[發(fā)明專利]用于電解鋅-鎳合金沉積的膜陽極系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080010154.2
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN113383118A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 史蒂文·林哈德;托馬斯·弗雷茲
• 申請（專利權）人: 德國艾托特克公司
• 主分類號: C25D17/00
• 分類號: C25D17/00;C25D17/10;C25D21/12;C25D21/18
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

本發(fā)明涉及用于電解鋅?鎳合金沉積的膜陽極系統(tǒng)、使用膜陽極系統(tǒng)在待處理的襯底上電解沉積鋅?鎳合金層的方法和膜陽極系統(tǒng)用于通過此一方法在待處理的襯底上酸性或堿性電解沉積鋅?鎳合金層的用途。

技術領域

本發(fā)明涉及用于電解鋅-鎳合金沉積的膜陽極系統(tǒng)。

本發(fā)明進一步涉及使用膜陽極系統(tǒng)在待處理的襯底上電解沉積鋅-鎳合金層的方法和膜陽極系統(tǒng)用于通過此一方法在待處理的襯底上酸性或堿性電解沉積鋅-鎳合金層的用途。

背景技術

金屬或金屬合金(稱為涂層)在其它金屬或金屬涂布的塑料上的電化學沉積是用于表面的提升、裝飾和增加電阻的已建立技術(實用電鍍技術(PraktischeGalvanotechnik),Eugen G.Leuze出版社(Verlag))。金屬或金屬合金的電化學沉積通常使用浸于充滿電解質的電解池中的陽極和陰極實施。在這兩個電極(陽極和陰極)之間施加電位時，金屬或金屬合金沉積于襯底(陰極)上。

在一些情形中，此構造有所變化且提供其中電解質借助半透膜分成陰極電解液室(陰極空間中的電解質)和陽極電解液室(陽極空間中的電解質)的電解池。襯底(陰極)在此處浸于含有待沉積金屬離子的陰極電解液中。施加電位時，電流經(jīng)由陽極電解液穿過膜進入陰極電解液中。

US 2017/016137 A1涉及用于在晶片上電鍍銅的電鍍處理器，其中容器中的惰性陽極具有在陽極膜管內的陽極線。

WO 2004/013381 A2公開用于銅電沉積的電化學電鍍系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含電鍍池，其中所述電鍍池通常包括安置在陽極電解液室與陰極電解液室之間的離子交換膜。

WO 2009/124393 A1涉及用于從富鐵硫酸鹽廢液、采礦殘余物和浸酸液回收金屬鐵和硫酸有用材料的電化學工藝。

WO 2004/059045 A2涉及用于電鍍的陽極，其包含基本構件和遮蔽件，其中所述遮蔽件優(yōu)選包含膜。

GB 2103658 A涉及電解設備，其包含陰極和陽極以及位于其間的離子交換膜。

DE 20 2015 002 289 U1公開在用于電解沉積鋅-鎳合金的方法中包含膜的陽極系統(tǒng)。

US2011031127 A1(希勒布蘭德(Hillebrand))公開用于電鍍鋅-鎳涂層的堿性電鍍浴，其具有陽極和陰極，其中所述陽極通過離子交換膜與堿性電解質隔開。

然而，在用于電鍍鋅-鎳涂層的所述“經(jīng)典途徑”中，膜與相應陽極間的距離較大以提供足夠陽極電解液體積，以確保足夠電流。陽極電解液室的此一大空間要求通常是不可用的。另外，如果出于維護原因必須更換陽極電解液，那么需要提供大量陽極電解液，此導致后續(xù)廢水處理需要巨大努力。陽極電解液通常是具有所含一定量的硫酸的水溶液、特別地于水中的10％硫酸。

在其替代方法中，US 2013/0264215 A1(優(yōu)美科公司(Umicore))公開陽極系統(tǒng)，其以使得其適于由于簡單地浸于陰極電解液中而沉積電解涂層的電鍍池的方式配置，其中在浸于陰極電解液中之后，陰極電解液借助能透過陽離子或陰離子的溶脹聚合物膜與陽極隔開，并且聚合物膜與陽極直接接觸而不與陰極直接接觸，其中膜借助電解質可透過支架和壓緊裝置借助多層結構固定于陽極上，此確保膜與陽極的良好接觸。

在沒有任何陽極電解液空間的情況下工作的所述替代系統(tǒng)已嘗試簡化現(xiàn)有膜電解系統(tǒng)，以使得所述系統(tǒng)可直接在現(xiàn)有設施中執(zhí)行而無需昂貴的改造工作。因此，可用的聚合物膜應能夠理想地在整個表面上建立與陽極的直接接觸。重要的是，理想地建立與陽極的直接接觸，即，膜與陽極材料之間優(yōu)選地必須沒有間隙。在聚合物膜與陽極之間極緊密結合的情況下，給出有利的電流流動，此導致較低電池電壓。