一種鎳鋅磷化學鍍層及其制備方法以及化學鍍液的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種鎳鋅磷化學鍍層的制備方法，包括：提供前處理后的基材，將其浸入化學鍍液中，得到鎳鋅磷化學鍍層；所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽和氨水。本發明還提供了一種鎳鋅磷化學鍍層的制備方法，包括：提供前處理后的基材，將其浸入化學鍍液中，得到鎳鋅磷化學鍍層；所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽、氨水和硼氫化鈉。本發明在檸檬酸鹽、三乙醇胺與喹啉-2-羧酸鹽多元絡合的基礎上，實現了鎳鋅磷化學鍍層中鋅含量的有效提高。并且采用包括次磷酸鈉和硼氫化鈉雙還原劑在內的化學鍍液，成功的在銅基材表面直接制備得到鎳鋅磷化學鍍層。
【專利說明】一種鎳鋅磷化學鍍層及其制備方法以及化學鍍液
【技術領域】
[0001] 本發明涉及表面處理【技術領域】，尤其涉及一種鎳鋅磷化學鍍層及其制備方法以及 化學鍍液。
【背景技術】
[0002] 鎳鋅磷鍍層具有耐蝕性強、延展性好，低氫脆、內應力小的優勢，不僅可以有效緩 解石油化工容器內表面的腐蝕，還可以通過控制其具體組成實現合金鍍層電負性的調整， 因此，對于鎳鋅磷化學鍍層的制備方法的研究具有重要的現實意義。
[0003] 然而一直以來，對于化學鍍鎳的研究及應用非常普遍，但關于化學鍍鎳鋅磷的文 獻及專利則很少，主要是因為鍍鎳鋅磷采用的溶液中，Ni 2+與Zn2+沉積電位相差太大，致使 合金鍍層中鎳組分的質量分數很大，而鋅組分則非常少，很難得到均勻的鎳鋅磷鍍層。
[0004] 此外，銅、銀、金等基材對次磷酸鈉無催化活性，其表面難以實現化學鍍鎳的直接 沉積，需要通過鋁或鐵進行觸發后方可獲得鎳鍍層，然而某些微細結構件，如晶圓，無法實 現觸發，導致鍍層難以獲得，因此銅基材表面制備鎳鋅磷化學鍍層就更加困難了。
【發明內容】
[0005] 有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種鎳鋅磷化學鍍層及其制備方法 以及化學鍍液，制備的鎳鋅磷化學鍍層中具有較高的鋅含量。
[0006] 本發明提供了一種化學鍍液，包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹 啉-2-羧酸鹽和氨水。
[0007] 優選的，所述鎳鹽和鋅鹽的總濃度為0· 05mol/L?0· 25mol/L，鎳鹽中的Ni2+和鋅 鹽中的Zn2+的摩爾比為0. 2?5 ;所述次磷酸鈉的濃度為7g/L?30g/L，所述檸檬酸鹽的濃 度為20g/L?60g/L，所述三乙醇胺的體積分數為1. 5 %?6 %，所述喹啉-2-羧酸鹽的濃度 為 8g/L ?30g/L。
[0008] 優選的，所述鎳鹽為硫酸鎳、氨基磺酸鎳、硝酸鎳和氯化鎳中的任意一種或幾 種；所述鋅鹽為硫酸鋅、氯化鋅和硝酸鋅中的任意一種或幾種；所述檸檬酸鹽為檸檬酸鈉 和/或檸檬酸銨；所述喹啉-2-羧酸鹽可以為喹啉-2-羧酸銨鹽、喹啉-2-羧酸鈉鹽和喹 啉-2-羧酸鉀鹽中的任意一種或多種。
[0009] 優選的，所述化學鍍液還包括：硼氫化鈉。
[0010] 優選的，所述硼氫化鈉的濃度為5g/L?20g/L。
[0011] 優選的，所述化學鍍液的pH值為8?10。
[0012] 本發明還提供了一種鎳鋅磷化學鍍層的制備方法，包括：
[0013] 提供前處理后的基材，將其浸入化學鍍液中，得到鎳鋅磷化學鍍層；
[0014] 所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽 和氨水。
[0015] 優選的，所述基材為碳鋼、鋁、鎳、鈀、鉬、鈦和銥中的任意一種，或者任意多種組成 的合金。
[0016] 本發明還提供了一種鎳鋅磷化學鍍層的制備方法，包括：
[0017] 提供前處理后的基材，將其浸入化學鍍液中，得到鎳鋅磷化學鍍層；
[0018] 所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽、 氨水和硼氫化鈉。
[0019] 優選的，所述基材選自碳鋼、鋁、鎳、鈀、鉬、鈦、銥、銅、銀、金、鑰和鎢中的任意一 種，或者任意多種組成的合金，或者選自石墨。
[0020] 優選的，所述化學鍍液的溫度為55°C?95°C。
[0021] 優選的，所述前處理為打磨、除油、電解拋光和活化中的任意一種或多種。
[0022] 本發明還提供了一種鎳鋅磷化學鍍層，由化學鍍液在基材表面形成；
[0023] 所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽 和氨水。
[0024] 優選的，所述化學鍍液還包括硼氫化鈉。
[0025] 與現有技術相比，本發明提供了一種化學鍍液，包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬 酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽和氨水。其能夠在基材表面形成鋅含量較高的鎳鋅磷鍍 層。
[0026] 本發明還提供了一種鎳鋅磷化學鍍層的制備方法，包括：提供前處理后的基材，將 其浸入化學鍍液中，得到鎳鋅磷化學鍍層；所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬 酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽和氨水。本發明在檸檬酸鹽、三乙醇胺與喹啉-2-羧酸鹽多 元絡合的基礎上，實現了鎳鋅磷化學鍍層中鋅含量的有效提高，同時得到的鍍層不易氫脆。
[0027] 本發明還提供了一種鎳鋅磷化學鍍層的制備方法，包括：提供前處理后的基材，將 其浸入化學鍍液中，得到鎳鋅磷化學鍍層；所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬 酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽、氨水和硼氫化鈉。本發明采用包括次磷酸鈉和硼氫化鈉 雙還原劑在內的化學鍍液，成功的在銅、銀、金、鑰、鎢或石墨這些對次磷酸鈉無催化活性的 基材表面直接制備得到鎳鋅磷化學鍍層，且鍍層中具有較高的鋅含量。
【具體實施方式】
[0028] 本發明提供了一種化學鍍液，包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹 啉-2-羧酸鹽和氨水。
[0029] 本發明提供的化學鍍液可用于制備鎳鋅磷鍍層，其能夠在基材表面形成鋅含量較 高的鎳鋅磷鍍層。
[0030] 本發明提供的化學鍍液包括：
[0031] 鎳鹽，所述鎳鹽優選為硫酸鎳、氨基磺酸鎳、硝酸鎳和氯化鎳中的任意一種或幾 種，更優選為硫酸鎳或氨基磺酸鎳。
[0032] 鋅鹽，所述鋅鹽優選為硫酸鋅、氯化鋅和硝酸鋅中的任意一種或幾種，更優選為硫 酸鋅。
[0033] 本發明中，所述鎳鹽和鋅鹽的總濃度優選為0. 05mol/L?0. 25mol/L，更優選為 0· lmol/L?0· 2mol/L，最優選為0· 12mol/L?0· 18mol/L ;所述鎳鹽中的Ni2+和鋅鹽中的 Zn2+的摩爾比優選為0. 2?5,更優選為0. 6?3,最優選為1?2. 5。
[0034] 次磷酸鈉，所述次磷酸鈉的濃度優選為7g/L?30g/L，更優選為12g/L?25g/L， 最優選為16g/L?20g/L。
[0035] 檸檬酸鹽，所述檸檬酸鹽優選為檸檬酸鈉和/或檸檬酸銨；所述檸檬酸鹽的濃度 優選為20g/L?60g/L，更優選為30g/L?45g/L，最優選為35g/L?40g/L。
[0036] 三乙醇胺，所述三乙醇胺的體積分數優選為1. 5 %?6%，更優選為2. 5%?4%， 最優選為3%?3. 5%。
[0037] 喹啉-2-羧酸鹽，所述喹啉-2-羧酸鹽優選為喹啉-2-羧酸銨鹽、喹啉-2-羧酸鈉 鹽和喹啉-2-羧酸鉀鹽中的任意一種或多種，所述喹啉-2-羧酸鹽的濃度優選為8g/L? 30g/L，更優選為15g/L?25g/L，最優選為18g/L?22g/L。
[0038] 氨水，本發明對所述氨水的含量并無限定，采用氨水將所述化學鍍液的pH值調節 至8?10即可，更優選的，調節至8. 5?9. 5。
[0039] 本發明優選的，所述化學鍍液還包括硼氫化鈉。所述硼氫化鈉的濃度優選為5g/ L?20g/L，更優選為6g/L?12g/L，最優選為8g/L?10g/L。
[0040] 本發明對所述化學鍍液的溶劑并無特殊限定，可以將各組分溶解即可，本發明優 選為水，更優選為去離子水。
[0041] 本發明對上述各組分的來源并無特殊限定，可以為一般市售。
[0042] 本發明提供的上述化學鍍液能夠在基材表面形成鋅含量較高的鎳鋅磷化學鍍 層。其中，添加了硼氫化鈉的化學鍍液，能夠在銅、銀、金、鑰、鎢或石墨這些對次磷酸鈉無 催化活性的基材表面直接制備得到鎳鋅磷化學鍍層，且鍍層中，鋅元素的原子百分比在 0-23. 2at. %可控。
[0043] 本發明還提供了一種鎳鋅磷化學鍍層的制備方法，包括：
[0044] 提供前處理后的基材，將其浸入化學鍍液中，得到鎳鋅磷化學鍍層；
[0045] 所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽 和氨水。
[0046] 本發明在檸檬酸鹽、三乙醇胺與喹啉-2-羧酸鹽多元絡合的基礎上，實現了鎳鋅 磷化學鍍層中鋅含量的有效提高，同時得到的鍍層不易氫脆。
[0047] 本發明中，所述基材優選為碳鋼、鋁、鎳、鈀、鉬、鈦和銥中的任意一種，或者任意多 種組成的合金，更優選為Q235碳鋼、#45碳鋼，不銹鋼，或經鈀活化處理的塑料，或者鈀活化 處理的娃晶圓。
[0048] 首先對所述基材進行前處理，本發明對所述前處理并無特殊限定，可以為本領域 技術人員熟知的基材的前處理方法，本發明優選為打磨、除油、電解拋光和活化中的任意一 種或多種。
[0049] 本發明對所述打磨并無特殊限定，可以為本領域技術人員熟知的打磨方式，本發 明優選采用砂紙打磨。
[0050] 本發明對所述除油工藝并無特殊限定，可以為本領域技術人員熟知的除油工藝， 本發明優選采用化學除油的方法，具體的，將基材在氫氧化鈉、磷酸三鈉和碳酸鈉組成的溶 液中浸泡，所述氫氧化鈉的濃度優選為30g/L?50g/L，更優選為35g/L?45g/L ;所述磷 酸三鈉的濃度優選為l〇g/L?20g/L，更優選為12g/L?18g/L ;所述碳酸鈉的濃度優選為 20g/L?40g/L，更優選為25g/L?35g/L ;本發明對所述溶液的溶劑并無特殊要求，可以溶 解各組分即可，本發明優選為水，更優選為去離子水。所述浸泡的溫度優選為70°C?90°C， 本發明對所述浸泡的時間并無限定，將基材表面的油劑清除干凈即可。
[0051] 本發明對所述電解拋光的工藝并無特殊限定，可以為本領域技術人員熟知的電解 拋光的工藝，本發明中，所述電解拋光的電解拋光液優選為磷酸、硫酸、甘油和糖精組成的 溶液，其中，所述磷酸的體積分數優選為50 %?70 %，更優選為55 %?65 %;所述硫酸的體 積分數優選為20%?40%，更優選為25%?35%;所述甘油的體積分數優選為2%?4%， 更優選為2.5 (%?3.5(%;所述糖精的濃度優選為28/1?48/1，更優選為2.58/1?3.58/ L;本發明對所述電解拋光液的溶劑并無限定，能夠溶解上述各組分即可，本發明優選為水， 更優選為去離子水。所述電解拋光的電流密度優選為30A/dm 2?60A/dm2,更優選為40A/ dm2?50A/dm2 ;所述電解拋光的溫度為50°C?70°C，更優選為55°C?65°C ;所述電解拋光 的時間優選為5min?8min，更優選為6min?7min。
[0052] 本發明對所述活化的方式并無特殊限定，可以為本領域技術人員熟知的活化基材 的方法，本發明優選的，采用酸溶液對基材進行浸泡，所述酸溶液可以為無機酸溶液，優選 為硝酸溶液、硫酸溶液、鹽酸溶液和磷酸溶液中的任意一種或幾種，所述酸溶液的濃度優選 為2%?8%，更優選為3%?6%;所述浸泡的時間優選為20S?40S，更優選為25S?35S ; 所述浸泡的溫度優選為室溫。所述酸溶液的溶劑優選為水，更優選為去離子水。
[0053] 本發明優選的，所述打磨、除油、電解拋光和活化步驟之間，還包括采用去離子水 對基材進行水洗的步驟。
[0054] 前處理后，將基材浸入化學鍍液中，即可得到鎳鋅磷化學鍍層。
[0055] 本發明中，所述化學鍍液優選包括鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹 啉-2-羧酸鹽和氨水。
[0056] 本發明中，所述化學鍍液中的各組分及其含量，與前述的化學鍍液中各組分及其 含量相同，在此不再贅述。
[0057] 本發明中，所述化學鍍液的溫度優選為55°C?95°C，更優選為70°C?85°C，最優 選為75°C?80°C。本發明優選采用水浴加熱的方法對化學鍍液進行加熱。本發明中，將基 材浸入化學鍍液中的時間優選為〇. 5h?4h，更優選為lh?3h。
[0058] 得到鎳鋅磷鍍層后，本發明優選的，采用去離子水對鍍層表面進行水洗，冷風吹 干。
[0059] 本發明提供的上述化學鍍層的制備方法，在檸檬酸鹽、三乙醇胺與喹啉-2-羧酸 鹽多元絡合的基礎上，并通過溫度、pH值、溶液中Zn 2+/Ni2+摩爾比等參數的控制，實現了鎳 鋅磷化學鍍層中鋅含量的有效提高，同時得到的鍍層不易氫脆。
[0060] 本發明還提供了一種鎳鋅磷化學鍍層的制備方法，包括：
[0061] 提供前處理后的基材，將其浸入化學鍍液中，得到鎳鋅磷化學鍍層；
[0062] 所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽、 氨水和硼氫化鈉。
[0063] 本發明采用包括次磷酸鈉和硼氫化鈉雙還原劑在內的化學鍍液，成功的在銅、銀、 金、鑰、鎢或石墨這些對次磷酸鈉無催化活性的基材表面直接制備得到鎳鋅磷化學鍍層，且 鍍層中具有較高的鋅含量。
[0064] 本發明中，所述基材優選為碳鋼、鋁、鎳、鈀、鉬、鈦、銥、銅、銀、金、鑰和鎢中的任意 一種，或者任意多種組成的合金，或者優選為石墨，更優選為銅、銀、金、鑰和鎢中的任意一 種，或多種組成的合金，更優選為紫銅片。其中，銅、銀、金、鑰、鎢、石墨對次磷酸鈉無催化活 性，無法直接采用次磷酸鈉進行鍍鎳。
[0065] 首先對所述基材進行前處理，本發明中，對所述碳鋼、鋁、鎳、鈀、鉬、鈦和銥中的任 意一種，或者任意多種組成的合金，按照以上記載的前處理方法進行處理，在此不再贅述。 [0066] 對所述銅、銀、金、鑰和鎢中的任意一種，或者幾種組成的合金，或者銅、銀、金、鑰 和鎢中的任意一種或多種與碳鋼、鋁、鎳、鈀、鉬、鈦和銥中的任意一種或多種組成的合金， 或者石墨，以下簡稱銅基基材，對其進行砂磨和活化的方法與上述砂磨和活化的方法相同， 在此不再贅述。
[0067] 對上述銅基基材進行化學除油的方法優選為將基材在碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉 和0P-10 (烷基酚聚氧乙烯醚）組成的溶液中浸泡，所述碳酸鈉的濃度優選為8g/L?28g/ L，更優選為10g/L?20g/L ;所述磷酸三鈉的濃度優選為7g/L?28g/L，更優選為10g/L? 20g/L ;所述硅酸鈉的濃度優選為8g/L?30g/L，更優選為10g/L?20g/L ;所述0P-10的 濃度優選為lmL/L?5mL/L，更優選為2g/L?4g/L ;本發明對所述溶液的溶劑并無特殊要 求，可以溶解各組分即可，本發明優選為水，更優選為去離子水。所述浸泡的的溫度優選為 60°C?80°C，本發明對所述浸泡的時間并無限定，將基材表面的油劑清除干凈即可。
[0068] 對上述銅基基材進行電解拋光的電解拋光液優選為磷酸、尿素、異丙醇、酒精組成 的溶液，所述磷酸的體積分數優選為20 %?80 %，更優選為40 %?60% ;所述尿素的濃度 優選為5g/L?18g/L，更優選為6g/L?12g/L ;所述異丙醇的體積分數優選為5%?18%， 更優選為7%?12% ;所述酒精的體積分數優選為25%?80%，更優選為40%?60% ;本 發明對所述電解拋光液的溶劑并無特殊限定，能夠溶解上述各組分即可，本發明優選為水， 更優選為去離子水。所述電解拋光的電壓優選為5V?8V，更優選為4V?7V ;所述電解拋 光的溫度優選為30°C?60°C，更優選為40°C?50°C ;所述電解拋光的時間優選為lmin? 6min,更優選為2min?5min〇
[0069] 前處理后，將基材浸入化學鍍液中，即可得到鎳鋅磷化學鍍層。
[0070] 本發明中，所述化學鍍液優選包括鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹 啉-2-羧酸鹽、氨水和硼氫化鈉。
[0071] 本發明中，所述化學鍍液中的各組分及其含量，與前述的化學鍍液中各組分及其 含量相同，在此不再贅述。
[0072] 本發明中，所述化學鍍液的溫度優選為55°C?95°C，更優選為70°C?85°C，最優 選為75°C?80°C。本發明優選采用水浴加熱的方法對化學鍍液進行加熱。本發明中，將基 材浸入化學鍍液中的時間優選為〇. 5h?4h，更優選為lh?3h。
[0073] 得到鎳鋅磷鍍層后，本發明優選的，采用去離子水對鍍層表面進行水洗，冷風吹 干。
[0074] 本發明采用包括次磷酸鈉和硼氫化鈉雙還原劑在內的化學鍍液，成功的在銅、銀、 金、鑰、鎢或石墨這些對次磷酸鈉無催化活性的基材表面直接制備得到鎳鋅磷化學鍍層，且 鍍層中具有較高的鋅含量。能夠廣泛應用于石油化工、電力電子、航空航天、家電及汽車等 領域。
[0075] 本發明還提供了一種鎳鋅磷化學鍍層，由化學鍍液在基材表面形成；
[0076] 所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽 和氨水。
[0077] 本發明提供的鎳鋅磷化學鍍層具有較高的鋅含量。
[0078] 本發明對所述化學鍍液在基材表面形成的方法并無限定，可以為本領域技術人員 熟知的方法，本發明優選采用化學鍍的方法，將基材浸入化學鍍液中，即可得到鎳鋅磷化學 鍍層。
[0079] 本發明優選的，所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹 啉-2-羧酸鹽和氨水。
[0080] 此時，本發明形成鎳鋅磷化學鍍層的基材，優選為碳鋼、鋁、鎳、鈀、鉬、鈦和銥中的 任意一種，或者任意多種組成的合金，更優選為Q235碳鋼、#45碳鋼，不銹鋼，或經鈀活化處 理的塑料，或者鈀活化處理的硅晶圓。
[0081] 本發明優選的，所述化學鍍液還包括硼氫化鈉。
[0082] 此時，本發明形成鎳鋅磷化學鍍層的基材，優選為碳鋼、鋁、鎳、鈀、鉬、鈦、銥、銅、 銀、金、鑰和鎢中的任意一種，或者任意多種組成的合金，或者優選為石墨，更優選為銅、銀、 金、鑰和鎢中的任意一種，或多種組成的合金，更優選為紫銅片。
[0083] 本發明中，所述化學鍍液中的各組分及其含量，與前述的化學鍍液中各組分及其 含量相同，在此不再贅述。
[0084] 對制備的鎳鋅磷化學鍍層進行能譜（EDS)半定量分析，結果表明，其鋅元素的原 子百分比在0-23. 2at. %可控。
[0085] 為了進一步說明本發明，下面結合實施例對本發明提供的鎳鋅磷化學鍍層的制備 方法，及化學鍍液和鎳鋅磷化學鍍層進行詳細描述。
[0086] 實施例1
[0087] 將10X20 X 2mm的紫銅片經#2000砂紙打磨，去離子水水洗后，進行化學除油，所 述化學除油的溶液為碳酸鈉 l〇g/L，磷酸三鈉10g/L，硅酸鈉15g/L，0P-102mL/L的水溶液， 溫度70°C，時間5分鐘。
[0088] 水洗后進行電解拋光，電解拋光液為磷酸400mL/L，尿素8g/L，異丙醇100mL/L，酒 精400mL/L的水溶液，電解拋光的電壓為7V，水浴溫度為60°C，時間3分鐘。
[0089] 水洗后進行活化處理，即將基材浸入5%稀硫酸水溶液中20秒。
[0090] 水洗后得到前處理后的基材，將其浸入配置好的化學鍍液中，鍍液組成為：硫酸鎳 14g/L，硫酸鋅15g/L，次磷酸鈉18g/L，硼氫化鈉10g/L，檸檬酸鈉35g/L，三乙醇胺32mL/L， 喹啉-2-羧酸鈉15g/L的水溶液，氨水調節pH值至10 ;水浴溫度80°C。2小時后紫銅片 表面即獲得光亮平整的鎳鋅磷化學鍍層。EDS半定量分析結果顯示，所得鍍層中鋅含量為 13. 2at. %，磷含量為5. 2at. %，余量為鎳。
[0091] 實施例2
[0092] 將10X20 X 2mm的紫銅片經#2000砂紙打磨，去離子水水洗后，進行化學除油、電 解拋光及活化處理，各處理工藝與實施例1同。
[0093] 水洗后得到前處理后的基材，將其浸入配置好的化學鍍液中，鍍液組成為：硫酸鎳 14g/L，硫酸鋅18g/L，次磷酸鈉14g/L，硼氫化鈉15g/L，檸檬酸鈉50g/L，三乙醇胺40mL/L， 喹啉-2-羧酸鈉18g/L的水溶液，氨水調節pH值至10 ;水浴溫度80°C。2小時后紫銅片 表面即獲得光亮平整的鎳鋅磷化學鍍層。EDS半定量分析結果顯示，所得鍍層中鋅含量為 16. 4at. %，磷含量為4. 8at. %，余量為鎳。
[0094] 實施例3
[0095] 將10X20 X 2mm的Q235碳鋼薄片經#2000砂紙打磨，去離子水水洗后，進行化學 除油，所述化學除油的溶液為氫氧化鈉40g/L，磷酸三鈉15g/L，碳酸鈉30g/L的水溶液，溫 度70°C，時間4分鐘。
[0096] 水洗后進行電解拋光，電解拋光液為磷酸600mL/L，硫酸300g/L，甘油30mL/L，糖 精3g/L的水溶液，電解拋光的電流密度為30A/dm 2,水浴溫度為70°C，時間5分鐘。
[0097] 水洗后進行活化處理，即將基材浸入5 %硫酸水溶液中20秒。
[0098] 水洗后得到前處理后的基材，將其浸入配置好的化學鍍液中，鍍液組成為：硫酸鎳 12g/L，硫酸鋅15g/L，次磷酸鈉16g/L，檸檬酸鈉20g/L，三乙醇胺36mL/L，喹啉-2-羧酸鈉 18g/L，氨水調節pH值至10,水浴溫度75°C。1. 5小時后Q235碳鋼薄片表面即獲得光亮平 整的鎳鋅磷化學鍍層。EDS半定量分析結果顯示，所得鍍層中鋅含量為18. 6at. %，磷含量 為7. 3at. %，余量為鎳。
[0099] 實施例4
[0100] 將10X20X2mm的硅晶圓片，按照實施例1所述的方法進行打磨、去油，經鈀活化 處理后得到待施鍍的基材。
[0101] 水洗后得到前處理后的基材，將其浸入配置好的化學鍍液中，鍍液組成為：硫酸 鎳14g/L，硫酸鋅18g/L，次磷酸鈉16g/L，檸檬酸鈉35g/L，三乙醇胺20mL/L，喹啉-2-羧 酸鈉15g/L，氨水調節pH值至10,水浴溫度75°C。2小時后硅晶圓片表面即獲得光亮平整 的鎳鋅磷化學鍍層。EDS半定量分析結果顯示，所得鍍層中鋅含量為11. 4at. %，磷含量為 6. 9at. %，余量為鎳。
[0102] 由上述實施例可知，本發明采用由檸檬酸鹽、三乙醇胺與喹啉-2-羧酸鹽組成的 多元絡合體系及由次磷酸鈉與硼氫化鈉組成的雙還原劑體系，解決了現有技術中存在的鎳 鋅磷化學鍍層中鋅含量低及難以在銅基材表面直接獲得鎳鋅磷化學鍍層的難題，也可實現 在硅晶圓片等難度材料表面的施鍍。
[0103] 以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對 于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行 若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
【權利要求】
1. 一種化學鍍液，包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽和 氨水。
2. 根據權利要求1所述的化學鍍液，其特征在于，所述鎳鹽和鋅鹽的總濃度為 0. 05mol/L?0. 25mol/L，鎳鹽中的Ni2+和鋅鹽中的Zn2+的摩爾比為0. 2?5 ;所述次磷酸 鈉的濃度為7g/L?30g/L，所述檸檬酸鹽的濃度為20g/L?60g/L，所述三乙醇胺的體積分 數為1. 5 %?6 %，所述喹啉-2-羧酸鹽的濃度為8g/L?30g/L。
3. 根據權利要求1所述的化學鍍液，其特征在于，所述鎳鹽為硫酸鎳、氨基磺酸鎳、硝 酸鎳和氯化鎳中的任意一種或幾種；所述鋅鹽為硫酸鋅、氯化鋅和硝酸鋅中的任意一種或 幾種；所述檸檬酸鹽為檸檬酸鈉和/或檸檬酸銨；所述喹啉-2-羧酸鹽可以為喹啉-2-羧酸 銨鹽、喹啉-2-羧酸鈉鹽和喹啉-2-羧酸鉀鹽中的任意一種或多種。
4. 根據權利要求1所述的化學鍍液，其特征在于，還包括：硼氫化鈉；所述硼氫化鈉的 濃度為5g/L?20g/L。
5. -種鎳鋅磷化學鍍層的制備方法，包括： 提供前處理后的基材，將其浸入化學鍍液中，得到鎳鋅磷化學鍍層； 所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽和氨 水。
6. 根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述基材為碳鋼、鋁、鎳、鈀、鉬、鈦和 銥中的任意一種，或者任意多種組成的合金。
7. -種鎳鋅磷化學鍍層的制備方法，包括： 提供前處理后的基材，將其浸入化學鍍液中，得到鎳鋅磷化學鍍層； 所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽、氨水 和硼氫化鈉。
8. 根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述基材選自碳鋼、銅、鋁、鎳、鈀、 鉬、鈦、銥、銀、金、鑰和鎢中的任意一種，或者任意多種組成的合金，或者選自石墨。
9. 一種鎳鋅磷化學鍍層，由化學鍍液在基材表面形成； 所述化學鍍液包括：鎳鹽、鋅鹽、次磷酸鈉、檸檬酸鹽、三乙醇胺、喹啉-2-羧酸鹽和氨 水。
10. 根據權利要求9所述的鎳鋅磷化學鍍層，其特征在于，所述化學鍍液還包括硼氫化 鈉。
【文檔編號】C23C18/50GK104195533SQ201410469761
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月15日 優先權日:2014年9月15日
【發明者】周海飛, 錢洲亥, 謝惠芬, 祝酈偉, 杜楠, 沈曉明 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司電力科學研究院