【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在水溶液中电化学沉积富金属层的方法和组合物相关申请的交叉引用本申请要求2017年6月1日提交的美国临时申请第62/513,654号的权益。背景以其金属形式的锆(Zr)是核工业中的重要的金属组分。由于其极端的耐腐蚀性和小的中子捕获横截面，锆最经常以合金形式被用作包壳材料。另外，Zr金属和氧化锆(ZrO2)两者在纯形式和合金的形式两者中均示出对于高温应用的极端耐受。因此，Zr被广泛用于暴露于高温的高性能零件，最显著地用作用于航天飞机的涂层材料。Zr和铝(Al)赋予金属表面耐腐蚀性质，并且具有许多应用(例如装饰涂层、性能涂层(performancecoating)、表面铝合金、电精炼工艺(electro-refiningprocess)以及铝离子电池)。然而，由于某些金属的大的还原电位，这些材料已经被专门用于非水介质中。非水介质(例如无机熔融盐、离子液体和分子有机溶剂)需要相对高的温度(例如>140℃)，并且可能倾向于挥发腐蚀性气体。此外，在非水介质中的电沉积方法是高成本的并且是环境有害的。锆，如同铝、钛等，是反应性金属，...
【技术保护点】
1.一种组合物，包含第一金属络合物和第二金属络合物，所述第一金属络合物包含第一反应性金属和第一吸电子配体，所述第二金属络合物包含第二反应性金属和第二吸电子配体，其中所述第一反应性金属是比所述第二反应性金属更具电负性的。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170601 US 62/513,6541.一种组合物，包含第一金属络合物和第二金属络合物，所述第一金属络合物包含第一反应性金属和第一吸电子配体，所述第二金属络合物包含第二反应性金属和第二吸电子配体，其中所述第一反应性金属是比所述第二反应性金属更具电负性的。
2.如权利要求1所述的组合物，其中所述第一反应性金属选自由以下组成的组：锆、铝、钛、锰、镓、钒、锆以及铌。
3.如权利要求1所述的组合物，其中所述第二反应性金属选自由以下组成的组：铝、锆、钛、锰、镓、钒、锆以及铌。
4.如权利要求1所述的组合物，其中所述第一反应性金属和所述第二反应性金属分别是Mg-Al、Al-Zr、Al-Ti、Al-Mn、Al-V、Al-Nb、Mg-M以及Ca-Mg。
5.如权利要求1所述的组合物，其中所述第一吸电子配体和所述第二吸电子配体独立地选自由以下组成的组：磺酸盐、磺酰亚胺、羧酸盐以及β-二酮酸盐。
6.如权利要求5所述的组合物，其中所述磺酸盐配体包括OSO2R1，其中R1是卤素；被取代的或者未被取代的C6-C18-芳基；被取代的或者未被取代的C1-C6-烷基；以及被取代的或者未被取代的C6-C18-芳基-C1-C6-烷基。
7.如权利要求5所述的组合物，其中所述磺酰亚胺配体包括N(SO3R1)，其中R1是其中R1是卤素；被取代的或者未被取代的C6-C18-芳基；被取代的或者未被取代的C1-C6-烷基；以及被取代的或者未被取代的C6-C18-芳基-C1-C6-烷基。
8.如权利要求5所述的组合物，其中所述羧酸盐配体包括式R1C(O)O-的配体，其中R1是其中R1是卤素；被取代的或者未被取代的C6-C18-芳基；被取代的或者未被取代的C1-C6-烷基；以及被取代的或者未被取代的C6-C18-芳基-C1-C6-烷基。
9.如权利要求5所述的组合物，其中所述第一吸电子配体和所述第二吸电子配体独立地选自由-O(O)C-R2-C(O)O-组成的组，其中R2是(C1-C6)-亚烷基或者(C3-C6)-亚环烷基。
10.如权利要求1所述的组合物，其中所述第一吸电子配体和所述第二吸电子配体独立地选自由以下组成的组：
11.如权利要求1所述的组合物，其中所述第一吸电子配体和所述第二吸电子配体是：
其中R1选自由F或者CF3组成的组。
12.如权利要求1所述的组合物，还包含电解质。
13.如权利要求12所述的组合物，其中所述电解质选自由以下组成的组：Na、Li、K、Cs、高氯酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、卤化物、有机硫酸盐和有机磺酸盐、酰胺磺酸盐、六氟硅酸盐、四氟硼酸盐、甲磺酸盐；以及羧酸盐。
14.如权利要求12所述的组合物，其中所述电解质的浓度是从约0.01M至约1M。
15.如权利要求1所述的组合物，还包含螯合剂。
16.如权利要求15所述的组合物，其中所述螯合剂选自由以下组成的组：碳酸氢钠、甲磺酸以及有机羧酸盐。
17.如权利要求15所述的组合物，其中所述螯合剂的浓度是从约0.01M至约1M。
18.如权利要求16所述的组合物，其中所述组合物的pH被调节成在约2和约5之间。
19.如权利要求18所述的组合物，其中所述组合物的pH被调节成在约3.8至约4.2之间。
20.如权利要求1所述的组合物，其中所述第一金属络合物与所述第二金属络合物的比是从约0.1:1至约1:0.1。
21.如权利要求20所述的组合物，其中所述第一金属络合物与所述第二金属络合物的比是约1:1。
22.如权利要求21所述的组合物，其中所述第一金属络合物包含锆，并且所述第二金属络合物包含铝。
23.如权利要求1所述的组合物，其中所述第一金属络合物的浓度是从约0.01M至约0.5M，并且所述第二金属络合物的浓度是从约0.01M至约0.5M。
24.如权利要求23所述的组合物，其中所述第一金属络合物的浓度是0.05M，并且所述第二金属络合物的浓度是0.05M。
25.如权利要求24所述的组合物，其中所述第一金属络合物包含锆，并且所述第二金属络合物包含铝。
26.如权利要求1所述的组合物，还包含电解质和螯合剂。
27.如权利要求26所述的组合物，其中所述电解质和所述螯合剂是相同的。
28.一种组合物，包含锆、铝、柠檬酸二氢钠以及甲磺酸钠。
29.如权利要求28所述的组合物，其中锆的浓度是从约0.1M至0.5M。
30.如权利要求29所述的组合物，其中锆的浓度是约0.05M。
31.如权利要求29所述的组合物，其中铝的浓度是从约0.1M至0.5M。
32.如权利要求31所述的组合物，其中铝的浓度是约0.05M。
33.如权利要求29所述的组合物，其中所述柠檬酸二氢钠的浓度是从约0.01M至约1M。
34.如权利要求33所述的组合物，其中所述柠檬酸二氢钠的浓度是约0.05M。
35.如权利要求29所述的组合物，其中所述甲磺酸钠的浓度是从约0.01M至约1M。
36.如权利要求35所述的组合物，其中所述甲磺酸钠的浓度是约0.4M。
37.一种组合物，包含锆和氧化铝。
38.如权利要求37所述的组合物，其中锆的浓度是从约1％至约20％。
39.如权利要求37所述的组合物，其中锆的浓度是约50％，并且氧化铝的浓度是约50％。
40.一种将至少一种反应性金属电沉积到导电基底的表面上的方法，包括电化学地还原包含第一反应性金属的第一金属络合物和包含第二反应性金属的第二金属络合物，其中所述第一金属络合物和所述第二金属络合物被溶解在大体上含水介质中，至少锆的第一层被沉积到所述导电基底的所述表面上，并且其中所述第一反应性金属是比所述第二反应性金属更具电负性的。
41.如权利要求40所述的方法，其中所述第一反应性金属选自由以下组成的组：锆、铝、钛、锰、镓、钒、锆以及铌。
42.如权利要求40所述的方法，其中所述第二反应性金属选自由以下组成的组：锆、铝、钛、锰、镓、钒、锆以及铌。
43.如权利要求40所述的方法，其中所述第一反应性金属是锆，并且所述第二反应性金属是铝。
44.如权利要求43所述的方法，还包括将至少铝的第一层沉积到所述锆的第一层上。
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡纳德·B·努尔瓦拉，约翰·D·沃特金斯，
申请(专利权)人：鲁米士德科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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