·H2O) 20克/升钼酸钠(Na2MoO4·2H2O) 0.6克/升氢氯化钠(NaOH) 0.5克/升柠檬酸钠(Na3C6H5O7·2H2O)15克/升乳酸钠(NaC3H5O3)9克/升乙醇酸钠(NaC2H3O3) 4克/升丁二酸(C4H6O4) 3克/升稀土(CeO2)1克/升稀土(La2O3) 1克/升硫脲1.2×10-3克/升pH 8.0温度80℃加水至 1000毫升实施例2氯化镍(NiCl2·6H2O) 25克/升次亚磷酸钠(NaH2PO2·H2O)22克/升钼酸钠(Na2MoO4·2H2O) 0.2克/升碳酸钠(Na2CO3) 4克/升柠檬酸钠(Na3C6H5O7·2H2O)13克/升乳酸钠(NaC3H5O3)9克/升乙醇酸(C2H3O3) 3克/升丁二酸(C4H6O4) 3克/升稀土(CeO2) 1克/升稀土(La2O3) 3克/升硫脲1.2×10-3克/升pH 7.5温度75℃加水到 1000毫升
权利要求
1.一种低温快速镀稀土-镍-钼-磷合金的化学镀液，其特征在于其化学镀液配方如下氯化镍(NiCl2·6H2O) 25～35克/升次亚磷酸钠(NaH2PO2·H2O)15～25克/升钼酸钠(Na2MoO4·2H2O) 0.00001～20克/升氢氧化钠/碳酸钠(NaOH/Na2CO3) 0～10克/升有机酸/有机酸(g/L) 20～45克/升丁二酸(C4H6O4) 3～5克/升硫脲0～2×10-3克/升稀土0.001～6克/升pH 7.0～8.5温度65～85℃加水至 1000毫升
2.根据权利要求1所述的稀土-镍-钼-磷化学镀液，其特征在于所述有机酸为柠檬钠/柠檬酸钠，乳酸/乳酸钠，乙醇酸/乙醇酸钠。
3.根据权利要求1所述的稀土-镍-钼-磷化学镀镀液，其特征在于所述的稀土为混合稀土CeO2和La2O3。
全文摘要
本发明公开了一种稀土－镍－钼－磷合金化学镀液配方，以解决目前在化学镀镍－钼－磷合金技术中存在的镀液温度高，化学沉积速度低，晶胞粗大，镀层应力大，镀液稳定性差等问题；本发明的配方包括氯化镍，次亚磷酸钠，钼酸钠，稀土，柠檬酸/柠檬酸钠，乳酸/乳酸钠，乙醇酸/乙醇酸钠，丁二酸，氢氧化钠/碳酸钠，硫脲，pH为7.0～8.5，温度(T)为65～85℃，本发明镀液温度明显降低，沉积速度显著提高扫描电镜结果表明镀层晶胞细小，致密。镀液稳定性好，停留20天后仍可使用，镀层质量好，本发明化学镀液可广泛应用于化学镀的工艺中。
文档编号C23C18/16GK1712563SQ20041006011
公开日2005年12月28日 申请日期2004年6月25日 优先权日2004年6月25日
发明者陈永福, 肖顺华, 张海军, 任玮, 项卫胜 申请人:桂林工学院