[发明专利]一种钕铁硼磁体离子液体中电镀锌的方法

说明书

技术领域

本发明一种钕铁硼磁体电镀锌的方法，尤其是一种钕铁硼磁体离子液体中电镀锌的方法，属于金属材料表面防腐及电化学技术领域。

背景技术

钕铁硼因其优异的磁性能被称为“磁中之王”，自80年代问世以来受到人们的广泛关注，应用于通讯、计算机、军事、医疗等领域。但是由于钕铁硼磁体内活泼钕的存在，导致其耐蚀性较差，极大的限制了该磁体的应用。因此，提高钕铁硼的表面防护技术成为关键问题。

现有钕铁硼的防护主要采用电镀锌、电镀镍或化学镀镍。传统钕铁硼电镀锌工艺主要在水溶液中进行，如公开号为CN1056133A的“一种钕铁硼合金电镀锌的方法”，该方法是先将其基体进行除油、除锈、阴极处理、酸浸等前处理工艺，然后放入由氯化锌、氯化钾、硼酸、光亮剂组成的钾盐镀锌溶液中进行电镀。本方法工艺简单易行，电流效率高达95.6%以上，镀液扩散能力好，适用于大批量生产。但此方法在电镀过程中容易发生析氢反应，再加上钕铁硼磁体表面疏松多孔的特性，镀件表面极易产生氢脆镀层脱落现象。

近年来，离子液体由于其熔点低、溶解性能好、导电率好、电化学窗口宽、性质稳定等优点广泛的应用于电化学的各个方面。离子液体中电镀在常温无水情况下进行，即可沉积出在水溶液中无法沉积的金属或合金，又可避免因析氢反应而产生的氢脆现象，并且可使用有机添加剂来提高镀层的质量，是一种应用前景十分广泛的表面防护新技术。目前关于离子液体中电镀锌的报道已经很多，如公开号为CN102191517A的“一种离子液体电镀锌、镍、钼及其合金的方法”，该方法是以离子液体为电解液，将锌盐、镍盐、钼盐溶于离子液体配制成电镀液，以金属锌、镍、钼或其合金为可溶性阳极，或以石墨、复合碳、玻璃碳、金属钨、钛基镀铂材料为不溶性阳极，以所需加工的镀件为阴极，在1～30mA/cm²电流密度下进行电镀，通过控制电流密度和电镀时间获得所需的镀层厚度。但此方法所用离子液体大都成本较高，对水和空气不稳定，研究的基体主要是惰性电极，且对添加剂的研究不够完善，很难得到效果好的镀层。

发明内容

本发明提供一种钕铁硼磁体离子液体中电镀锌的方法，用以解决现有技术钕铁硼磁体电镀锌工艺存在的如下问题：

问题之一是在水溶液中进行电镀时，易发生析氢反应，镀层易脱落。

问题之二是采用离子液体中作为电镀液时，离子液体合成条件苛刻，成本高，对水和空气不稳定，且对添加剂的研究不够完善，得到的镀层效果欠佳。

为了达到上述目的，本发明所提供的一种钕铁硼磁体离子液体中电镀锌的方法，其所述方法是将镀前处理的钕铁硼磁体为阴极，锌为阳极，采用离子液体作为电镀液，在磁力搅拌条件下，控制温度为20~60℃，电流密度为0.1~5A/dm²，电镀时间为15~30min，采用直流或脉冲电源进行电镀，后进行出光、钝化和老化处理，即获得电镀锌的钕铁硼磁体；其中：

离子液体的配置方法是将摩尔含量70%~85%的尿素与总含量15%~30%的卤盐充分混合，混散于烧杯中密封，60~100℃加热3~8小时，使之成为熔融状态后加入等体积的酰胺，搅拌过滤，后加入50-100g/L的无水ZnCl₂，再加入适量的的添加剂，充分搅拌使其溶解，得到含有添加剂的ZnCl₂离子液体。

在上述的技术方案中，其附加的技术特征在于：

镀前处理是将钕铁硼磁体在马弗炉中200~500℃烘烤除油1~3小时；50~200ml硬脂酸锌中130~160℃封孔20~30min；20~40g/L常温除油剂溶液中超声波除油10~15min；20~30g/L硝酸，0.5~1.0g/L硫脲混合液，室温酸洗除锈30~60s；20~25g/L烷基水杨酸，10~15g/L氟化氢铵混合液，室温活化30~40s；超声波水洗5~10min；25~35g/L硫酸锌，90~120g/L焦磷酸钠，7~10g/L氢氟酸，7~10g/L碳酸钠混合液，80~90℃浸锌30~40s，水洗预镀。

离子液体的配制方法进一步是将摩尔含量为75%~80%的尿素与总含量为20%~25%的卤盐充分混合，在70~80℃加热4~5小时，呈熔融状，后加入等体积的酰胺，搅拌过滤，后加入60-80g/L的无水ZnCl₂，再加入适量的的添加剂，充分搅拌使其溶解，得到含添加剂的ZnCl₂离子液体。

卤盐是溴化钠、溴化钾、碘化钠和碘化钾中的任意两种混合。

酰胺是甲酰胺、二甲基甲酰胺和乙酰胺中的一种。