[發(fā)明專利]一種離子液體電鍍Ni-Fe合金的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410547551.X
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104313655A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 華一新;介亞菲;徐存英;李堅;張啟波;李艷;龔凱;汝娟堅;周忠仁;齊燦燦;陳孔豪
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C25D3/56
• 分類號: C25D3/56;C25D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種離子液體電鍍Ni-Fe合金的方法，屬于有色金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

Ni-Fe合金薄膜材料是一種典型的軟磁材料，磁飽和強度大，矯頑力小，具有良好耐腐蝕性能，可作為磁性材料、磁屏蔽材料，廣泛應(yīng)用于電子和信息等工業(yè)領(lǐng)域，已成為高技術(shù)功能材料的重要組成部分。目前，Ni-Fe軟磁合金薄膜材料的制備方法有：機械軋制法，真空濺射法，單輥超急冷法和電沉積法。前者工藝比較復(fù)雜，能耗大，成本高。與其他制備方法相比，電沉積法具有以下優(yōu)點：在低溫下操作適合于制備納米結(jié)構(gòu)晶體；可以任意改變工藝參數(shù)，精確控制合金薄膜厚度、成分與微觀結(jié)構(gòu)；所得合金薄膜平整光亮，且具有很高的密度和低孔隙；低投入，低成本，可連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。所以，電沉積法是制備Ni-Fe合金薄膜材料的很有發(fā)展前途的一種技術(shù)。目前隨著元器件向高頻、節(jié)能和小型化的方向發(fā)展，我國對電沉積Ni-Fe合金薄膜材料的需求量日益擴大，但國內(nèi)此類產(chǎn)品非常欠缺，只能靠進(jìn)口以滿足需要。因而電沉積Ni-Fe磁性合金薄膜材料及技術(shù)的研究與開發(fā)具有廣闊的前景和潛在的應(yīng)用價值。

離子液體是室溫離子液體的簡稱，是一種由陰、陽離子組成，在室溫或室溫附近呈液態(tài)的有機鹽。它具有電化學(xué)窗口寬、導(dǎo)電性好、液態(tài)范圍寬、無蒸汽壓、穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能，是一種綠色溶劑。在電沉積方面，離子液體融合了高溫熔鹽和水溶液的優(yōu)點：具有較寬的電化學(xué)窗口和良好的導(dǎo)電性，在室溫下即可得到在高溫熔鹽中才能電沉積出的金屬和合金，但沒有高溫熔鹽那樣的強腐蝕性；同時，在離子液體中還可電沉積得到大多數(shù)能在水溶液中得到的金屬，且無副反應(yīng)，因而得到的金屬質(zhì)量更好，電流效率更高，特別是對鋁、鈦、硅和鍺等很難在水溶液中電沉積得到的金屬更是如此。離子液體的上述特性及其良好的導(dǎo)電性使之成為電沉積研究的嶄新液體，在電沉積金屬方面得到越來越多的應(yīng)用。

專利申請?zhí)枮?010105596959、名稱為“一種離子液體電鍍Zn-Ti合金的方法”發(fā)明專利申請公開了一種制備Zn-Ti合金的方法，該方法中首先將一種有機化合物與無水氯化鋅混合形成離子液體，然后加入鈦鹽制備成離子液體電解液；電沉積；最后經(jīng)丙酮和蒸餾水洗滌后干燥即能制備Zn-Ti合金。該方法僅針對制備Zn-Ti合金，上述離子液體電解液并不能制備得到本發(fā)明的Ni-Fe合金。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種離子液體電鍍Ni-Fe合金的方法。該方法目的在于克服當(dāng)前電鍍Ni-Fe合金存在電解液配制復(fù)雜，成本高、鍍層質(zhì)量難以控制等缺陷，提供一種工藝簡單的生產(chǎn)方法，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。

一種離子液體電鍍Ni-Fe合金的方法，其具體步驟如下：

步驟1、在惰氣環(huán)境中，首先按1~2:1~3的摩爾比將氯化膽堿和尿素混合形成離子液體，然后向離子液體中分別加入質(zhì)量為離子液體質(zhì)量3~18%的鎳鹽和鐵鹽，混合均勻得離子液體電解液；

步驟2、將預(yù)處理后的基體為陰極，鐵片、鎳片或石墨為陽極，將陰極和陽極放入到步驟1得到的離子液體電解液中，保持陽極與陰極距離為0.2~5cm，在溫度為60~110℃、控制電流密度為3.0~11.0mA/cm^-2進(jìn)行恒電流沉積0.1~3小時，得到陰極試件；

步驟3、將步驟2得到的陰極試件依次采用丙酮和蒸餾水沖洗，干燥，即得Ni-Fe合金鍍層。

所述步驟1中的鎳鹽為無水氯化鎳、硝酸鎳或硫酸鎳。

所述步驟1中的鐵鹽為四水氯化亞鐵、無水氯化鐵或硫酸鐵。

所述步驟2中的基體為碳鋼、鐵或銅。

本發(fā)明的有益效果是：（1）本發(fā)明可制備出Fe含量控制在1.0~75.4%的Ni-Fe合金鍍層，而且鍍層均一、光滑平整、與基底結(jié)合牢固；（2）本發(fā)明工藝簡單，對設(shè)備的材質(zhì)要求低，能耗較小，成本低廉。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實施例1

該離子液體電鍍Ni-Fe合金的方法，其具體步驟如下：

步驟1、在惰氣環(huán)境中，首先按1:1的摩爾比將氯化膽堿和尿素混合形成離子液體，然后向離子液體中分別加入質(zhì)量為離子液體質(zhì)量3%的鎳鹽和鐵鹽，混合均勻得離子液體電解液，其中鎳鹽為無水氯化鎳、鐵鹽為無水氯化鐵；