一种电沉积钨合金的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种电沉积钨合金的方法，利用电沉积的方法将钨离子与水溶液中的钴和镍离子共同沉积出来，达到生成非晶钨合金的目的，并阐明了该工艺的特性和应用方法，属于材料表面处理领域。
【背景技术】
[0002]钨的熔点非常高，属于难熔金属，对于难熔金属的制备方法目前为止并不多，主要的方法有坯锭加工法、塑性加工法、定向凝固技术、熔盐电解制备法和粉末冶金技术等。如果对于制备的金属要求具有更加优良的性能，就会对粉末初期的粒度和形态提出更高的要求。目前的超微粉制备方法主要由机械法、物理法和化学法，其中物理法包括电子束加热法、等离子加热法、电阻加热法、高频感应加热法、溅射法、激光束加热法、雾化法、气相沉积合成法(CVD)和冷冻干燥法等，物理法一般应用于制备少量的纳米粉末以供科学研究上。化学法包括胶体化学法、激光化学气相沉积法(LICVD)、液相化学还原法、无机聚合物型溶胶-凝胶法、高温水解法、络合物型溶胶-凝胶法、超临界流体干燥法(SGFD)以及化学共沉积法。
[0003]目前，装饰性及功能性的铬镀层发展迅猛，得到了广泛的应用。但在电镀过程中，电流效率很低(8%?6%)，毒性大，严重污染环境。随着人们环保意识的增强。W-Co-Ni合金镀层外观色泽很接近镀铬层，镀液的分散能力与覆盖能力也较好。与之前公布的专利比较，本发明具有电沉积效率高，镀液稳定的优点，并形成非晶态镀层，具有很好的耐腐蚀性、耐摩擦性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服现有工艺的不足，来寻求一种简单、易于操作的，能高效的将金属钨钴镍合金电沉积出来的工艺方法。
[0005]—种电沉积钨合金的方法，其特征包括以下步骤:
[0006](1)配置电解液:首先制备硼酸溶液，再加入钨酸钠、硫酸钴、硫酸镍，搅拌溶解形成钨钴镍离子摩尔浓度比为3:1:1的盐溶液；接着加入复合络合剂柠檬酸和丁二酸，摩尔浓度比为3:1 ;最后加入十二烷基硫酸钠溶液，充分搅拌；最终电解液中柠檬酸用量为58?116g/L，润湿剂十二烷基硫酸钠用量为0.lg/L，钨酸钠用量为30?99g/L，硼酸用量为4?6g/L ；
[0007](2)电解条件:采用恒流方式电沉积钨合金，阴极为不锈钢板，阳极为双石墨板；阴阳电极平行置于电解槽中，电解时间为1?5h，电解温度为40?80°C，电流密度为500?750mA/dm2，pH 为 5 ?7。
[0008]本发明在技术上有以下优点:
[0009](1)电解液稳定，电沉积效率较高。
[0010](2)可得到非晶钨合金镀层，表面致密平整，镀层硬度较强。
【附图说明】
[0011 ] 图1为实例三中电沉积得到的非晶钨钴镍合金的XRD图:
[0012]从图中可以看出，所得的钨合金为非晶结构。
[0013]图2为实例三中所得的钨合金的6000倍的SEM图:
[0014]从图中可以看出，所的钨合金的表面致密平整形貌较好。
【具体实施方式】
[0015]实施例一:
[0016](1)配置电解液:在清洁的烧杯中，先加入硼酸溶解完全；再加入钨酸钠、硫酸钴、硫酸镍，搅拌溶解形成钨钴镍离子摩尔浓度比为3:1:1的盐溶液；接着加入复合络合剂柠檬酸和丁二酸，摩尔浓度比为3:1 ;最后加入十二烷基硫酸钠溶液，充分搅拌。电解液的成分为:钨酸钠30g/L、硫酸钴8g/L、硫酸镍8g/L、柠檬酸58g/L、丁二酸12g/L、硼酸4g/L、十二烧基硫酸钠0.lg/L。其中阴极为不锈钢板(30mmX20mm)，阳极为石墨片(70mmX 25mm)，两电极平行放置且两电极间距为20mm。电沉积温度为40°C，通过恒温水浴锅进行控制，电沉积时间为lh，电流密度为500mA/dm2，pH为5。对电沉积产物用去离子水清洗，烘干，即得到了钨钴镍非晶合金，硬度达到688.4Gpa。
[0017]实施例二:
[0018](2)配置电解液:在清洁的烧杯中，先加入硼酸溶解完全；再加入钨酸钠、硫酸钴、硫酸镍，搅拌溶解形成钨钴镍离子摩尔浓度比为3:1:1的盐溶液；接着加入复合络合剂柠檬酸和丁二酸，摩尔浓度比为3:1 ;最后加入十二烷基硫酸钠溶液，充分搅拌。电解液的成分为:钨酸钠99g/L、硫酸钴28g/L、硫酸镍26g/L、柠檬酸116g/L、丁二酸24g/L、硼酸5g/L、十二烧基硫酸钠0.lg/L。其中阴极为不锈钢板(30mmX20mm)，阳极为石墨片(70mmX 25mm)，两电极平行放置且两电极间距为20mm。电沉积温度为80°C，通过恒温水浴锅进行控制，电沉积时间为5h，电流密度为750mA/dm2，pH为7。对电沉积产物用去离子水清洗，烘干，即得到了钨钴镍非晶合金，硬度达到642.lGpa。
[0019]实施例三:
[0020](3)配置电解液:在清洁的烧杯中，先加入硼酸溶解完全；再加入钨酸钠、硫酸钴、硫酸镍，搅拌溶解形成钨钴镍离子摩尔浓度比为3:1:1的盐溶液；接着加入复合络合剂柠檬酸和丁二酸，摩尔浓度比为3:1 ;最后加入十二烷基硫酸钠溶液，充分搅拌。电解液的成分为:钨酸钠50/L、硫酸钴14g/L、硫酸镍13g/L、柠檬酸87g/L、丁二酸18g/L、硼酸6g/L、十二烧基硫酸钠0.lg/L。其中阴极为不锈钢板(30mmX20mm)，阳极为石墨片(70mmX 25mm)，两电极平行放置且两电极间距为20mm。电沉积温度为60°C，通过恒温水浴锅进行控制，电沉积时间为3h，电流密度为600mA/dm2，pH为6。对电沉积产物用去离子水清洗，烘干，即得到了钨钴镍非晶合金，硬度达到623.5Gpa。
【主权项】
1.一种电沉积钨合金的方法，其特征包括以下步骤: (1)配置电解液:首先制备硼酸溶液，再加入钨酸钠、硫酸钴、硫酸镍，搅拌溶解形成钨钴镍离子摩尔浓度比为3:1:1的盐溶液；接着加入复合络合剂柠檬酸和丁二酸，摩尔浓度比为3:1 ;最后加入十二烷基硫酸钠溶液，充分搅拌；最终电解液中柠檬酸用量为58?116g/L，润湿剂十二烷基硫酸钠用量为0.lg/L，钨酸钠用量为30?99g/L，硼酸用量为4?6g/L ； (2)电解条件:采用恒流方式电沉积钨合金，阴极为不锈钢板，阳极为双石墨板；阴阳电极平行置于电解槽中，电解时间为1?5h，电解温度为40?80°C，电流密度为500?750mA/dm2，pH 为 5 ?7。
【专利摘要】本发明公开了一种电沉积钨合金的方法。该方法先制备硼酸溶液，再加入钨酸钠、硫酸钴、硫酸镍，搅拌溶解形成钨钴镍离子摩尔浓度比为3:1:1的盐溶液；接着加入复合络合剂柠檬酸和丁二酸，摩尔浓度比为3:1；最后加入十二烷基硫酸钠溶液，充分搅拌；最终电解液中柠檬酸用量为58～116g/L，润湿剂十二烷基硫酸钠用量为0.1g/L，钨酸钠用量为30～99g/L，硼酸用量为4～6g/L；采用恒流方式电沉积钨合金，阴极为不锈钢板，阳极为双石墨板；阴阳电极平行置于电解槽中，电解时间为1～5h，电解温度为40～80℃，电流密度为500～750mA/dm2，pH为5～7。本发明电解液稳定，可得到非晶钨合金镀层，表面致密平整，镀层硬度较强。
【IPC分类】C25D3/56
【公开号】CN105350036
【申请号】CN201510729620
【发明人】席晓丽, 董婷婷, 马立文, 聂祚仁, 王娜
【申请人】北京工业大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月31日