包括不含镍的涂层的制品和方法技术

本文描述了包括不含镍的涂层的制品和用于施加涂层的方法。本发明专利技术涉及形成在基底上的不含镍的涂层，所述涂层包括：形成在基底上的第一金属层，其中第一金属层包含银；以及形成在第一金属层上的第二金属层，第二金属层包含铑。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括不含镍的涂层的制品和方法相关申请本申请要求于2016年2月16日提交的美国临时申请第62/296,042号的优先权，其通过引用整体并入本文。
本专利技术一般性地涉及包括不含镍的涂层的制品及相关方法(例如，电沉积方法)。
技术介绍
可以在基础材料上施加许多类型的涂层。电沉积是用于沉积这样的涂层的常用技术。电沉积通常涉及向放置在电沉积浴中的基础材料施加电压以还原该浴中的金属离子物类以其金属涂层的形式沉积在基础材料上。可以使用电源在阳极和阴极之间施加电压。阳极或阴极中的至少一者可以用作待涂覆的基础材料。在一些电沉积方法中，可以以复杂的波形施加电压，例如在脉冲电镀、交流电镀或反向脉冲电镀中。多种金属涂层都可以使用电沉积来沉积。电子部件(例如，电连接器)或装饰部件(例如，珠宝)通常包括多层涂层。例如，部件可以包括在基底与贵金属(例如，金)顶层之间的镍阻挡层或镍合金阻挡层。然而，在某些应用中，镍可能是不期望的。例如，镍可以引起过敏性皮肤反应，这对于可穿戴电子产品、可移动装置和珠宝而言是不期望的。因此，需要不包含镍的金属涂层。
技术实现思路
本文描述了包括不含镍的涂层的制品和方法。在一个方面，提供了一种制品。制品包括基底和形成在所述基底上的不含镍的涂层。涂层包括形成在基底上的第一金属层。第一金属层包含银。涂层还包括形成在第一金属层上的第二金属层。第二金属层包含铑。在一个方面，提供了形成经涂覆的制品的方法。所述方法包括在基底上电沉积不含镍的涂层。涂层包括形成在基底上的第一金属层。第一金属层包含银。涂层还包括形成在第一金属层上的第二金属层。第二金属层包含铑。本专利技术的另一些方面、实施方案和特征由以下详细描述将变得明显。通过引用并入本文的所有专利申请和专利通过引用其整体并入。在冲突的情况下，将以本说明书(包括定义)为准。附图说明图1A至1C分别是如实施例1中所述如所沉积的涂层(图1A)、在150℃下500小时之后的涂层(图1B)和在225℃下500小时之后的涂层(图1C)的截面的图像的副本。图2A至2C分别示出了如实施例1中所述的如所沉积(图2A)、在150℃下500小时之后(图2B)和在225℃下500小时之后(图2C)的界面区域(其中存在来自基底和第一金属层的两者的原子)。图3示出了如实施例2中所述的样品1和2在不同时间在浸没腐蚀测试之后的照片的副本。具体实施方式本文描述了包括不含镍的涂层的制品和用于施加涂层的方法。制品可以包括在其上形成多层不含镍的涂层的基底。在一些实施方案中，涂层包括多个金属层。通常，金属层包含一种(例如，仅一种)或更多种金属。在一些情况下，涂层的金属层中的至少一些(例如，全部)可以使用电沉积方法来施加。如下文进一步描述的，包括不含镍的涂层的制品可以表现出期望的电特性及特征和机械特性及特征，包括例如突出的浸没腐蚀特性。例如，制品可以用于多种电子应用，包括可穿戴电子产品和可移动装置。因为涂层是不含镍的，所以避免了与镍相关的缺点(例如，过敏性皮肤反应)。如上所述，本文所述的制品可以包括基底。多种不同的基底可以是合适的。在一些情况下，基底可以包含导电材料，例如金属、金属合金、金属间材料等。合适的基础材料包括钢、不锈钢、铜和铜合金(例如，黄铜或青铜材料)、铝和铝合金、镍和镍合金、具有导电性表面和/或表面处理的聚合物、以及透明导电氧化物等。在一些实施方案中，铜基础基底是优选的。在一些实施方案中，优选的是，基底不含镍。在一些实施方案中，基底可以基本上由一种材料(例如，单个材料层或基体(bulk)材料)形成。在另一些实施方案中，基底由多于一个不同材料的层形成。基底可以是以多种形状和尺寸的形式。例如，基底可以是条带。在一些情况下，基底可以是经穿孔的。在一些情况下，基底可以是分立部件。可以在基底上形成不含镍的涂层。在一些情况下，涂层基本上覆盖基底的整个外表面区域。在一些情况下，涂层仅覆盖基底的外表面区域的一部分。例如，涂层可以仅覆盖基底的一个外表面。在一些情况下，可以在形成涂层时将基底的部分掩盖，使得在基底的某些部分上选择性地形成涂层而使基底的其余部分保持未涂覆。在一些实施方案中，涂层的一个或更多个层在形成时可以选择性地沉积(例如，使用掩膜)。即，一个或更多个层(例如，诸如Rh或Au的金属层)可以仅覆盖基底或下面的层的外表面区域的一部分。如上所述，涂层可以包括多个金属层。涂层的第一层可以是金属层。在一些实施方案中，第一金属层直接形成在基底上。在另一些实施方案中，可以在基底和第一金属层之间形成中间层。在一些情况下，第一金属层包含银(即，基于银的金属层)。银可以是银金属(例如，基本上纯的金属)形式。在一些情况下，第一金属层包含基于银的合金。例如，这样的合金还可以包含钨和/或钼。基于银的合金可以是固溶体形式。在一些实施方案中，优选的是，第一金属层包含银-钨合金。也可以使用其他银合金。在一些实施方案中，合金中的钨和/或钼(例如，剩余的基本上为银)的重量百分比可以为至少0.1重量百分比、至少0.25重量百分比、至少0.5重量百分比、至少1重量百分比、至少2重量百分比、至少5重量百分比和/或至少10重量百分比。在一些实施方案中，合金中的钨和/或钼(例如，剩余部分基本上为银)的重量百分比可以小于25重量百分比、小于10重量百分比、小于5重量百分比、小于2.5重量百分比、小于1重量百分比和/或小于0.5重量百分比。应理解，上述范围的所有合适组合均是可能的(例如，0.1重量百分比至25重量百分比、0.5重量百分比至5重量百分比、1至2.5等)。也可以使用该范围之外的其他重量百分比。在一些实施方案中，基于银的金属层可以包含“硬银”。在一些情况下，基于银的金属层的维氏硬度大于100VHN；并且在一些情况下，大于150VHN；并且在一些情况下，大于200VHN。在一些情况下，维氏硬度小于500VHN，并且在一些情况下，小于400VHN。在一些情况下，第一金属层(例如，基于银的金属层)可具有特定的显微结构。例如，第一金属层可具有纳米结晶显微结构。如本文使用的，“纳米结晶”结构是指其中结晶晶粒的数均尺寸小于1微米的结构。结晶晶粒的数均尺寸向每个晶粒提供相等的统计权重，并且被计算为在代表性体积的物体中所有球体当量晶粒直径之和除以总晶粒数。在一些实施方案中，结晶晶粒的数均尺寸可以小于200nm、小于100nm、小于50nm、小于25nm和/或小于10nm。在一些实施方案中，结晶晶粒的数均尺寸可以大于1nm、大于5nm、大于10nm和/或大于25nm。应理解，上述范围的所有合适组合是可能的(例如，5nm至100nm、10nm至50nm、15nm至35nm等)。在一些实施方案中，第一金属层可具有无定形结构。如本领域已知的，无定形结构是以原子位置中没有长程对称性为特征的非晶结构。无定形结构的实例包括玻璃或类玻璃结构。在一些情况下，第一金属层(例如，基于银的金属层)是热稳定的。例如，该层的晶粒尺寸在升高的温度下保持稳定。在一些情况下，在暴露于至少150℃的温度至少500小时之后，第一金属层的晶粒尺寸变化不超过约30nm、不超过约20nm、不超过约15nm、不超过约10nm、或者不超过约5nm。在一些情况下，在暴露于约225℃的温度至少500小时之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制品，包括：基底；形成在所述基底上的不含镍的涂层，所述涂层包括：形成在所述基底上的第一金属层，其中所述第一金属层包含银；以及形成在所述第一金属层上的第二金属层，所述第二金属层包含铑。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.16 US 62/296,0421.一种制品，包括：基底；形成在所述基底上的不含镍的涂层，所述涂层包括：形成在所述基底上的第一金属层，其中所述第一金属层包含银；以及形成在所述第一金属层上的第二金属层，所述第二金属层包含铑。2.一种形成经涂覆的制品的方法，包括：在基底上电沉积不含镍的涂层，其中所述涂层包括：形成在所述基底上的第一金属层，其中所述第一金属层包含银；以及形成在所述第一金属层上的第二金属层，所述第二金属层包含铑。3.根据任一前述权利要求所述的方法的制品，其中所述第一金属层具有纳米结晶晶粒结构。4.根据任一前述权利要求所述的方法的制品，其中所述第一金属层的维氏硬度大于150VHN。5.根据任一前述权利要求所述的方法的制品，其中所述制品为电连接器。6.根据任一前述权利要求所述的方法的制品，其中所述制品为装饰部件。7.根据任一前述权利要求所述的方法的制品，其中所述制品为珠宝。8.根据任一前述权利要求所述的制品或方法，其中所述第一金属层直接形成在所述基底上。9.根据任一前述权利要求所述的制品或方法，其中所述涂层包括在所述基底和所述第一金属层之间的中间层。10.根据任一前述权利要求所述的制品或方法，其中所述第一金属层包含基于银的合金。11.根据任一前述权利要求所述的制品或方法，其中所述基于银的合金还包含钼和/或钨。12.根据任一前述权利要求所述的制品或方法，其中所述基于银的合金包括银钨合金。13.根据任一前述权利要求所述的制品或方法，其中在暴露于约225℃的温度至少500小时之后，所述第一金属层的晶粒尺寸变化不超过约50nm。14.根据任一前述权利要求所述的制品或方法，其中所述第一金属层具有纳米结晶晶粒尺寸。15.根据任一前述权利要求所述的制品或方法，其中所述第一金属层的厚度在0.1微米与10微米之间。16.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·卡哈伦，凯西·布伊，周政，阿兰·C·隆德，
申请(专利权)人：思力柯集团，
类型：发明
国别省市：美国,US