一種低共熔溶劑電沉積亮鉻鍍層的方法
【專利摘要】本發明涉及一種低共熔溶劑電沉積亮鉻鍍層的方法，涉及表面工程和表面處理技術。在惰氣環境下，首先在電解槽中加入低共熔溶劑，然后向低共熔溶劑中加入氧化鉻，制備得到低共熔溶劑電解液；以石墨為陽極，預處理后的基體為陰極，在上述步驟制備得到的低共熔溶劑電解液中電沉積，將電積后的基體經丙酮、蒸餾水沖洗，干燥后即可在基體上得到一層亮鉻鍍層。本發明制得的亮鉻鍍層光亮致密平整，與基體結合能力強，耐磨性及耐腐蝕性優異。
【專利說明】
一種低共熔溶劑電沉積亮鉻鍍層的方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種低共熔溶劑電沉積亮鉻鍍層的方法，涉及表面工程和表面處理技術。
【背景技術】
[0002]鉻鍍層具有光亮性好、硬度高、抗變色能力強、耐磨性好等諸多優點，在大氣條件下，能長久的保持原來的光澤，在酸、堿中具有較高的化學穩定性，在裝飾性和功能性方面都令人滿意。目前使用最普遍的工業工藝為六價鉻鍍鉻，該法是在600° C的高溫環境中鍍鉻，鍍鉻層會急劇氧化;鍍鉻的陰極電流效率極低，而在電鍍過程中有氫氣的析出，導致大量的酸霧，對環境和工人的健康造成危害。而且六價鉻會造成黏膜及皮膚灼燒、潰瘍，鍍液中溢出的鉻霧使鍍鉻工人易患皮膚斑疹，造成長期的危害。隨著人們環保意識的增強，六價鉻鍍鉻工藝改革勢在必行。
[0003]低共熔溶劑通常是由一定化學計量比的季銨鹽和氫鍵給體(如酰胺、羧酸和多元醇等化合物)組合而成的低共熔混合物。低共熔溶劑具有電化學窗口寬、溶解性和導電性好、蒸汽壓低以及良好的物理化學穩定性等優點，是一種新型的綠色溶劑。在電沉積金屬方面，由于低共熔溶劑能夠選擇性的溶解金屬氧化物，同時具有良好的導電性和較負的還原電勢，在室溫下即可電沉積得到大多數能在水溶液中得到的金屬，且無副反應，因而得到的金屬質量好，電流效率高。同時，由于低共熔溶劑的制備過程簡單、原料價格低廉，使之成為電沉積鉛粉研究的嶄新電解液，在有色金屬冶金技術領域具有廣闊的應用前景。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的是現有鍍鉻技術中存在的六價鉻鍍鉻工藝中存在的鍍液揮發對人體有害，六價鉻對環境不友好等技術問題，提供一種采用綠色環保的低共熔溶劑中電沉積亮鉻鍍層的方法，本發明通過以下技術方案實現。
[0005]—種低共熔溶劑電沉積亮鉻鍍層的方法，其具體步驟如下:
(1)在惰氣環境下，首先將季銨鹽與酰胺按照摩爾比為(2?5):(I?3)混合均勻后形成低共熔溶劑，然后向溫度為20?80°C的低共熔溶劑中加入氧化鉻，制備得到低共熔溶劑電解液；
(2)以石墨為陽極，預處理后的基體為陰極，在控制電解液溫度為40?80°C、槽電壓為2.0?2.6V、陽極與陰極距離為0.5?2cm的條件下，在步驟(I)制備得到的低共熔溶劑電解液中電沉積0.5?3h，將電積后的陰極基體經丙酮、蒸餾水沖洗，干燥后即能在陰極基體上得到一層亮鉻。
[0006]所述季銨鹽為氯化膽堿、氯化芐基三乙基銨或硫酸氫四丁基銨。
[0007]所述酰胺為尿素、硫脲、乙酰胺或苯甲酰胺。
[0008]所述氧化鉻的加入量為10?80mM。
[0009]所述基體為銅片、不銹鋼或鋅片。
[0010]本發明的有益效果是:采用該方法可制備得到的亮鉻鍍層光亮致密平整，與基體結合能力強，耐磨性及耐腐蝕性優異，避免了六價鉻及鍍液的危害，環境友好。
【附圖說明】
[0011]圖1是實施例1銅基體上電沉積產物的XRD圖；
圖2是實施例1銅基體上電沉積產物的SEM圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合【具體實施方式】，對本發明作進一步說明。
[0013]實施例1
該低共熔溶劑電沉積亮鉻鍍層的方法，其具體步驟如下:
(1)在惰氣環境下，首先將季銨鹽與酰胺按照摩爾比為2:3混合均勻后形成低共熔溶劑，然后向溫度為20°C的低共熔溶劑中加入氧化鉻，制備得到低共熔溶劑電解液，其中季銨鹽為氯化膽堿，酰胺為尿素，氧化鉻的加入量為I OmM;
(2)以石墨為陽極，預處理后的基體為陰極，在控制電解液溫度為40°C、槽電壓為2.0V、陽極與陰極距離為0.5cm的條件下，在步驟(I)制備得到的低共熔溶劑電解液中電沉積
0.5h，將電積后的陰極基體經丙酮、蒸餾水沖洗，干燥后即能在陰極基體上得到亮鉻鍍層，其中基體為銅片，電沉積產物的XRD圖和SEM圖分別如圖1和2所示。
[0014]實施例2
該低共熔溶劑電沉積亮鉻鍍層的方法，其具體步驟如下:
(1)在惰氣環境下，首先將季銨鹽與酰胺按照摩爾比為5:1混合均勻后形成低共熔溶劑，然后向溫度為50°C的低共熔溶劑中加入氧化鉻，制備得到低共熔溶劑電解液，其中季銨鹽為氯化芐基三乙基銨，酰胺為硫脲，氧化鉻的加入量為45mM;
(2)以石墨為陽極，預處理后的基體為陰極，在控制電解液溫度為60°C、槽電壓為2.3V、陽極與陰極距離為Icm的條件下，在步驟(I)制備得到的低共熔溶劑電解液中電沉積2h，將電積后的陰極基體經丙酮、蒸餾水沖洗，干燥后即能在陰極基體上得到亮鉻鍍層，其中基體為不銹鋼。
[0015]實施例3
該低共熔溶劑電沉積亮鉻鍍層的方法，其具體步驟如下:
(1)在惰氣環境下，首先將季銨鹽與酰胺按照摩爾比為3:2混合均勻后形成低共熔溶劑，然后向溫度為80°C的低共熔溶劑中加入氧化鉻，制備得到低共熔溶劑電解液，其中季銨鹽為硫酸氫四丁基銨，酰胺為乙酰胺，氧化鉻的加入量為SOmM;
(2)以石墨為陽極，預處理后的基體為陰極，在控制電解液溫度為80°C、槽電壓為2.6V、陽極與陰極距離為2cm的條件下，在步驟(I)制備得到的低共熔溶劑電解液中電沉積3h，將電積后的陰極基體經丙酮、蒸餾水沖洗，干燥后即能在陰極基體上得到亮鉻鍍層，其中基體為鋅。
【主權項】
1.一種低共熔溶劑電沉積亮鉻鍍層的方法，其特征在于具體步驟如下: (1)在惰氣環境下，首先將季銨鹽與酰胺按照摩爾比為(2?5):(I?3)混合均勻后形成低共熔溶劑，然后向溫度為20?80°C的低共熔溶劑中加入氧化鉻，制備得到低共熔溶劑電解液； (2)以石墨為陽極，預處理后的基體為陰極，在控制電解液溫度為40?80°C、槽電壓為2.0?2.6V、陽極與陰極距離為0.5?2cm的條件下，在步驟(I)制備得到的低共熔溶劑電解液中電沉積0.5?3h，將電積后的陰極基體經丙酮、蒸餾水沖洗，干燥后即能在陰極基體上得到一層光亮鉻鍍層。2.根據權利要求1所述的低共熔溶劑電沉積亮鉻鍍層的方法，其特征在于:所述季銨鹽為氯化膽堿、氯化芐基三乙基銨或硫酸氫四丁基銨。3.根據權利要求1所述的低共熔溶劑電沉積亮鉻鍍層的方法，其特征在于:所述酰胺為尿素、硫脲、乙酰胺或苯甲酰胺。4.根據權利要求1所述的低共熔溶劑電沉積亮鉻鍍層的方法，其特征在于:所述氧化鉻的加入量為10?80mM。5.根據權利要求1所述的低共熔溶劑電沉積亮鉻鍍層的方法，其特征在于:所述基體為銅片、不銹鋼或鋅片。
【文檔編號】C25D3/66GK105821453SQ201610267769
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月27日
【發明人】汝娟堅, 華新, 華一新, 武騰, 徐存英, 李堅, 張啟波, 李艷, 熊禮
【申請人】昆明理工大學