一种基于甜菜碱‑尿素‑水低共熔溶剂的电镀镍钴合金方法与流程

本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种基于低共熔溶剂的电镀镍钴合金方法。

背景技术：

电镀镍利用镀液中的镍离子在阴极上还原而得到金属镍镀层，属于一种阴极电镀过程。传统镀镍方法有硫酸盐型、氯化物型、氨基磺酸盐型、柠檬酸盐型、氟硼酸盐型等。其中以硫酸盐型(瓦特)镀镍液在工业上的应用最为普遍。瓦特镀镍是最早的镀镍工艺之一，其主要成分是硫酸镍、氯化酸和硼酸。氟硼酸盐镀镍镀液中存在污染环境的硼离子和氟离子。对环境具有一定的污染。专利申请号为201310420602.8、名称为“电镀沉积制备纳米晶结构金锡合金镀层的方法”申请公开了一种制备金锡合金涂层的方法，该方法以氯化胆碱、尿素和乙二醇按照摩尔比1:2:4混合得到离子液体，然后加入氯金酸、氯化亚锡电镀金锡合金涂层。其中乙二醇具有一定的毒性，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于甜菜碱-尿素-水低共熔溶剂的电镀镍钴合金方法，以期该镀镍钴合金工艺安全无毒、环保。

为了实现上述技术目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明提供了一种基于甜菜碱-尿素-水低共熔溶剂的电镀镍钴合金方法，具体包括如下步骤：

(1)低共熔溶剂的配制：首先按照摩尔比1:2:3称量甜菜碱、尿素、蒸馏水、然后于80℃条件下恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。

(2)电镀液的配制：按照0.3摩尔每升、0.15摩尔每升分别称量六水氯化镍和氯化钴，加入到上述低共熔溶剂中恒温搅拌得到含镍钴的低共熔溶剂，以此作为电镀镍钴合金的电镀液。

(3)将纯镍板作为阳极，黄铜或低碳钢作为阴极，浸入到步骤(2)得到的电镀液中进行恒电流电镀，其中：阴极和阳极直接距离为1-2cm。

(4)电镀完成后，将黄铜或低碳钢取出清洗、烘干。

进一步的，所述步骤(3)中恒电流密度为0.5-2mA/cm²。

进一步的，所述步骤(3)中电镀液温度为60-70℃。

进一步的，所述步骤(3)中电镀时间为60-90分钟。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、本发明采用甜菜碱-尿素-蒸馏水作为低共熔溶剂替代传统的电镀液，具有环保可生物降解的特点，属于绿色化学溶剂。

2、电镀镍钴合金的腐蚀电位为-0.329V，腐蚀电流3.2×10^-5Acm^-2具有较好的耐蚀性。

3、本发明镀镍钴合金工艺安全无毒、环保，解决了瓦特镍、氟硼酸盐镀镍等工艺存在的环境污染问题。

附图说明

图1为本发明实施例1得到的电镀镍钴合金的SEM图；

如图1所示，电镀镍钴合金表面显微形貌成颗粒状。

图2为本发明实施例1得到的电镀镍钴合金的EDS能谱图；

如图2所示，电镀镍钴合金的EDS能谱说明涂层成分由镍、钴组成。

图3为为本发明实施例1得到的电镀镍钴的XRD图；

如图3所示，电镀镍钴合金的XRD图，图2中纵坐标为强度，横坐标为二倍角度，从衍射图谱中可以看出，除基体黄铜的衍射峰，还存在曼散射的峰，说明涂层为非晶态。

图4为本发明实施例1得到的电镀镍钴合金极化曲线图；

如图4所示，电镀镍钴合金的腐蚀电位相对于为-0.329V，腐蚀电流3.2×10^-5Acm^-2。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不局限于下述实施例。

实施例1

首先分别称量0.2mol甜菜碱、0.4mol尿素、0.6mol蒸馏水放置于烧杯中，在采用保鲜膜密封烧杯，然后于80℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。按照0.3摩尔每升、0.15摩尔每升分别称量六水氯化镍和氯化钴，加入到上述低共熔溶剂中恒温搅拌得到含镍钴的低共熔溶剂，以此作为电镀镍钴合金的电镀液。

将电解镍作为阳极，黄铜作为阴极，浸入水浴加热至70℃的含镍低共熔溶剂进行60分钟恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为2cm，电流密度为1mA/cm²；

电镀完成后，将黄铜取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。

实施例2

首先分别称量0.2mol甜菜碱、0.4mol尿素、0.6mol蒸馏水放置于烧杯中，在采用保鲜膜密封烧杯，然后于80℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。按照0.3摩尔每升、0.15摩尔每升分别称量六水氯化镍和氯化钴，加入到上述低共熔溶剂中恒温搅拌得到含镍钴的低共熔溶剂，以此作为电镀镍钴合金的电镀液。

将电解镍作为阳极，低碳钢板作为阴极，浸入水浴加热至70℃的含镍低共熔溶剂进行60分钟恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为0.5mA/cm²；

电镀完成后，将低碳钢取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。

实施例3

首先分别称量0.2mol甜菜碱、0.4mol尿素、0.6mol蒸馏水放置于烧杯中，在采用保鲜膜密封烧杯，然后于80℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。按照0.3摩尔每升、0.15摩尔每升分别称量六水氯化镍和氯化钴，加入到上述低共熔溶剂中恒温搅拌得到含镍钴的低共熔溶剂，以此作为电镀镍钴合金的电镀液。

将电解镍作为阳极，低碳钢板作为阴极，浸入水浴加热至70℃的含镍低共熔溶剂进行60分钟恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为2mA/cm²；

电镀完成后，将低碳钢取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。

实施例4

首先分别称量0.2mol甜菜碱、0.4mol尿素、0.6mol蒸馏水放置于烧杯中，在采用保鲜膜密封烧杯，然后于80℃恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂。按照0.3摩尔每升、0.15摩尔每升分别称量六水氯化镍和氯化钴，加入到上述低共熔溶剂中恒温搅拌得到含镍钴的低共熔溶剂，以此作为电镀镍钴合金的电镀液。

将电解镍作为阳极，低碳钢板作为阴极，浸入水浴加热至60℃的含镍低共熔溶剂进行90分钟恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为1mA/cm²；

电镀完成后，将低碳钢取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60℃烘干。