[发明专利]一种镀铋电镀液及铋薄膜的脉冲电镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及种镀铋电镀液，本发明还涉及一种铋薄膜的脉冲电镀方法。

背景技术

近年来迅速发展起来脉冲电镀技术已充分展现出许多传统电镀方法所不可 比拟的优越性，脉冲电镀工艺能够使镀层结晶细化、排列紧密、孔隙减少、硬 度增加。鉴于以上优点而被广泛用于各类单金属或合金镀层薄膜的电化学制备。

电镀液分含氰化物镀液和无氰镀液，其中含氰电镀液稳定可靠、电流效率 高、有良好的分散能力和覆盖能力，所得镀层结晶细致且光亮，被世界各国所 普遍采用。但由于氰化物毒性强，在作业环境、废液处理方面存在很多问题， 特别是随着人们环保意识的提高，低毒性的无氰电镀技术正逐渐得到世界各国 的高度重视，所以无氰镀液体系的研究推广已势在必行。

铋是过渡态的斜方晶系金属，既具有共价键，又具有金属键，这种结构使 其具有一系列特殊的物理化学特性，被广泛地应用于易熔合金、冶金添加剂、 制药、化学制品、半导体、超导材料、电镀、电池等多个领域。常温下铋在干、 湿条件下都具有抗氧化性，无氧时铋不溶于盐酸，不受H₂S和冷的稀硫酸作用， 所以电镀铋可作装饰性或保护性镀层。近年来，随着铋工业的发展，以及人们 对环境保护的重视，绿色、环保、无铅化潮流将为铋系列产品深加工提供良好 的发展前景。目前关于铋薄膜制备方法的报道几乎没有，因此，研究制备铋薄 膜对“绿色金属”铋的开发应用及新材料研究具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对技术现状提供一种环保的镀铋电 镀液。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种铋薄膜的脉冲电镀方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种镀铋电镀液， 包括如下浓度的组分：硫酸铋30～100g/L、酒石酸钾钠60～200g/L、柠檬酸钾 20～50g/L、酒石酸锑钾或乙二胺四乙酸二钠0.10～0.25g/L、氯化钾30～60g/L、 稳定剂2～8ml/L，其余为溶剂A，所述溶剂A为水；

所述稳定剂包括聚乙二醇1.5～6g/L、维生素C1.0～5.0g/L、次亚磷酸钠6～25 g/L，其余为溶剂B，所述溶剂B为水。

本发明采用无氰镀液体系、绿色环保、且性能稳定，选用硫酸铋作为镀液 主盐，氯化钾为导电盐，以酒石酸盐为主配位剂，降低了镀液中游离态的Bi³⁺离子的存在，解决了铋盐的易水解问题。从而使得镀液能够在pH值为7.5～11.5 的条件下稳定存在，同时也提高了阴极极化能力。

优选的，所述稳定剂通过如下步骤制备而得，将次亚磷酸钠溶于水中，在 搅拌下加入维生素C；将聚乙二醇溶于热水中，然后冷却至室温；在搅拌下把 聚乙二醇溶液加到次亚磷酸钠和维生素C的混合溶液中，得到所述的稳定剂。

作为改进，所述镀铋电镀液还包括表面活性剂0.005～0.015g/L，所述表面活 性剂为十二烷基硫酸钠。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种使用上述的镀 铋电镀液的铋薄膜的脉冲电镀方法，包括如下步骤：

a.按配比配制电镀液；

b.脉冲电镀，将电镀液注入电镀设备中，以铜片为阴极、纯金板为阳极， 进行电镀,沉积在阴极铜片表面的膜即制得的铋薄膜，电镀的工艺条件为，电流 密度为0.55～0.85A/dm²、频率为500～700Hz、占空比为1:7～1:11、电镀液温度 为25～50℃、pH值为7.5～11.5。

本发明以脉冲电沉积的方法，通过控制脉冲参数以及改变镀液中添加剂的 成分，对铋镀层性能实施有效的控制，制备出的铋薄膜具有表面平滑光亮、孔 隙率低、结合力好、厚度易控等特点。

优选的，所述阴极与阳极之间的间隔距离为5～8cm。

优选的，所述电镀用电源为单脉冲电镀电源。

优选的，所述阳极中金的质量百分含量≥99.99％。

优选的，步骤a中所述溶剂A为蒸馏水或去离子水。