基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电镀方法，尤其是一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，属于电镀技术领域。
【背景技术】
[0002]电镀铬利用镀液中的铬离子在阴极上还原而得到金属铬镀层，属于一种阴极电镀过程。长期以来，镀铬使用六价铬，六价铬属于致癌物质，研发环保性、低能耗的三价铬电镀工艺成为电镀中的一个热点。采用低共熔溶剂进行三价铬电镀能够减少具有毒性的六价铬的排放，并且避免电镀过程中产生酸雾。采用氯化胆碱-木糖醇-水_CrCl3.6H20体系进行三价铬的电沉积，能避免A1C13型、BF4阴离子型、PF6阴离子型等离子液体对水和空气的过于敏感的缺点；并且合成简便、价格低廉。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，该镀铬方法的毒性低，环保节约。
[0004]按照本发明提供的技术方案，所述基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，其特征是，包括以下步骤:
(1)含铬低共熔溶剂的配制:按照摩尔比1:2:3:0.2?1称量木糖醇、氯化胆碱、蒸馏水、六水三氯化铬，然后于50?70°C条件下恒温搅拌得到深绿色含铬低共熔溶剂作为电镀液；
(2)以电解铬片作为阳极，以低碳冷乳钢板作为阴极，阴极和阳极间的距离为1?2cm，以恒电流模式进行电镀。
[0005]进一步的，所述电镀过程中电流密度为3?20 mA/cm2。
[0006]进一步的，所述电镀过程中电镀液温度为40?70°C。
[0007]进一步的，所述电镀过程中电镀时间为1?3h。
[0008]进一步的，所述六水三氯化铬的摩尔比为0.5?1。
[0009]进一步的，还包括电镀后将低碳冷乳钢板采用双蒸水清洗1?2次，于60?80 °C烘箱中烘干水分。
[0010]本发明所述基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，毒性低，所用低共熔溶剂环保可生物降解，价格低廉。
【附图说明】
[0011]图1为本发明中实施例一得到的电镀铬的SEM图。
[0012]图2为本发明中实施例一得到的电镀铬的XRD图。
[0013]图3为本发明中实施例一得到的电镀铬的EDS能谱图。
[0014]图4为本发明中实施例二得到的电镀铬的SEM图。
[0015]图5为本发明中实施例三得到的电镀铬的SEM图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0017]以下实施例中采用DDS-307电导率仪，DJS-1C型铂黑电极(电极常数为0.92)，测量不同温度下氯化胆碱-木糖醇-蒸馏水低共熔溶剂和含铬低共熔溶剂的电导率。
[0018]实施例一:一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，包括以下步骤:
(1)首先分别称量0.lmol木糖醇、0.2mol氯化胆碱、0.3mol蒸馏水放置于烧杯中，采用保鲜膜密封烧杯，于50°C恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂；然后加入0.lmol的六水三氯化铬，50°C恒温搅拌得到含铬低共熔溶剂；
(2)将电解铬片作为阳极，低碳冷乳钢板作为阴极，浸入水浴加热至50°C的含铬低共熔溶剂进行lh恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为15mA/cm2;
(3)电镀完成后，将低碳冷乳钢板取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60°C烘干。
[0019]如图1所示，电镀铬表面显微形貌成花瓣状。
[0020]如图2所示，电镀铬的XRD图，图2中纵坐标为强度，横坐标为二倍角度，衍射峰为金属铬和铁，二者衍射峰重合。
[0021]为验证表面为金属铬，对表面成分进行EDS能谱分析。如图3所示，电镀铬的EDS能谱说明表面为金属铬。
[0022]室温、50°C时氯化胆碱-木糖醇-蒸馏水低共熔溶剂电导率分别为3.20 ms-cm 1和 6.40 ms.cm、
[0023]室温、50°C时含铬低共熔溶剂的电导率分别为1.31 ms-cm 1和3.32 ms-cm ^
[0024]实施例二:一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，包括以下步骤:
(1)首先分别称量0.lmol木糖醇、0.2mol氯化胆碱、0.3mol蒸馏水放置于烧杯中，采用保鲜膜密封烧杯，于50°C恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂；然后加入0.lmol的六水三氯化铬，50°C恒温搅拌得到含铬低共熔溶剂；
(2)将电解铬片作为阳极，低碳冷乳钢板作为阴极，浸入水浴加热至60°C的含铬低共熔溶剂进行lh恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为2cm，电流密度为15 mA/cm2；
(3)电镀完成后，将低碳冷乳钢板取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60°C烘干。
[0025]如图4所示，电镀铬表面显微形貌成片状分布于基体之上。
[0026]60°C时氯化胆碱-木糖醇-蒸馏水低共熔溶剂的电导率为6.40 ms.cm、
[0027]60°C时含铬低共熔溶剂的电导率分别为4.41 ms*cm ^
[0028]实施例三:一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，包括以下步骤:
(1)首先分别称量0.lmol木糖醇、0.2mol氯化胆碱、0.3mol蒸馏水放置于烧杯中，采用保鲜膜密封烧杯，于50°C恒温搅拌得到透明的低共熔溶剂；然后加入0.05mol的六水三氯化铬，50 °C恒温搅拌得到含铬低共熔溶剂；
(2)将电解铬作为阳极，低碳冷乳钢板作为阴极，浸入水浴加热至50°C的含铬低共熔溶剂进行lh恒电流电镀，其中，阴极和阳极直接距离为1cm，电流密度为20 mA/cm2；
(3)电镀完成后，将低碳冷乳钢板取出用双蒸水清洗2次，最后在烘箱中60°C烘干。
[0029]如图5所示，电镀铬表面显微形貌成粒状分布于基体之上。
[0030] 50°C时含铬低共熔溶剂的电导率分别为5.76 ms*cm 1
实施例四:一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，包括以下步骤:
(1)含铬低共熔溶剂的配制:按照摩尔比1:2:3:0.2称量木糖醇、氯化胆碱、蒸馏水、六水三氯化铬，然后于70°C条件下恒温搅拌得到深绿色含铬低共熔溶剂作为电镀液；
(2)以电解铬片作为阳极，以低碳冷乳钢板作为阴极，阴极和阳极间的距离为2cm，以恒电流模式进行电镀；电流密度为3 mA/cm2,电镀液温度为70°C，电镀时间为3h ;
(3)电镀后将低碳冷乳钢板采用双蒸水清洗2次，于80°C烘箱中烘干水分。
【主权项】
1.一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，其特征是，包括以下步骤: (1)含铬低共熔溶剂的配制:按照摩尔比1:2:3:0.2?1称量木糖醇、氯化胆碱、蒸馏水、六水三氯化铬，然后于50?70°C条件下恒温搅拌得到深绿色含铬低共熔溶剂作为电镀液； (2)以电解铬片作为阳极，以低碳冷乳钢板作为阴极，阴极和阳极间的距离为1?2cm，以恒电流模式进行电镀。2.如权利要求1所述的基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，其特征是:所述电镀过程中电流密度为3?20 mA/cm2。3.如权利要求1所述的基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，其特征是:所述电镀过程中电镀液温度为40?70°C。4.如权利要求1所述的基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，其特征是:所述电镀过程中电镀时间为1?3h。5.如权利要求1所述的基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，其特征是:所述六水三氯化铬的摩尔比为0.5?1。6.如权利要求1所述的基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，其特征是:还包括电镀后将低碳冷乳钢板采用双蒸水清洗1?2次，于60?80°C烘箱中烘干水分。
【专利摘要】本发明涉及一种基于低共熔溶剂的三价铬电镀方法，其特征是，包括以下步骤：（1）含铬低共熔溶剂的配制：按照摩尔比1:2:3：0.2～1称量木糖醇、氯化胆碱、蒸馏水、六水三氯化铬，然后于50～70℃条件下恒温搅拌得到深绿色含铬低共熔溶剂作为电镀液；（2）以电解铬片作为阳极，以低碳冷轧钢板作为阴极，阴极和阳极间的距离为1～2cm，以恒电流模式进行电镀。本发明针对水溶液体系电镀铬存在的环境污染问题，提出一种以低共熔溶剂非水介质为电镀液的新型清洁电镀铬工艺，毒性低，所用低共熔溶剂环保可生物降解，价格低廉。
【IPC分类】C25D3/06
【公开号】CN105274582
【申请号】CN201510835637
【发明人】包全合, 张洁清, 朱云
【申请人】无锡光旭新材料科技有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月26日