专利名称：一种纳米半亮镍电镀液的制作方法
技术领域：
本发 明涉及电镀液，具体涉及一种纳米半亮镍电镀液。
背景技术：
半光亮镍是电镀中常用的中间层，该镀层除了要达到整平性、均勻性和柔韧性、镀层要尽可能地光亮外，还需要半亮镍镀层致密性好，孔隙数少，这样才有利于多层镍的耐腐蚀性。在现代电镀生产中，半亮镍镀镍和光亮镍镀镍一样占有重要的位置。半亮镍的主要目的不是装饰，而是为了提高多层镍的耐腐蚀性能。由半亮镍/高硫镍/亮镍所组成的多层镍体系为阳极牺牲型，影响这种体系的耐蚀性的重要因素之一是亮镍与半亮镍及亮镍与高硫镍镀层的电位差。半亮镍镀层的硫质量分数0. 0039Γ0. 005%，它的稳定电势高于光亮镍镀层，从而起到防腐蚀的目的。而半亮镍的孔隙过多会势必导致防腐性能大大降低。目前的主要措施是在半亮镍电镀液中添加添加剂以获得高耐蚀性的多层镍。近年来，国内外对光亮镍添加剂研究很多，光亮镀镍已达到完美的程度，但是，对半光亮镍添加剂的研究远不及光亮镀镍添加剂多，且水平也较低。目前使用较多的半亮镍添加剂为丁炔二醇、醛类和磺基水杨酸，也有香豆素，前者光亮度不佳，镀镍层外观色泽几乎与普通暗镍难以区别，后者虽有较好的整平性和一定的光亮度，但镀液不稳定，镀层脆性大。有研究表明如在电镀半亮镍_亮镍镀层中使用表面活性剂作为湿润剂，通过改变基体表面的表面张力可减少孔隙数，但经我们研究发现表面活性剂的添加其镀层单位面积孔隙数的较低并不是很明显。
发明内容
本发明目的是解决现有半亮镍镀层致密性较差，孔隙数较多的问题，提供一种使镀层光亮且结晶细致，单位面积孔隙数低，镀液分散能力好，能提高多层镍腐蚀性的纳米半亮镍电镀工艺。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的一种纳米半亮镍电镀液，其特征在于其成分包括硫酸镍25(T300 g/L，氯化镍35飞0 g/L，硼酸4(T50 g/L，稀土氧化物 1 X 10_3 5 X 10_3 g/L。上述稀土氧化物为氧化镧和/或氧化钇。镧和钇稀土元素位于元素周期表的第三副族，原子结构相似，最外层电子结构相同，其氧化物容易吸附且对分散能力影响大，但由于氧化镧和氧化钇均不溶于水，而易溶于酸而生成相应的盐类。因此本发明是把稀土氧化物加酸至溶解后再加入电镀液中。根据镀液成分，所述酸为盐酸和/或硫酸。本发明经多次配方实验，发现在主成分为硫酸镍25(T300 g/L，氯化镍35 50 g/L, 硼酸4(T50 g/L的半亮镍电镀液中添加少量的稀土氧化物后，电镀时，在阴极上组成了一层阳离子层，当二价镍离子向阴极移动时，需要克服稀土离子场的作用力，使得二价镍的沉积速度降低，当电流密度大时，镍离子的运动速度增强，由于稀土离子场的作用，使电流密度大的地方稀土的离子场较电流密度低的地方强，这导致了电流密度大的地方相对镍的沉积速度减小，电流密度小的地方，例如有孔隙的地方，沉积相对增加，这样就可获得镀层致密度高的，孔隙数低，添加稀土氧化物起到了提高镀液的分散能力、使得沉积的镍结晶粒子半径从非纳米级变为纳米级，从而获得细致光亮的镀层作为本发明的优选，所述镀液成分组成为硫酸镍25(T300 g/L，氯化镍35 50 g/L，硼酸40 50 g/L，氧化镧或氧化钇1X10—3 5X10—3 g/L，湿润剂广3 mL/L，填平剂 0. 2^1. 0 mL/L，柔软剂3 8 mL/L，水余量。作为本发明的优选，所述镀液成分组成为硫酸镍250 300 g/L，氯化镍35 50 g/ L，硼酸40 50 g/L，氧化镧2\10-3 4\10、/1，氧化钇5\10-4 1\10-3 g/L，湿润剂广3 mL/ L，填平剂0. 2^1.0 mL/L，柔软剂3 8 mL/L，水余量。进一步地，本发明所述镀液成分组成为硫酸镍280 g/L，氯化镍45 g/L，硼酸 45g/L,氧化镧3 X 10_3g/L，氧化钇1 X 10_3g/L，湿润剂2mL/L，填平剂0. 5mL/L,柔软剂6mL/ L，水余量。为了进一步提高镀层的致密性及镀液的分散力，降低电镀时副反应的发生，本发明还应考虑稀土氧化物与其它添加剂的配合，介于此，本发明上述柔软剂为己炔二醇和水杨酸钠、HD-N等，长期实践证明这些物质在电镀过程中可对减少镀层应力，提高其柔软性和增加深镀能力有良好的效果；上述填平剂为丁炔二醇及其衍生物；上述湿润剂为市售半亮镍低泡湿润剂。本发明电镀液配制工艺操作条件为温度5(T60°C，ρΗ4. (Γ4. 5，空气搅拌，其中稀土氧化物由于不溶于水需用酸至溶解后加入镀液中，一般Ig稀土氧化物使用0. 5 lmL酸即可溶解。综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下突出优点及有益效果
1、采用本发明的半亮镍电镀液半亮镍镀层更加光亮且致密，本发明的电镀液能使亮镍镀层所沉积的晶粒直径降低到100纳米以下，与现有的多层镍体系组成的双层镍相比具有更好的耐腐蚀性能；
2、本发明通过添加少量的稀土氧化物，并与其它添加剂相配合，经合理的配比，所得镀层单位面积孔隙数低，通常半亮镍镀层的孔隙数为1(Γ20个/cm2，本发明能使其降低到5个 /cm2以下；
3、本发明的镀液分散能力好，镀液的分散能力也称为均镀能力，即镀液使镀层均勻分布的能力，该能力的大小是衡量镀液性能好坏的重要标志，采用远、近阴极法对本发明镀液分散能力进行测量，本发明的镀液分散能力均在98. 8%以上。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。实施例1
一种纳米半亮镍镀液，其成分组成为硫酸镍250 g/L,氯化镍35 g/L,硼酸40g/L，氧化镧1 X 10_3g/L，湿润剂lmL/L，填平剂0. 2mL/L，柔软剂6mL/L，水余量。实施例2
一种纳米半亮镍镀液，其成分组成为硫酸镍300 g/L，氯化镍50 g/L，硼酸50 g/L，氧化钇5 X IO"3,湿润剂3mL/L，填平剂1. OmL/L,柔软剂8mL/L，水余量。
实施例3
一种纳米半亮镍镀液，其成分组成为硫酸镍280 g/L，氯化镍45 g/L，硼酸45 g/L，氧化钇2 X 10_3，氧化钇5 X 10_4，湿润剂2mL/L，填平剂0. 6mL/L,柔软剂5mL/L，水余量。 实施例4
一种纳米半亮镍镀液，其成分组成为硫酸镍280 g/L，氯化镍45 g/L，硼酸45g/L，氧化镧3 X 10_3g/L，氧化钇1 X 10_3g/L，湿润剂2mL/L，填平剂0. 5mL/L，柔软剂6mL/L，水余量。实施例5
一种纳米半亮镍镀液，其成分组成为硫酸镍280 g/L，氯化镍45 g/L，硼酸45g/L，氧化镧4 X 10_3g/L，氧化钇8 X 10_4g/L，湿润剂2mL/L，填平剂0. 5mL/L，柔软剂5mL/L，水余量。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出任何修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
权利要求
1.一种纳米半亮镍电镀液，其特征在于其成分包括硫酸镍25(T300 g/L，氯化镍 35 50 g/L，硼酸40 50 g/L，稀土氧化物1 X 10_3 5 X 10_3 g/L ；所述稀土氧化物为氧化镧和/或氧化钇。
2.根据权利要求1所述一种纳米半亮镍电镀液，其特征在于所述镀液成分组成为硫酸镍250 300 g/L,氯化镍35 50 g/L,硼酸40 50 g/L,氧化镧或氧化钇1 X 10_3 5 X 10_3 g/ L，湿润剂广3 mL/L，填平剂0. 2 1. 0 mL/L，柔软剂3 8 mL/L，水余量。
3.根据权利要求1所述一种纳米半亮镍电镀液，其特征在于所述镀液成分组成为硫酸镍250 300 g/L,氯化镍35 50 g/L,硼酸40 50 g/L,氧化镧2 X 10_3 4 X 10_3g/L，氧化钇 5X10—4 1X10—3 g/L，湿润剂Γ3 mL/L，填平剂0. 2 1.0 mL/L，柔软剂3 8 mL/L，水余量。
4.根据权利要求3所述一种纳米半亮镍电镀液，其特征在于所述镀液成分组成为硫酸镍280 g/L,氯化镍45 g/L,硼酸45g/L，氧化镧3 X 10_3g/L，氧化钇1 X 10_3g/L，湿润剂 2mL/L,填平剂0. 5mL/L，柔软剂6mL/L，水余量。
5.根据权利要求2或3或4所述一种纳米半亮镍电镀液，其特征在于所述填平剂为丁炔二醇及其衍生物。
全文摘要
本发明公开了一种纳米半亮镍电镀液，属于表面处理技术领域，其成分包括硫酸镍250~300g/L，氯化镍35~50g/L，硼酸40~50g/L，稀土氧化物1*10-3~5*10-3g/L，其中稀土氧化物为氧化镧和/或氧化钇，本发明与现有半亮镍电镀液相比，其具有镀液分散能力好，能使镀层光亮且结晶细致，单位面积孔隙数低且能提高多层镍腐蚀性。
文档编号C25D3/12GK102383151SQ201110286020
公开日2012年3月21日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者倪孝平, 吴凡 申请人:湖州金泰科技股份有限公司