專利名稱：電鍍錫及錫鎳合金用添加劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電化學沉積金屬及合金的技術領域。特別涉及到電鍍錫及錫鎳合金用添加劑。
背景技術：
錫鍍層對于大氣、潮濕、水溶性鹽溶液、弱酸和在硫酸、硝酸、鹽酸的稀溶液中具具有較好的抗腐蝕性能，且能耐有機酸，可以作為一種廉價的精飾鍍層。已經(jīng)使用的鍍錫鍍液主要是以錫酸鹽與強堿作為電介質或以硫酸錫鹽與酚磺酸作為電介質的鍍液。US3951750和US4021316中公開了基于焦磷酸鉀并使用有機硫化物和胨作為晶粒細化劑的堿浴鍍液。但該鍍液的缺點在于亞錫離子在該堿性浴中不穩(wěn)定并能快速氧化為四價的錫而使得鍍液無用。
鎳錫合金鍍層是一種應用較為廣泛的二元合金，鎳錫合金均具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和耐磨性能。從化學反應動力學可以知道，Ni2+和Sn2+是很難從簡單溶液中共沉積出來的，在溶液中加入適當?shù)慕j合劑后，鎳錫才能共沉積出來。傳統(tǒng)的電鍍鎳錫合金主要使用氟化銨、氟化氫銨以及氨基乙酸、酒石酸鈉、乙二氨四乙酸等做為添加劑以得到一定組成的鎳錫合金，這一類的Ni-Sn合金研究和應用都比較成熟。但是這種鎳錫合金鍍層主要用于裝飾傳統(tǒng)的代鉻鍍層，其合金鍍層中含錫約65％，鎳約35％，并且含量變化很小。CN1053453A中公布了一種含鎳25——40％，錫75-60％，銅0-2％的鍍層；此外還提到了目前一種廣泛使用的鍍層，其鍍層含量是錫74-75％，鎳26-25％。由于組成一定的合金在可焊性、耐腐蝕性、耐磨性及其他性質方面是一定的，因而使用范圍有限。所以，上述公布的合金鍍層受于組成及含量是相對固定的，鍍層的性能和應用范圍都受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供可用于鍍錫以及鍍錫鎳合金的溶液中的添加劑，主要用于提高改良鍍液性質，提高鍍液的穩(wěn)定性，并且實現(xiàn)合金組分的大范圍控制，通過這一途徑來提高電鍍?nèi)芤旱氖褂眯?，并且擴大了鍍層金屬的應用范圍。
本發(fā)明的技術內(nèi)容如下本發(fā)明提供的用于鍍錫以及鍍錫鎳合金的鍍液中的添加劑，它們是一種或幾種下列各類化合物單羥基羧酸或單羥基多羧酸或多羥基羧酸或多羥基多羧酸或它們的堿土金屬鹽類，羧酸或多元羧酸或其堿土金屬鹽類，不含硫氨基酸或其堿土金屬鹽類，多氨基羧酸或其堿土金屬鹽類。
優(yōu)選實例如乙醇酸、乳酸、水楊、DL-蘋果酸、檸檬酸、檸檬酸鈉、酒石酸、酒石酸鈉、乙酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、酪氨酸、色氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、天門冬氨酸、賴氨酸、精氨酸，乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸鈉等。添加劑的使用量為每升溶液中每種填加量為5-100克。
如上所述的加入各種添加劑時，再在每升溶液添加0.1-50克含C-S結構的氨基酸或其衍生物，則使電鍍錫以及鍍錫鎳合金的溶液性質進一步改善，合理的優(yōu)選事例如甲硫氨酸、胱氨酸、高半胱氨酸等。
所述的C-S結構的氨基酸或其衍生物優(yōu)選如甲硫氨酸、胱氨酸或高半胱氨酸等。
本發(fā)明內(nèi)容中的添加劑可以與焦磷酸鹽搭配使用在鍍錫溶液中。
本發(fā)明加入各種添加劑和含C-S結構的氨基酸的鍍液中可以與焦磷酸鹽搭配使用在含氯化物或硫酸鹽的鍍錫溶液中。
同樣可以使用在與焦磷酸鹽搭配使用在含氯化物或硫酸鹽或它們的混合鹽的鍍鎳錫合金溶液中。
本發(fā)明得到的鍍錫溶液和鍍鎳錫合金溶液比未加添加劑的鍍液穩(wěn)定，鍍液放置數(shù)周后使用仍然可以得到良好的鍍層。
本發(fā)明得到的鍍錫鍍層中鎳的含量在5％-40％，此外包括平衡量的錫和雜質。
本發(fā)明得到的鎳錫合金鍍層中鎳的含量在40％-95％，此外包括平衡量的錫和雜質。
本發(fā)明的特點是鎳的含量可以大范圍變化，傳統(tǒng)的鍍液得到的合金鍍層的組分只有很小的一部分，性質和功能也有限，通過加入添加劑就改變了鍍層的組層，可以得到不同組成成分的合金，也就是得到不同性質和功能的鍍層。
具體實施例方式
實施例1將檸檬酸鈉25g/L，乙酸鈉6g/L，氫氧化鉀70g/L配制成溶液，再加入錫酸鉀150g/L，及金屬錫80g/L，沉降過濾后加入4mL雙氧水得到溶液，電鍍得到銀白色錫。
實施例2將甘氨酸40g/L，并與氯化亞錫20g/L，焦磷酸鉀220g/L配成溶液，電鍍得到銀白色錫。
實施例3將檸檬酸60g/L，丙二酸8mL/L作添加劑，并與氯化亞錫20g/L，焦磷酸鉀240g/L配成溶液，電鍍得到銀白色錫。
實施例4將乙二胺四乙酸鈉15g/L，丙氨酸5g/L，胱氨酸0.2g/L作添加劑，并與氯化亞錫15g/L，焦磷酸鉀220g/L，配成溶液，電鍍得到暗色錫。
實施例5將酒石酸鈉10g/L，乳酸12g/L作添加劑，并與氯化鎳10g/L，硫酸鎳30g/L，氯化亞錫20g/L，焦磷酸鈉190g/L，配成溶液，電鍍得到光亮的鎳錫合金，其中鎳的含量在20％左右，此外為平衡量的錫和雜質。
實施例6將乙醇酸8mL/L，，甘氨酸16g/L，胱氨酸3g/L作添加劑，并與氯化鎳10g/L，硫酸鎳30g/L，氯化亞錫20g/L，焦磷酸鉀270g/L配成溶液，電鍍得到灰色鎳錫合金，其中鎳的含量在70％左右，此外為平衡量的錫和雜質。
實施例7將DL-蘋果酸17g/L，甘氨酸10g/L，甲硫氨酸25g/L作添加劑，并與氯化鎳10g/L，硫酸鎳30g/L，氯化亞錫20g/L，焦磷酸鈉270g/L配成溶液，電鍍得到灰色鎳錫合金，其中鎳的含量在80％左右，此外為平衡量的錫和雜質。
實施例8將檸檬酸鈉95g/L，，甘氨酸5g/L，高半胱氨酸13g/L作添加劑，并與氯化鎳10g/L，硫酸鎳40g/L，氯化亞錫25g/L，焦磷酸鉀270g/L配成溶液，電鍍得到灰色鎳錫合金，其中鎳的含量在90％左右，此外為平衡量的錫和雜質。
本發(fā)明公開和提出的用于鎳錫合金的電鍍添加劑，本領域技術人員可通過借鑒本文內(nèi)容，適當改變原料組成與配比等環(huán)節(jié)實現(xiàn)。本發(fā)明的產(chǎn)品和方法已通過較佳實施例子進行了描述，相關技術人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的方法和產(chǎn)品進行改動或適當變更與組合，來實現(xiàn)本發(fā)明技術。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
權利要求
1.電鍍錫及錫鎳合金用添加劑，其特征是在鍍液中添加有一種或幾種添加劑，所述的添加劑是單羥基羧酸或單羥基多羧酸或多羥基羧酸或多羥基多羧酸或它們的堿土金屬鹽類，羧酸或多元羧酸或其堿土金屬鹽類，不含硫氨基酸或其堿土金屬鹽類，多氨基羧酸或其堿土金屬鹽類，添加劑的使用量為每升鍍液添加每種5-100克。
2.如權利要求1所述的電鍍錫及錫鎳合金用添加劑，其特征是所述的添加劑是乙醇酸、乳酸、水楊、DL-蘋果酸、檸檬酸、檸檬酸鈉、酒石酸、酒石酸鈉、乙酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、酪氨酸、色氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、天門冬氨酸、賴氨酸、精氨酸，乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸鈉。
3.如權利要求2所述的電鍍錫及錫鎳合金用添加劑，其特征是每升鍍液添加0.1-50克的含C-S結構的氨基酸或其衍生物。
4.如權利要求3所述的電鍍錫及錫鎳合金用添加劑，其特征是所述的C-S結構的氨基酸或其衍生物是甲硫氨酸、胱氨酸或高半胱氨酸。
5.如權利要求2或3所述的電鍍錫及錫鎳合金用添加劑，其特征是鍍液為焦磷酸鹽鍍錫溶液。
6.如權利要求5所述的電鍍錫及錫鎳合金用添加劑，其特征是鍍液為焦磷酸鹽和含氯化物或硫酸鹽的鍍錫溶液。
7.如權利要求5所述的電鍍錫及錫鎳合金用添加劑，其特征是鍍液為焦磷酸鹽和含氯化物或硫酸鹽或它們的混合鹽的鍍鎳錫合金溶液。
8.如權利要求6所述的電鍍錫及錫鎳合金用添加劑，其特征是制備得到的鎳錫合金鍍層中鎳的含量在5％-40％。
9.如權利要求7所述的電鍍錫及錫鎳合金用添加劑，其特征是制備得到的鎳錫合金鍍層中鎳的含量在40％-95％。
全文摘要
本發(fā)明屬于電化學沉積金屬及合金的技術領域。特別涉及到電鍍錫及錫鎳合金用添加劑。所述的添加劑是單羥基羧酸或單羥基多羧酸或多羥基羧酸或多羥基多羧酸或它們的堿土金屬鹽類，羧酸或多元羧酸或其堿土金屬鹽類，不含硫氨基酸或其堿土金屬鹽類，多氨基羧酸或其堿土金屬鹽類，添加劑的使用量為每升鍍液添加5－100克。本發(fā)明提供可用于鍍錫以及鍍錫鎳合金的溶液中的添加劑，主要用于提高改良鍍液性質，提高鍍液的穩(wěn)定性，并且實現(xiàn)合金組分的大范圍控制，通過這一途徑來提高電鍍?nèi)芤旱氖褂眯?，并且擴大了鍍層金屬的應用范圍。
文檔編號C25D3/60GK1804142SQ20051012224
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月8日 優(yōu)先權日2005年12月8日
發(fā)明者單忠強, 陳政, 田建華 申請人:天津大學