[发明专利]一种电沉积Fe-Zn合金镀液有效
| 申请号： | 201811529050.3 | 申请日： | 2018-12-14 |
| 公开（公告）号： | CN109321955B | 公开（公告）日： | 2020-01-24 |
| 发明（设计）人： | 王伟强;梁婧;许雅南;齐民;王云鹏 | 申请（专利权）人： | 大连理工大学 |
| 主分类号： | C25D3/56 | 分类号： | C25D3/56 |
| 代理公司： | 21200 大连理工大学专利中心 | 代理人： | 李晓亮;潘迅 |
| 地址： | 116024 辽*** | 国省代码： | 辽宁;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 合金镀液 硼酸 阴极 抗氧化剂 丙二酸 电沉积 溶剂 镀层 溶质 主盐 十二烷基硫酸钠 晶粒 抗坏血酸 柠檬酸钠 去离子水 应力减小 有效解决 有效控制 含氧量 导电盐 还原剂 抗氧化 络合剂 柔韧剂 润湿剂 糖精钠 细化 | ||
一种电沉积Fe‑Zn合金镀液，属于材料表面技术领域。Fe‑Zn合金镀液pH为2～3，包含溶质和溶剂，溶剂为去离子水；溶质各组分及其含量为：主盐FeCl2·4H2O、辅助主盐ZnCl2、导电盐NaCl、用于细化晶粒以及抗氧化的MnCl2·4H2O、还原剂抗坏血酸、络合剂柠檬酸钠、润湿剂十二烷基硫酸钠、柔韧剂糖精钠，还包括浓度为5～16g/L作为抗氧化剂的丙二酸，浓度为30～50g/L用于控制阴极OH‑含量的硼酸。本发明加入丙二酸以及硼酸作为抗氧化剂，能够抑制Fe2+氧化成Fe3+，有效控制阴极局部pH过高，从而有效解决镀层含氧量高，内应力大，易开裂问题，使镀层内应力减小，韧性进一步提高。
技术领域
本发明属于材料表面技术领域，涉及一种电沉积Fe-Zn合金镀液。
背景技术
目前，生物可降解支架材料的研究者开始将视野转向可降解金属材料。镁、铁、锌及其各自的合金由于兼具优良的力学性能、生物相容性，和易腐蚀的特性，逐渐成为可降解支架材料研究的热点。铁、锌以其各自的优点而使Fe-Zn合金支架材料被越来越多关注，但是由于Fe、Zn具有高的熔点差，低温难互溶，利用传统冶金方法难以获得二者的合金，因此采用电沉积方法获取Fe-Zn合金，采用的镀液配方为：
FeCl2·4H2O作为主盐，提供电沉积所需的Fe2+；
ZnCl2作为辅助主盐，提供电沉积所需的Zn2+；
NaCl作为导电盐，提高镀液的电导；
MnCl2·4H2O用于细化晶粒以及抗氧化；
抗坏血酸(C6H8O6)作为还原剂，既能抑制Fe2+氧化成Fe3+，还能将Fe3+还原为Fe2+，自身被氧化成脱氢抗坏血酸，且可在阴极被重新还原成抗坏血酸；
柠檬酸钠(C6H5Na3O7·2H2O)作为络合剂，与Fe2+络合，实现Fe2+与Zn2+共沉积形成均匀合金镀层；
十二烷基硫酸钠(CH3(CH2)11OSO3Na)作为润湿剂，降低镀液的表面张力，促进析氢反应产生的氢气泡逸出；
糖精钠(C6H4SO2NNaCO·2H2O)作为柔韧剂，用于降低镀层的内应力，避免镀层开裂。
通过此电沉积溶液配方可以得到电沉积Fe-Zn合金，但是得到的合金镀层含氧量高，内应力大，塑韧性差，开裂严重，得不到完整的大块材料，即使不断优化各种溶质的配比也无法得到性能较好的合金镀层，使该Fe-Zn合金不能实际应用。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提出一种Fe-Zn合金镀液。该Fe-Zn合金镀液能够在电沉积时大大降低镀层中氧元素的含量，使镀层内应力大大降低，有效改善镀层的塑性及韧性，镀层取下后仍然能够保持完整。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
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