一种无氰电刷镀Ag-W合金镀液体系及其制备方法、应用技术

本发明专利技术属于电刷镀技术领域，具体涉及一种无氰电刷镀Ag

【技术实现步骤摘要】
一种无氰电刷镀Ag
‑
W合金镀液体系及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于电刷镀
，具体涉及一种无氰电刷镀Ag
‑
W合金镀液体系及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]银具有良好的导电和导热性能，在所有的金属中银的导电性能最好。除此之外，金属银还具有较高的化学稳定性及耐蚀性，在大多数有机酸、强碱及盐溶液中也具有良好的化学稳定性。基于银的这些优良特性，制备银涂层在涂层生产中占有十分重要的地位。
[0003]银镀层是目前广泛采用的导电金属镀层。常规的银镀层采用氰化物络合剂，然而，出于环保和满足现场应用的要求，无氰镀液体系是目前的努力目标。但目前无氰镀液制备的镀层同氰化物镀液制备的镀层相比，存在硬度低，耐磨损能力不足，耐烧蚀能力差等缺点。如果通过调配电镀溶液成分及工艺获得含有钨的纳米银镀层，不但可提高镀层的硬度，更能大幅度提高耐磨性及耐烧蚀性能，在导电镀层制备领域将具有重要的应用前景。
[0004]电刷镀工艺是电镀的一个分支，相比连续直流电镀具有某些特殊的优势，例如在刷镀过程中，电刷头的机械运动可打碎晶粒的连续生长过程，因此有更强的细化晶粒效果，甚至可以获得纳米晶镀层。
[0005]由于银自身的电位很高（+0.799V），其他金属的电位较低，例如（钨为
‑
1.05V，钼为
‑
0.22V），因此银和钨、钼等的共沉积具有很大的挑战性。一方面钨等这类元素不能直接被电镀沉积，只能通过铁族元素（Fe、Ni、Co）共沉实现。另外由于银的电位高，很容易导致沉积快而不容易获得纳米晶。因此如何用电刷镀获得具有纳米结构银钨合金镀层，除了要有合适的络合体系，更要有合适的电刷镀工艺。
[0006]目前相关的报道大多聚焦在单质银镀层方法的工艺及方法，例如专利200510023573、专利200710009207、专利20010009208都涉及到不同的无氰镀银工艺方法，专利CN103540978A则涉及到一种碱性无氰电镀Ag
‑
Ni合金的方法。基于目前的研究，涉及到采用电刷镀制备Ag
‑
W合金镀层的技术很少。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种无氰电刷镀Ag
‑
W合金镀液体系。
[0008]本专利技术还提供了一种上述一种无氰电刷镀Ag
‑
W合金镀液体系的制备方法。
[0009]本专利技术的另一目的为提供了一种利用上述无氰电刷镀Ag
‑
W合金镀液体系的应用，通过引入脉冲反镀工艺，实现用电刷镀方法获得纳米银钨合金镀层。
[0010]本专利技术为了实现上述目的所采用的技术方案为：本专利技术提供了一种无氰电刷镀Ag
‑
W合金镀液体系，包括以下含量的成分：10
‑
40g/L硝酸银、1
‑
10g/L可溶性镍盐、10
‑
60g/L钨酸盐、80
‑
150g/L 5,5
−
二甲基乙内酰脲、20
‑
60g/L柠檬酸钠、10
‑
50g/L乙酸铵和0.1
‑
1g/L 2,2
′−
联吡啶，溶剂为水。
[0011]进一步的，所述Ag
‑
W合金镀液体系的pH为7
‑
9；采用氨水或硝酸调节pH。
[0012]本专利技术还提供了一种无氰电刷镀Ag
‑
W合金镀液体系的制备方法，包括以下步骤：称取硝酸银、硫酸镍、钨酸钠、5,5
−
二甲基乙内酰脲、柠檬酸钠、乙酸铵和2,2
′−
联吡啶，用去离子水配成溶液，用氨水和硝酸调节pH即可。
[0013]本专利技术还提供了一种镀液体系在无氰电刷镀Ag
‑
W合金中的应用，其特征在于，所述电刷镀的基体为铜。
[0014]本专利技术所提供的脉冲反镀工艺的具体工艺为：（1）采用铜为基体，清洗干净后备用；（2）配置镀液，备用；（3）采用脉冲反镀工艺进行电刷镀Ag
‑
W合金。
[0015]进一步的，所述脉冲反镀工艺的参数为：电压为
±
2V，脉冲工作宽度正向电压工作时间500
‑
2000μs，反向电压工作时间200
‑
500μs，镀笔速度6
‑
10m/min。
[0016]本专利技术提供的镀液体系中，硝酸银的主要作用是镀液的主盐，在沉积过程中提供银离子，可溶性镍盐作为辅盐提供少量的镍析出，镍可促进钨的共沉析出。5,5
−
二甲基乙内酰脲是镀液中银离子的主要络合物，它能与银离子形成稳定络合物，使银离子的析出电位显著负移，降低沉积速度以利于纳米晶的形成。二甲基乙内酰脲可以作为钨的络合剂，柠檬酸钠为辅助络合剂。钨酸盐可以选用钨酸钠、钨酸铵等，主要是在电刷镀过程中提供钨源。2,2
′−
联吡啶作为光亮剂使用。电刷镀的示意图如图1所示。
[0017]所采用的脉冲反镀波形如图2所示，U
C
和U
A
分别表示正负极的加载电压，通过周期性的变化，可以实现银离子与钨离子的分别沉积。控制T
C
和T
A
的时间，可以控制不同元素的沉积含量，从而获得钨晶界偏聚抑制银晶粒长大的效果。本专利技术通过控制各成分的含量，如主盐的浓度、络合剂的含量，协同调控施镀电压及脉冲参数等工艺参数，从而实现Ag
‑
W合金的共沉。
[0018]本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术在电镀银镀液中添加镍离子和钨酸根离子，结合脉冲反镀技术，在正电位沉积银，在反向电位沉积钨酸根离子，还原出金属钨，实现了Ag
‑
W合金的共沉；（2）本专利技术利用脉冲反镀工艺促进了W的沉积，W的析出由于晶界偏聚效应进一步促进了纳米银的形成，可获得纳米银为主的镀层，硬度及耐磨性都由于传统的直流电镀银镀层。
[0019]（3）本专利技术通过少量的钨的加入，能够显著细化镀银层的晶粒尺寸。
附图说明
[0020]图1为本专利技术提供的脉冲电刷镀的示意图。
[0021]图2为脉冲反镀波形示意图。
[0022]图3为实施例1制备得到的镀层XRD图。
[0023]图4为实施例1制备得到的镀层SEM图。
具体实施方式
[0024]下面通过具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步的解释和说明。
[0025]实施例1
（1）采用紫铜为基体，经过去氧化膜后清洗干净；（2）镀液成分为：20g/L硝酸银、10g/L硫酸镍、30g/L钨酸钠、120g/L5,5
−
二甲基乙内酰脲、40g/L柠檬酸钠、40g/L乙酸铵和0.2g/L2,2
′−
联吡啶，用去离子水配成溶液，用氨水和硝酸将PH值调成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无氰电刷镀Ag
‑
W合金镀液体系，其特征在于，包括以下含量的成分：10
‑
40g/L硝酸银、1
‑
10g/L可溶性镍盐、10
‑
60g/L钨酸盐、80
‑
150g/L 5,5
−
二甲基乙内酰脲、20
‑
60g/L柠檬酸钠、10
‑
50g/L乙酸铵和0.1
‑
1g/L 2,2
′−
联吡啶，溶剂为水。2.根据权利要求1所述的无氰电刷镀Ag
‑
W合金镀液体系，其特征在于，所述Ag
‑
W合金镀液体系的pH为7
‑
9；采用氨水或硝酸调节pH。3.一种如权利要求1或2所述的无氰电刷镀Ag
‑
W合金镀液体系...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宝帅，张忠文，索帅，李新梅，步衍江，张鲁宁，李文，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：