一種電鍍鉑的酸性p鹽鍍液及其電鍍方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電鍍鉑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電鍍鉑的酸性P鹽鍍液及其電鍍方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉑金的性能優(yōu)越，用途十分廣泛。珠寶首飾業(yè)中，主要用作裝飾品和工藝品?；瘜W(xué) 工業(yè)中，用以制造高級(jí)化學(xué)器皿、鉑金坩堝、電極和加速化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑。鉑銥合金 是制造自來水筆筆尖的材料。尤其是在汽車工業(yè)中，鉑金在尾氣處理等方面的作用無可替 代，消耗量幾乎占到鉑金工業(yè)用量的一半。由于。但鉑資源稀缺、價(jià)格昂貴，制約了鉑電極 的應(yīng)用，因而用鍍鉑材料來代替純鉑制品，既降低成本，又具有鉑陽極的優(yōu)良性能。
[0003] 中國專利CN 101016639公開了一種鉑鈦基體電鍍鉑鍍層工藝，該工藝采用氯鉑 酸作為電鍍液。該工藝雖然工藝較為簡單，但該鍍液的電流效率較低，鍍液的性能較差，鍍 層的質(zhì)量也不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明一方面提供一種電鍍鉑的酸性P鹽鍍液，該鍍液的鍍液性能較 好，使用該鍍液得到的鍍層質(zhì)量較高。
[0005] -種堿性鍍鉑的電鍍液，包含以鉑計(jì)20~30g/L P鹽、20~40g硫酸和100~ 300mg/L谷氨酸鈉。
[0006] 其中，進(jìn)一步包含包含以鉑計(jì)26g/L P鹽、20~40g硫酸和180mg/L谷氨酸鈉。
[0007] 本電鍍液中，選用P鹽為主鹽。P鹽即二氨二亞硝酸鉑，分子式為Pt (NO2)2 (NH3) 2。 鉑離子的含量低時(shí)，鍍層呈灰色，甚至發(fā)黑，提高主鹽含量可相應(yīng)的提高陰極電流密度，加 快沉積速度。但由于鉑價(jià)極高，鉑含量要嚴(yán)格控制在20~30g/L范圍內(nèi)，過高的主鹽還容 易使鍍層粗糙亞硝酸鈉是同離子效應(yīng)鹽，能防止P鹽的分解，可以得到光亮的鉑鍍層；但若 要得到較厚鉑鍍層，陰極應(yīng)經(jīng)常移動(dòng)，且中途還應(yīng)多次取出鍍件，擦掉毛刺再鍍，由于內(nèi)應(yīng) 力不斷增大，在這類槽液中沉積得到的鉑鍍層的厚度是有限的。與此同時(shí)，加入硝酸銨和亞 硝酸鉀或鈉作為輔鹽，可補(bǔ)充因主鹽消耗所導(dǎo)致的亞硝酸鹽或硝酸鹽的減少。
[0008] 以硫酸作為作為絡(luò)合劑，它能提高陰極極化，使鍍層結(jié)晶細(xì)致光亮。作為本發(fā)明的 硫酸，其濃度在此不做限定。應(yīng)當(dāng)理解的是，作為本發(fā)明中的鍍液中硫酸的含量指的是以純 硫酸（即溶質(zhì)硫酸）計(jì)算，而不是以硫酸溶液來計(jì)算。
[0009] 以谷氨酸鈉為光亮劑。谷氨酸鈉含有兩個(gè)氨基和一個(gè)羧基，氨基和羧基能與鉑形 成配合成鉑絡(luò)離子，電沉積產(chǎn)生較為光亮的鍍層。100~300mg/L谷氨酸鈉可以使得鍍層具 有全光殼性。
[0010] 除了上述成分外，本發(fā)明在還可選用合適用量的其它在本領(lǐng)域所常用的添加劑， 例如導(dǎo)電劑、等常規(guī)助劑，這些都不會(huì)損害鍍層的特性。
[0011] 本發(fā)明另一方面提供一種電鍍方法，該方法所采用的電鍍液的性能較好，根據(jù)該 方法制備的鍍層質(zhì)量較高。
[0012] -種使用上述鍍液電鍍的方法，包括以下步驟：
[0013] (1)配制電鍍液：在水中溶解各原料組分形成電鍍液，所述每升電鍍液含有以鉑 計(jì)20~30g P鹽、20~40g硫酸和100~300mg/L谷氨酸鈉；
[0014] (2)以待電鍍的基材置入所述電鍍液中通入電流，同時(shí)施加超聲波進(jìn)行電鍍。
[0015] 其中，所述電流為單脈沖方波電流；所述單脈沖方波電流的脈寬為0. 5~1ms，占 空比為5~30 %，平均電流密度為0. 5~3A/dm2。
[0016] 其中，所述步驟⑵中電鍍液的pH為0. 5~2。
[0017] 其中，所述步驟（2)中電鍍液的溫度為70~80°C。
[0018] 其中，所述步驟（2)中電鍍的時(shí)間為20~40min。
[0019] 其中，所述步驟（2)中電鍍的陽極與陰極的面積比為（1~4) :1。
[0020] 其中，所述步驟（2)中，所述基材為鎳、鈦、鉭、銅或銀。
[0021] 本發(fā)明中電鍍于超聲波條件下進(jìn)行。超聲波的施加方式可采用超聲波發(fā)生器。本 發(fā)明對(duì)超聲波發(fā)生器的具體型號(hào)及結(jié)構(gòu)無特殊要求，可采用市售的。超聲波發(fā)生器超聲波 的具體條件，例如超聲波功率、頻率等，也無特別要求，可根據(jù)實(shí)際情況來具體選擇。
[0022] 單脈沖方波電流定義為在^時(shí)間內(nèi)通入電流密度為J p的電流，在t 2時(shí)間內(nèi)無通 入電流，是一種間歇脈沖電流。占空比定義為IV(I^t2)，頻率為l/^+t；；)，平均電流定義 為Jpt 1AtJt2)。同直流電沉積相比，雙電層的厚度和離子濃度分布均有改變；在增加了電 化學(xué)極化的同時(shí)，降低了濃差極化，產(chǎn)生的直接作用是，脈沖電鍍獲得的鍍層比直流電沉積 鍍層更均勻、結(jié)晶更細(xì)密。不僅如此，脈沖電鍍還具有：（1)鍍層的硬度和耐磨性均高；（2) 鍍液分散能力和深鍍能力好；（3)減少了零件邊角處的超鍍，鍍層分布均勻性好，可節(jié)約鍍 液使用量。
[0023] 本發(fā)明對(duì)待電鍍的基材于電鍍前的處理方法以及電鍍后鍍件的處理不加限定，可 以采取常規(guī)的預(yù)處理方法，例如鍍前清洗、打磨等。電鍍的電極的選擇也可采用常規(guī)的方法 來進(jìn)行。
[0024] 本發(fā)明以P鹽為鉑主鹽，以硫酸作為作為絡(luò)合劑，以谷氨酸鈉為光亮劑，由此使獲 得的鍍液具有較好的分散力和深鍍能力，陰極電流效率高，鍍液性能優(yōu)異。采用在鍍液在堿 性條件下電鍍獲得的鍍層的孔隙率低，光亮度高，鍍層質(zhì)量良好。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 電鍍液的配方如下：
[0028]
[0029] 施鍍工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 5ms，占空比為30%，平均電流密度為 0. 5A/dm2;pH為2,溫度為70°C，電鍍時(shí)間為40min。
[0030] 實(shí)施例2
[0031] 電鍍液的配方如下：
[0033] 施鍍工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 6ms，占空比為25%，平均電流密度為 0. 8A/dm2;pH為0. 5,溫度為80°C，電鍍時(shí)間為35min。
[0034] 實(shí)施例3
[0035] 電鍍液的配方如下：
[0038] 施鍍工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 8ms，占空比為20%，平均電流密度為 3A/dm2;pH為L 5,溫度為70°C，電鍍時(shí)間為20min。
[0039] 實(shí)施例4
[0040] 電鍍液的配方如下：
[0041 ]
[0042] 施鍍工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為1ms，占空比為15%，平均電流密度為 2. 5A/dm2;pH為1. 8,溫度為75°C，電鍍時(shí)間為25min。
[0043] 實(shí)施例5
[0044] 電鍍液的配方如下：
[0046] 施鍍工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 9ms，占空比為5%，平均電流密度為 2A/dm2;pH為1，溫度為75°C，電鍍時(shí)間為30min。
[0047] 實(shí)施例6
[0048] 電鍍液的配方如下：
[0051] 施鍍工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 7ms，占空比為10%，平均電流密度為 I. 5A/dm2;pH為1. 2,溫度為75°C，電鍍時(shí)間為35min。
[0052] 參照以下方法對(duì)實(shí)施例1~6的鍍液進(jìn)行分散能力測(cè)試：
[0053] 鍍液的分散能力采用遠(yuǎn)近陰極法（Haring-Blue法）測(cè)定。測(cè)定槽采用美國Kocour 公司的Hull Cell 267ml型號(hào)的赫爾槽，內(nèi)部尺寸為150mmX50mmX70mm。陰極選