[发明专利]一种纳米晶铁-镍-铬合金箔的电沉积制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种纳米晶铁-镍-铬合金箔的电沉积制备方法，采用电化学沉积的方法在硫酸盐-氯化物-三价铬水溶液体系中连续制备出纳米晶铁-镍-铬合金箔。属于电化学沉积技术领域。

背景技术

关于铁-镍-铬合金电沉积的工艺及理论始于20世纪六、七十年代，在硫酸盐镀液体系中电沉积出铁-镍-铬合金镀层；到80年代中期发展较快，先后出现了氯化物、DMF水溶液以及氯化物-硫酸盐混合体系沉积铁镍铬合金镀层。但之前电沉积铁-镍-铬合金的相关研究主要集中于合金镀层的工艺探索和研究，而几乎没有涉及三元合金箔材的制备，这主要是由以下几点造成的：（1）三元合金共沉积电化学过程十分复杂，影响因素较多；（2）合金中铬含量提高，由于晶格畸变造成内应力显著增大，内应力可通过镀层的微裂纹释放部分，其他的则向基体释放，但合金箔由于与基体结合较弱，内应力只能在合金箔中释放，因此常导致合金箔开裂而使实际生产受限；（3）另外三价铬电沉积虽然较六价铬的环保，但由于三价铬易于与水形成稳定的配位化合物，造成其还原困难且沉积速度慢，所报道的电沉积的铬合金镀层厚度一般不超过十微米，很难像箔材一样与基体分离，因此铁-镍-铬合金镀层的制备与铁-镍-铬合金箔材的制备相差甚远。

本专利申请是在前专利CN20041000271.4的基础上的继续延伸，专利CN20041000271.4报道了采用电沉积方法制备铁-镍-铬合金箔，合金中铁镍总含量达98wt%以上，铬含量难以超过2wt%；这主要是由于此电沉积体系所使用的配位剂-甲、乙酸，对三价铬离子的配位能力过强，而对亚铁离子和镍离子的配位能力较弱，因此还原时铁、镍较铬容易，使得合金箔中铁镍含量较高，而铬含量很低。另外合金箔中铬含量提高，也会使合金箔内应力增大，造成合金箔容易开裂，因此合金箔的耐腐蚀性、硬度等性能还有待改善。除此之外，国内外关于较高铬含量的铁镍铬合金箔未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺环保、操作简单、成本低廉、生产周期短，所生产的合金箔厚度和成分可以控制，力学、耐蚀性能优良且具备电磁屏蔽性能的纳米晶铁-镍-铬合金箔的电沉积制备方法；制备的纳米晶铁-镍-铬合金箔可应用于电子、通信、机电等工业领域。

本发明纳米晶铁-镍-铬合金箔的电沉积制备方法，其特征在于：采用硫酸盐-氯化物-三价铬盐水溶液体系作电解液，以金属钛为阴极，表面均布有金属氧化物的钛板为催化阳极，沉积电源为直流电源或脉冲电源；沉积工艺条件为：温度35~70℃，电解液pH值0.5~4；电解液包括下述组分，按质量体积浓度（g/L）组成：

本发明纳米晶铁-镍-铬合金箔的电沉积制备方法中，采用直流电源沉积时，阴极电流密度6~25A/dm²。

本发明纳米晶铁-镍-铬合金箔的电沉积制备方法中，采用脉冲电源沉积时，阴极电流密度6~30A/dm²，脉冲周期10~100ms，占空比为0.1~0.5。

本发明纳米晶铁-镍-铬合金箔的电沉积制备方法中，在温度60℃，电解液pH值1~2，阴极电流密度10~20A/dm²，沉积时间为45～60min，电解液组分为：NiSO₄·6H₂O50~200g/L，NiCl₂·6H₂O20~50g/L，FeSO₄·6H₂O20~100g/L，CrCl₃·6H₂O10~90g/L，H₃BO₃20~45g/L，氨基乙酸10~30g/L，尿素2~50g/L，抗坏血酸2~50g/L，糖精2~50g/L，十二烷基硫酸钠0.1~0.5g/L时，沉积得到纳米晶合金箔。