[發明專利]一種采用磁場輔助復合電鍍的方法

在審

• 申請號: 201610033756.5
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105568348A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 張全生;摩爾根;尹佳佳;張道明
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;C25D5/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種采用磁場輔助復合電鍍的方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)將核殼結構的磁性三氧化二鐵微粒超聲分散在電鍍液中；

(2)在外加磁場的作用下，將分散在鍍液中的核殼結構磁性微粒吸附在陰極表 面；

(3)將電流通過電鍍體系，吸附在陰極的核殼結構磁性微粒隨沉積金屬層厚度增 加，逐步復合到金屬鍍層中，形成復合鍍層。

2.如權利要求1所述的一種采用磁場輔助復合電鍍的方法，其特征在于：步 驟(1)中核殼結構磁性三氧化二鐵微粒表面的包覆殼層為SiO₂、TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃等氧化物層，SiC、C、或者為BC等碳化物層。

3.如權利要求1所述的一種采用磁場輔助復合電鍍的方法，其特征在于：步 驟(1)中核殼結構磁性三氧化二鐵在鍍液中的含量為1-3g/L。

4.如權利要求1所述的一種采用磁場輔助復合電鍍的方法，其特征在于：步 驟(1)中核殼結構磁性三氧化二鐵的形貌為球形、橢球形、或者針狀，核殼結構 磁性三氧化二鐵的微粒粒徑小于1微米。

5.如權利要求1所述的一種采用磁場輔助復合電鍍的方法，其特征在于：步 驟(1)中電鍍液為能保證核殼結構磁性微粒組分穩定電鍍Cu、Ni、Zn、Cr層的單 金屬電鍍液體系，或者是Zn-Ni、Cu-Sn合金電鍍液體系。

6.如權利要求1所述的一種采用磁場輔助復合電鍍的方法，其特征在于：步 驟(2)中外加磁場為永久磁體提供，或者是由電磁體提供。

7.如權利要求1所述的一種采用磁場輔助復合電鍍的方法，其特征在于：步 驟(2)中的磁體放置在陰極一側，并保持與陰極平行位置。

8.如權利要求1所述的一種采用磁場輔助復合電鍍的方法，其特征在于：步 驟(2)中陰極基體在吸附核殼結構磁性微粒進行復合電鍍前，通過拋光處理或者 電鍍光亮鍍層處理，光亮鍍層的厚度控制在5微米以下。

9.如權利要求1所述的一種采用磁場輔助復合電鍍的方法，其特征在于：通 過重復步驟(1)-(3)，可以得到多層結構的復合鍍層，最外層結構的金屬鍍層的 厚度控制在核殼結構磁性微粒粒徑的40～60％。

10.如權利要求1所述的一種采用磁場輔助復合電鍍的方法，其特征在于包 括如下步驟：

1)配制濃度為1～5g/L核殼結構磁性復合微粒懸濁液，超聲分散0.5～2小時；

2)一個配制光亮鍍鎳液的步驟，先稱取硫酸鎳、氯化鎳，倒入一個容器中， 加入水攪拌使其溶解；再加入溶解好的硼酸溶液，得到基礎鍍液，再加 入十二烷基硫酸鈉、糖精、丁炔二醇，在上述的光亮鍍鎳液中，十二烷 基硫酸鈉的濃度為0.01-0.05g/L，糖精的濃度為0.3-0.5g/L，丁炔二醇 的濃度為0.2-0.25g/L，硫酸鎳的濃度為300-350g/L，氯化鎳的濃度為 35-40g/L，硼酸的濃度為20-30g/L，T＝55-60℃，J＝3A/dm²，pH＝3.8-4.4；

3)一個配制復合鍍鎳液的步驟，先稱取硫酸鎳、氯化鎳，加入到一個反應 容器中，加入水攪拌使其溶解，在其中加入溶解好的硼酸溶液，上述復 合鍍鎳液的pH＝2.0-4.5，T＝55-60℃，硼酸在上述復合鍍鎳液中的濃度 為20-30g/L；硫酸鎳在上述復合鍍鎳液中的濃度為300-350g/L，氯化鎳 在上述復合鍍鎳液中的濃度為35-40g/L；

4)一個陰極預處理的步驟；用紫銅片作陰極，按照打磨、冷水洗、化學除 油、冷水洗、稀酸弱浸蝕、冷水洗的步驟進行預處理，化學除油采用堿 性除油體系，所述的堿性除油體系由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉、硅酸 鈉和去離子水組成，在所述的堿性除油體系中，氫氧化鈉的濃度為 6-8g/L，碳酸鈉的濃度為50-60g/L，磷酸鈉的濃度為60-70g/L，硅酸鈉 的濃度為6-10g/L，化學除油溫度為80-90℃，時間為3-5分鐘，在采用 稀酸進行弱浸蝕的過程中，稀酸為質量百分比濃度為3～8％的硫酸溶液， 浸蝕時間為0.5-1min；

5)一個光亮鍍鎳的步驟；用步驟(2)配制的光亮鍍鎳溶液，在經過步驟(4) 預處理的紫銅基體上預先電鍍一層厚度為500～700nm的光亮、平整的鍍 層作為底層，光亮鍍鎳的電流密度采用2-3A/dm²；

6)一個采用磁場輔助復合電鍍鎳的步驟；將步驟(1)配制的核殼結構磁性微 粒的懸浮液滴加到步驟(3)配制的復合鍍鎳電鍍液中，所述的懸浮液和電 鍍液的體積比為2～4:200，充分分散，在鍍槽外陰極側加磁場，待電鍍 液中懸浮的核殼結構磁性微粒完全均勻吸附制陰極后，按照復合鍍鎳工 藝開始電鍍，基質金屬鎳層的厚度控制在600-2200nm，重復操作，得到 含有定向排列的橢球狀磁性復合微粒γ-Fe₂O₃/TiO₂的復合鍍層。