用于电沉积金和金合金的镀液及其应用制造技术

技术编号:1824672 阅读:170 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种电沉积金和金合金的镀液以及其在制备牙科模制件中的应用。在镀液中金以亚硫酸金配合物形式存在。本发明专利技术的镀液或本发明专利技术的应用的特征在于,除了任选存在的其它金属和用于这类亚硫酸金镀液的通常的添加剂外,还含有至少一种铋化合物。该铋化合物优选是配位化合物,特别是含配位形成剂NTA、HEDTA、TEPA、DTPA、EDNTA或EDTA的配位化合物。本发明专利技术具有一系列的优点,特别重要的是,该铋添加剂可在镀液的制备过程中已加入到镀液中。本发明专利技术为用户提供一种可长期运行的镀液,其在电沉积前不必加入其它添加剂。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
用于电沉积金和金合金的镀液及其应用本专利技术主要涉及一种用于电沉积金和金合金的镀液(Bad)及其应用。在该镀液中,金以亚硫酸金配合物存在。很早就已知,特别是从含金或相应的合金金属的水溶液中可电沉积金或金合金。在起初主要采用基于氰化物的金镀液,现今采用基于亚硫酸金配合物的镀液已愈具重要性。这主要是由于亚硫酸金-镀液是无毒的,而基于氰化物的金镀液会释放出氰化氢。尽管亚硫酸金-镀液的有较高的生产成本以及还有镀液的稳定性问题,但其无毒性及优良的沉积层质量却使其特别在牙科
有越来越多的应用。此外,基于亚硫酸金-配合物的镀液在操作上较简单,这对没有丰富化学技术知识的使用者如牙科技师、牙医或其工作人员是一个重要因素。尤其在牙科
,对电沉积的沉积层也提出了特别要求。此外,这种要求还随所制造的牙构架或假牙模制件的种类而变化。因此均匀的层结构,即均匀的微观结构、尽可能一致的层厚以及沉积层的可再现组成是先决条件,以能在模制件上接着施以陶瓷饰面或合成材料饰面。这特别适用于陶瓷饰面,其中该模制件在施以陶瓷料后需在较高温度下焙烧。在这种情况下,该金属的基本结构需具有必要的耐焙烧性。在有关其它特性如耐磨性、孔隙度、耐腐蚀性等方面也必需满足最低要求。此外,该沉积层,特别是在牙科领域,还要符合特别的美观要求,如颜色、光泽或表面特性。最后,对沉积层的组成也提出了一些另外的要求,如生物相容性。特别在牙科领域,其生物相容性是特别重要的,因为例如对于有过敏反应的病人,就需要尽可能高纯度的金层或金合金层。不管应用领域和金在镀液中以何种形式存在,为了至少部分满足对电沉积层所提出的要求,金镀液或金合金镀液中要含有某些添加剂。这些添加剂被称为微粒添加剂或光泽添加剂。它包括有机添加剂如聚胺、聚亚胺和其混合物或包括半金属化合物如砷、锑或铊。所有这些添加剂均会或多或少渗入电沉积的金层中。在有机添加剂的情况下,它在牙科领域是有问题的,因为这种渗入对层特性(如延展性和耐焙烧性)会产生不利影响。在牙科领域,半金属特别是砷和铊的渗-->入是有问题的,因为这种毒性物质的应用不再能保证所需的生物相容性。由此,据申请人所知,现在在牙科领域仅以锑作为添加剂是有意义的。但是从生理观点看,替代所使用的锑化合物不是不希望的。但当以牙科用陶瓷对假牙饰面时,从耐焙烧方面看,除锑化合物外,另外的金属化合物证明是不适用的。对金镀液和金合金镀液,特别是基于亚硫酸金配合物的镀液适用的至今已知的添加剂的另一个问题是,这些添加剂通常需在相应镀液正要开始使用前计量加入。这是因为在这种添加剂中所含的化合物在相应镀液中是不稳定的,而随时间发生分解以致损失其有效性。这例如可能是由于相应镀液的pH值或由于这些添加剂与镀液中所含的另外的组分发生反应。在将锑化合物加到基于亚硫酸金配合物的镀液中的情况下,锑大部分以Sb(III)使用,如酒石酸钾锑。该酒石酸钾锑在镀液中起反应生成胶质状的氧化锑化合物凝胶,它可能破坏了该添加剂的作用。该氧化锑水合物凝胶本身在通常的镀液条件下是不稳定的,并发生反应而生成晶体状氧化锑,它就不再显示所需的作用。这就是要在镀液正开始使用前将添加剂加到镀液中,并在一些时间后该添加剂会失去其作用的原因。因此不可能制备含所有所需组分的长期都可使用的金镀液或金合金镀液。另外的问题是,不仅需按计量补加添加剂,而且要正确的计量,即添加剂的所需量与其余的镀液参数和工艺参数有关。这里其影响因素例如是镀液中其它组分的含量、电活性离子的浓度、沉积容器的几何形状(电解镀液几何形状)、温度和电流密度。在大多数情况下,由于用户缺乏化学技术知识,因此就按镀液的制造商提供的所谓计量表来操作,并按待电镀的物件数量来计量该加入的量。因为待电沉积的物件在形状和大小以及所需的电沉积层的厚度均有很大不同,并由此待沉积的金属量也有很大不同,所以这种按每个物件的计量加入就带有比较大的误差。这会导致电沉积层的质量有很大差别,由此使同时在工序中进行电沉积的物件甚至可能有不同的沉积层的组成。这就使用户难以操作电沉积。在EP-B1-0 126 921中描述了一种用于电沉积金-铜-铋-合金的水性镀液,其中金以氰化金配合物存在。它用以沉积具有高铋含量的-->三元合金。其所描述的浴特别适用于在装饰物如首饰、钟表和眼镜上沉积以粉红色到紫色的覆层。该技术的重要性是铋会以高达30重量%或更高的量掺入到合金中。这开辟了一个新的应用领域如改进电子部件如插塞连接,因为该相应的沉积层特别硬,并具有良好的导电性及耐磨性。但在EP-B1-0 126 921中所述的镀液不适用于牙科领域,这特别是由于其较高的毒性,并且由于铋以高含量掺入合金中。DE-C2-2723910(相应于FR-A-2353656)申请保护用于电沉积金或金合金的镀液中的各种添加剂混合物。该添加剂混合物是用于改进沉积层的特性。这种添加剂混合物的绝对必要的组成是至少一种具有一定通式的水溶性的有机硝基化合物和至少一种选自砷、锑、铋、铊和硒中一种元素的水溶性的金属化合物。除硝基化合物外还含水溶性铋化合物的添加剂混合物也仅局限用于氰化物镀液中。在基于亚硫酸金配合物的镀液中,该文献建议应用由硝基酸和酒石酸锑钾复盐组成的添加剂。在DE-C2-2723910中提及的添加剂混合物及由此所制备的金镀液局限用于半导体技术中的电子部件的电镀。由US-A-5277790已知一种用于基于亚硫酸金配合物的镀液的添加剂,该添加剂也绝对必需含有有机多胺或多胺的混合物以及有机芳族硝基化合物。DE-A1-3400670中描述了一种基于亚硫酸金配合物的镀液,它含有由水溶性铊盐和不含羟基和氨基的羧酸组成的添加剂。本专利技术的目的在于提供一种用于电沉积金和合金的镀液,它至少部分避免了上述的缺点。特别是它使假牙模制件的电镀更可靠和更安全,并且所用镀液的操作也更简单。此外,它还可为用户提供一种已带有所有所需组分和添加剂的以及由此即可工作的镀液。最后,该相应的镀液可基本上采用生物相容的,即在生理上可接受的化合物进行操作,同时不会有损于沉积层的质量。该目的通过具有权利要求1的特征的浴和通过具有权利要求20和21特征的应用来得以解决。本专利技术的优选实施方案在从属权利要求2-19和22-27中描述。所有权利要求的文字均参考本说明书内容。本专利技术的基于亚硫酸金配合物来电沉积金和金合金的镀液的特征在于,除任选存在其它的金属化合物和其它的通常用于这种亚硫酸金镀液的添加剂外,它至少含有一种铋化合物。该铋化合物优选包括水溶性的铋化合物,它导致该镀液本身优选是水性镀液。-->基本上所有适用的无机和有机的铋化合物均可用作铋化合物。该铋化合物优选包括配位化合物,优选是所谓的螯合化合物。这种化合物已知是环状化合物,其中配位体(配合物形成剂)占有中心原子(金属)的多个配位位置,因此通常是特别稳定的配位化合物。按本专利技术,当铋化合物含有有机的配合物形成剂,优选有机的螯合物形成剂时更是优选的。可作为配合物形成剂或螯合物形成剂的特别是NTA(次氮基三乙酸酯)、HEDTA(N-(2-羟基-乙基)-乙二胺三乙酸)、TEPA(四亚乙基五胺)、DTPA(二亚乙基三胺五乙酸)、EDNTA(亚乙基二次氮基四乙酸),优选的配合物形成剂/螯合物形成剂是EDTA(亚乙基二胺四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电沉积金和金合金的镀液,优选水性镀液,其中金以亚硫酸金配合物形式存在,其特征在于,该镀液含至少一种铋化合物,优选至少一种水溶性铋化合物,和任选含至少一种其它金属的至少一种化合物以及用于这类亚硫酸金镀液的常用添加剂。

【技术特征摘要】
DE 2001-2-28 10110743.9;EP 2001-4-4 01108448.01.一种用于电沉积金和金合金的镀液,优选水性镀液,其中金以亚硫酸金配合物形式存在,其特征在于,该镀液含至少一种铋化合物,优选至少一种水溶性铋化合物,和任选含至少一种其它金属的至少一种化合物以及用于这类亚硫酸金镀液的常用添加剂。2.权利要求1的镀液,其特征在于,该亚硫酸金配合物是亚硫酸金-铵配合物。3.权利要求1或2的镀液,其特征在于,其pH值>7,优选7-9。4.上述权利要求之一的镀液,其特征在于,它含铜作为其它金属。5.上述权利要求之一的镀液,其特征在于,它含铁作为其它金属。6.上述权利要求之一的镀液,其特征在于,它含至少一种贵金属,优选是至少一种铂族的贵金属作为其它金属。7.权利要求4-6之一的镀液,其特征在于,它含至少一种水溶性的铋化合物和至少一种水溶性的铜化合物。8.权利要求5或6的镀液,其特征在于,它含至少一种水溶性的铋化合物和至少一种水溶性的铁化合物。9.权利要求4-8之一的镀液,其特征在于,它含至少一种水溶性的铋化合物、至少一种水溶性的铜化合物和至少一种水溶性的铁化合物。10.上述权利要求之一的镀液,其特征在于,该铋化合物和优选还有的其它金属的化合物是配位化合物,优选螯合化合物。11.权利要求10的镀液,其特征在于,该配位化合物包含有机配位形成剂,优选有机螯合形成剂。12.权利要求11的镀液,其特征在于,该配位形成剂或螯合形成剂是NTA、HEDTA、TEPA、DTPA、EDNTA或特别是EDTA。13.上述权利要求之一的镀液,其特征在于,该铋化合物在镀液中的浓度为0.05mg/l-其在镀液中的饱和浓度。14.权利要求13的镀液,其特征在于,该铋化合物在镀液中的浓度为0.05mg/l-1g/l,特别是0.1mg/l-10mg/l。15.上述权利要求之一,尤其是权利要求4-14之一的镀液,其特征在于,其它金属的化合物在镀液中的浓度为0.1mg/l-200g/l,优选0.1mg/l-500mg/l。16.权利要求15的镀液,其特征在于,其它金属的化合物在镀液中的浓度为1mg/l-20mg/l,优选2mg/l-10mg/l。17.上述权利要求之一的镀液,其特征在于,它基本上不含生理上有害的添...

【专利技术属性】
技术研发人员:S吕贝尔M施蒂姆克
申请(专利权)人:威兰牙科技术有限责任两合公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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