[發明專利]一種離子液體電沉積溶液以及在該溶液中電沉積制備銥層的方法

無效

• 申請號: 201010216860.0
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN101892498A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 錢建剛;肖世明
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C25C3/34
• 分類號: C25C3/34
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

技術領域

本發明涉及一種電沉積制備銥層所采用的離子液體溶液，還涉及在離子液體溶液中采用恒電流方法來電沉積制備銥層。

背景技術

金屬銥具有很高的熔點、很高的強度及較好的延展性，有其它金屬所不及的化學惰性以及在高溫下具有很強的阻擋氧和碳的特性，因此常常被鍍覆在某些關鍵零件的表面，如導彈巡洋艦渦輪發動機、火箭燃燒室內壁、氣體渦輪發動機、火力發電機、汽車工業及其它需要高溫的結構件表面，在航空、航天、航海及民用高技術領域等具有廣泛的應用前景。

目前制備銥層的主要方法有：水溶液中電沉積制備銥層、熔融鹽體系中電沉積制備銥層、化學氣相沉積制備銥層、濺射物理氣相沉積制備銥層和等離子噴涂制備銥層等。在水溶液中電沉積制備銥層由于陰極存在副反應，獲得的銥層性能并不理想，存在很大應力等問題。利用高溫熔鹽電沉積制備銥層存在操作溫度過高、能耗大、強腐蝕等問題。化學氣相沉積制備銥層所需設備昂貴、成本高。濺射物理氣相沉積制備銥層沉積速率較慢，而且不適合沉積在形狀復雜的部件上。等離子噴涂所獲得的銥層孔隙率較高，不能作為保護涂層來使用，特別是在超高溫環境下。

離子液體是指在室溫附近呈液體狀態、通常由體積相對較大、不對稱的有機陽離子和體積相對較小的無機陰離子組合而成的物質，有時也稱為室溫熔鹽。離子液體具有蒸氣壓低、熱穩定性好、電導率高、電化學窗口寬、可通過改變離子種類調節離子液體的溶解性等特點，因此，離子液體成為電沉積中一種嶄新的介質。離子液體作為電沉積的介質，既可沉積得到水體系中無法獲得的輕金屬(受水體系電化學窗口的限制)，也可在室溫下獲得在高溫熔鹽中才能電沉積得到的難熔金屬，而且由于副反應少，獲得的金屬性能更好，因此，離子液體在金屬電沉積方面具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的之一是提出一種在電沉積制備銥層時采用的離子液體電沉積溶液的組成。

本發明的另一個目的是提出一種在離子液體溶液中采用恒電流的方法來電沉積制備銥層。

本發明的優點：利用本方法在離子液體中電沉積制備的銥層具有操作方便、成本低廉、性能優良，而且適合沉積在形狀復雜的零部件上等優點。

本發明的一種在電沉積制備銥層時采用的離子液體電沉積溶液(槽液)由10ml的三氯化鋁型離子液體中加入0.001g～0.20g的無水三價銥鹽組成；或者是由10ml的非三氯化鋁型離子液體中加入0.001g～0.20g的無水三價銥鹽組成；或者是由10ml的三氯化鋁型離子液體中加入0.001g～0.20g的無水三價銥鹽和1ml～20ml的乙二醇組成。

所述的無水三價銥鹽可以是IrCl₃、IrF₃和IrBr₃中的一種；

所述的三氯化鋁型離子液體是BMIC(氯化1-甲基-3-丁基咪唑)、或者是EMIC(氯化1-甲基-3-乙基咪唑)；

所述的非三氯化鋁型離子液體是BMIPF₆(1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸鹽)、EMIPF₆(1-甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸鹽)、BMIBF₄(1-甲基-3-丁基咪唑四氟硼酸鹽)和EMIBF₄(1-甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽)中的一種。

具體實施方式

下面將結合實施例對本發明做進一步的詳細說明。

本發明的一種在電沉積制備銥層時采用的離子液體電沉積溶液(槽液)由10ml的三氯化鋁型離子液體中加入0.001g～0.20g的無水三價銥鹽組成；或者是由10ml的非三氯化鋁型離子液體中加入0.001g～0.20g的無水三價銥鹽組成；或者是由10ml的三氯化鋁型離子液體中加入0.001g～0.20g的無水三價銥鹽和1ml～20ml的乙二醇組成。

所述的無水三價銥鹽可以是IrCl₃、IrF₃和IrBr₃中的一種；

所述的三氯化鋁型離子液體是BMIC(氯化1-甲基-3-丁基咪唑)、或者是EMIC(氯化1-甲基-3-乙基咪唑)；

所述的非三氯化鋁型離子液體是BMIPF₆(1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸鹽)、EMIPF₆(1-甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸鹽)、BMIBF₄(1-甲基-3-丁基咪唑四氟硼酸鹽)和EMIBF₄(1-甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽)中的一種。