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1、第41卷第8期材料保护Vo.l41No.82008年8月MaterialsProtectionAug.2008工艺技术钛板电沉积铂工艺的研究1,222222,3张业明,方达经,陈志量,毛旭辉,林安,甘复兴(1.黄石理工学院环境科学与工程学院,湖北黄石435003;2.武汉大学资源与环境科学学院,湖北武汉430079;3.金属腐蚀与防护国家重点实验室,辽宁沈阳110016)[摘要]研制出一种在钛板上镀铂金的新工艺,该法中的弱酸性电镀液主要由柠檬酸钠、乙二胺四乙酸(EDTA)和少量六氯合铂
2、酸、氯化铵组成。此外还添加了微量的稀土盐和A(氨基酸类),B(硬化元素)两种试剂。A可以提高铂在溶液中的稳定性和镀层的均匀性,B可以提高镀铂层的光泽度和硬度。研究表明,镀层的优良性主要取决于电镀液的温度、pH值和电流密度,试验在较低的温度和较高的电流效率下获得了光亮均匀的铂镀层,并在主盐浓度不高的情况下获得了很好的铂镀层,大大降低了成本。[关键词]电沉积;铂;钛板;电流效率;六氯合铂(IV)酸主盐[中图分类号]TQ153.1[文献标识码]A[文章编号]1001-1560(2008)08-0019
3、-030前言1.2前处理钛质轻、比强度高、耐蚀性好,是航空航天及化学抛光脱脂脱蜡钛板先用金相砂纸打磨抛光,再工业中必不可少的材料。然而,钛材耐磨性差,接触电用含有镜面抛光剂的软布砂轮进行抛光。钛板脱脂、阻高、钎焊性差,在某些介质或高温下耐蚀性也变差,脱蜡用超声波振荡清洗,清洗液成分及工艺参数:2g/L应用受到了一定的限制。而铂镀层硬度高,电阻小、可Na2CO3,25g/LNa3PO412H2O,12g/LNa2SiO3,5钎焊,且具有非常优异的电催化活性,钛镀铂后能弥补mL/LOP-10乳化
4、剂,温度(7010),时间5min。钛的不足,能集中发挥基材本身和铂层的优点。作为清洗后用纯水洗净再置于蒸馏水中备用。不溶性阳极,钛镀铂的应用将会越来越广泛,并应用于刻蚀钛材极易钝化,表面钝化膜使镀层与基体电解工业。本工作对钛基镀铂工艺进行了研究,分析不能紧密结合,难以获得结合良好的电镀层,必须除掉了试验温度、pH值、电流密度、时间及主盐浓度对工艺钝化膜,使其表面生成一层活性氢化钛(THi2)膜,氢化的影响,研制出一种钛镀铂的新工艺。钛与钛基体和镀层之间形成一定的金属键,从而保证钛基体与镀层结合
5、良好。经活化过的钛表面比未经活1试验化的钛具有更好的键合能力[1]。钛板脱脂脱蜡后要进行刻蚀,即出光或活化,本试1.1材料及工艺流程验在氢氟酸-硝酸-双氧水体系中加入一定量添加剂,采用钛材尺寸为50mm100mm1mm,工艺流控制不同的刻蚀时间,分别得到高亮光和亚光试片,刻程为:钛板预处理水洗超声脱脂脱蜡水洗刻[2]蚀后用纯水清洗干净,最好带电入槽进行电镀。蚀水洗预镀镍水洗电镀热水漂洗热风烘1.3电镀铂干。活化后的钛板尽快镀铂,以防活性表面钝化,镀铂[3]液成分及工艺参
6、数见表1。表中有机添加剂A含有[收稿日期]20080612硫,为氨基酸类物质;硬化元素B为重金属元素所形成19钛板电沉积铂工艺的研究的盐,稀土盐选自镨、镧或铈所形成的盐。表1镀铂液成分及工艺参数配方工艺参数六氯合铂()酸5~10g/L柠檬酸钠50g/LEDTA30g/L氯化铵15g/L有机添加剂A20g/L硬化元素B0.05g/L稀土盐0.1g/L温度40~60电流密度0.5~0.7A/dm2时间依厚度而定pH值4~7电流效率30%~35%阳极钛网铱钽涂层电极电镀结束后用纯水冲洗干净
7、,再用热风吹干,防止高于该点时,电流效率会迅速升高并达到最大值;当达到最大值之后,温度对于电流效率的影响又变得很小。钛板表面有暗花或水迹产生。一般情况下,要想获得质量较好的镀层,电流效率不能2结果与讨论太低,过高的温度会导致某些添加剂热分解,使得电流2+[4]电镀溶液中Pt(NH3)4的反应:效率降低,所以试验过程中电镀液的工作温度控制在2+2+[Pt(NH3)4]+xH2O[Pt(NH3)4-x(H2O)x]50~70。+xNH32.2pH值对工艺的影响2+[6][Pt(NH3)4-
8、x(H2O)x]+2ePt+(4-x)NH3溶液pH值对铂电沉积反应有重要影响,试验发+xH2O现电镀液在强酸和强碱性溶液中澄清,在中性溶液中在酸性溶液中阴极上发生的主要副反应:出现黄色混浊,即有沉淀产生,但pH值过高或过低都+2H+2eH2会影响铂在钛板上的沉积,大大降低电流的效率。另+外氢会渗透到铂镀层中间,即表面吸附的氢原子向铂O2+4H+4e2H2O层扩散复合成为氢分子,并不断积累而造成氢脆现2.1温度对工艺的影响象,这就降低了铂镀层
