一种铜基体上快速生长厚锌涂层的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108707934A(43)申请公布日2018.10.26(21)申请号201810686429.9(22)申请日2018.06.28(71)申请人南京信息工程大学地址210019江苏省南京市建邺区奥体大街69号(72)发明人江凡刘菡露悦雨琨张磊李士泽石玮峰(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人戴朝荣(51)Int.Cl.C25D3/22(2006.01)C25D17/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种铜基体上快速生长厚锌涂层的方法(57)摘要一种铜基体上快速生长厚锌涂层的方法，包括如下步骤；(1)电解液制备；将氯化胆碱、尿素和氯化锌混合、加热，并加入无水乙醇形成电解液；(2)电沉积反应：采用锌片作为可溶性阳极，紫铜作为阴极，将电极浸入步骤(1)制备的电解液中进行高电流密度恒电流电沉积反应；(3)样品制备：电沉积反应完成后取出样品进行超声清洗、干燥。本发明采用无水乙醇对离子液体的粘度进行稀释，体系稳定，采用锌片作为阳极补充金属离子浓度，使得电解液可采用的电流密度高，电沉积速率快，不用经过基体酸化处理，制备较厚锌涂层，且涂层与基体间结合紧密，原料简单，没有其他添加剂，操作简易，绿色环保，安全无毒，避免了水稀释离子液体电沉积时易产生的析氢现象。CN108707934ACN108707934A权利要求书1/1页1.一种铜基体上快速生长厚锌涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)电解液制备：首先将氯化胆碱、尿素和氯化锌混合、加热，恒温搅拌至透明粘稠状，生成氯化胆碱-尿素-氯化锌原始电解液Ⅰ，然后在原始电解液Ⅰ中加入无水乙醇形成电解液Ⅱ；(2)电沉积反应：采用锌片作为可溶性阳极，紫铜作为阴极，以上组成电极，然后将电极浸入步骤(1)制备的电解液Ⅱ中并通过铜丝与电源连接，恒温下进行高电流密度恒电流电沉积反应；(3)样品制备：电沉积反应完成后取出样品进行超声清洗、干燥。2.根据权利要求1所述的一种铜基体上快速生长厚锌涂层的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，无水乙醇与原始电解液Ⅰ的体积比为1:8-1:12。3.根据权利要求1所述的一种铜基体上快速生长厚锌涂层的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，氯化胆碱、尿素和氯化锌的摩尔比为2:4:1。4.根据权利要求1所述的一种铜基体上快速生长厚锌涂层的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，加热的温度为60-90℃。5.根据权利要求1所述的一种铜基体上快速生长厚锌涂层的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述阳极和阴极间距离为2.5-3.5cm，所述阳极采用双阳极。6.根据权利要求1所述的一种铜基体上快速生长厚锌涂层的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，恒电流密度为50-60mA/cm2，电沉积温度为70-80℃，电沉积时间为20-60min。7.根据权利要求1所述的一种铜基体上快速生长厚锌涂层的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：将样品取出后放入超声波清洗槽中，先用无水乙醇清洗，再用去离子水清洗，最后用吹风机低温吹干，温度控制为20-30℃。2CN108707934A说明书1/3页一种铜基体上快速生长厚锌涂层的方法技术领域[0001]本发明属于电镀工艺领域，特别是涉及一种铜基体上快速生长厚锌涂层的方法。背景技术[0002]我国是锌储量最大的国家，从1992年开始我国锌产量居世界第一位。金属锌作为现代工业社会中的一种基础材料，被广泛应用于各种领域。电镀锌广泛应用于钢铁材料的防护性镀层，由于锌的电沉积技术成本较低，因此适合在大范围的工业生产中被广泛推广。传统镀锌方法有氰化物镀锌、氯化物镀锌等。其中氰化物镀锌因含有剧毒的氰化物，污染严重。氯化物镀锌电镀液中含有大量的氯化钾对设备腐蚀严重。如何在获得高质量的金属锌且消除电沉积液对环境的危害已成为绿色电化学和环保工业亟待解决的问题。[0003]离子液体是一种完全由离子构成的室温融盐，通常由几何结构不对称的有机阳离子和无机或有机阴离子组成。离子液体具有化学热稳定性高、不可燃、蒸气压低、电导率高、毒性小、电化学窗口宽等特性。离子液体在室温下即可得到在高温熔盐中才能电沉积得到的金属及其合金，但是又没有高温熔盐那样的强腐蚀性。低共熔离子液体通常是由一定化学计量比的季铵盐和氢键给体（如酰胺、羧酸和多元醇等化合物）组合而成的低共熔混合物。低共熔离子液体具有电化学窗口宽、溶解性和导电性好、蒸汽压低以及良好的物理化学稳定性等优点，是一种新型的绿色溶剂。在电沉积金属方面，由于低共熔离子液体能够选择性的溶解金属氧化物，同时具有良好的导电性和较负的还原电势，在室温下即可电沉积得到大多数能在水溶液中得到的金属，得到的金属质量好，电流效率高。同时