[发明专利]一种离子液体电镀镍的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电镀领域，尤其是采用离子液体为电解质电镀领域，具体为一种离子液体电镀镍的方法。本发明能够有效解决现有电镀镍方法制备镍镀层时，所存在的工艺复杂、废液排放量大等问题。

背景技术

镍镀层在材料防腐、装饰性和功能性等方面都有着广泛的应用。在装饰方面，众多的金属或合金镀层（如Cr、Au及其合金、Sn及其合金、枪黑色Sn-Ni合金、Cd-Se合金等）都是在光亮的镍镀层上，通过电沉积的方式形成的。在低碳钢、锌铸件、铝合金及铜合金表面上沉积镍，能够有效保护基体材料不受腐蚀，同时通过抛光或直接电沉积光亮镍，可达到装饰的目的。在功能性应用方面，通过在被磨损、腐蚀的或加工过度的零件上进行局部电镀镍，能够实现对零件的修复。由于镍镀层具有上述优点，因此，其在连续铸造结晶器、电子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机部件和微型电子元件的制造等方面，应用越来越广泛。

目前，镍镀层通常采用电沉积方法制备而成。现有电沉积法制备镍镀层时，通常以水溶液作为电解质进行电沉积；该方法中，氢在镍沉积之前先释放出来，使得电沉积镍的过程变得复杂，且整个工艺过程会产生大量的废液。

因此，目前迫切需要一种新的方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有电沉积法制备镍镀层时，通常以水溶液作为电解质，工艺过程复杂，同时会产生大量废液的问题，提供一种离子液体电镀镍的方法。本发明采用非水溶液的熔盐体系进行镍的电沉积，制备出镍镀层。本发明不仅能够避免氢的析出，简化工艺流程，同时，镀液可以重复利用，能够极大降低废液的排放。本发明设计合理，工艺简单，操作方便，能够极大降低废液的排放，对于降低工业成本及环境保护具有重要意义。

为了实现上述目的，本发明采用的工艺流程如下：

一种离子液体电镀镍的方法，包括如下步骤：

（1）基体预处理

对基体表面进行预处理；

（2）配制离子液体电镀液

将NiCl₂和有机盐搅拌均匀，得到离子液体；

（3）镀镍

以金属镍为阳极，以步骤1处理后的基体为阴极，采用步骤2制备的离子液体为电镀液，在20-40℃下进行电镀，电镀电流密度为5~15 mA/cm²，电镀的同时对电镀液进行电磁搅拌，得到初坯；

（4）后处理

将步骤3得到的初坯清洗干净后，进行干燥，即得产品；

所述步骤2中，NiCl₂和有机盐的摩尔比为1:2，所述有机盐为卤化烷基咪唑。

作为优选，所述有机盐为氯化1-甲基-3-乙基咪唑。

所述步骤3中，搅拌速率为200r/min。

所述步骤3中，阳极材料为纯镍。

所述步骤1中，基体的材料为金属。

所述步骤1中，基体的材料为铜、铁、钢、可伐合金。

所述步骤4中，将步骤3得到的初坯分别用苯、水清洗后，进行干燥，即得产品。

现有电沉积法制备镍镀层时，通常以水溶液作为电解质，氢在镍沉积之前先释放出来，使得电沉积镍的过程变得复杂，同时会会产生大量的废液，为此，本发明提供一种离子液体电镀镍的方法。本发明能够避免在镀镍的过程中出现氢的析出，从而减少后续处理工艺流程，同时所采用的离子液体能够重复利用，从而极大降低废液的排放，有效保护环境。

本发明的方法包括基体预处理、配制离子液体电镀液、镀镍、后处理四个步骤。

步骤1中，以需要施镀的工件作为基体，对基体表面进行预处理，去除基体表面的油污及氧化膜。基体的材料为金属，优选为铜、铁、不锈钢及可伐合金。

步骤2中，将NiCl₂和有机盐按摩尔比1:2混合，搅拌均匀，即得离子液体电镀液，其中有机盐为卤化烷基咪唑。作为优选，卤化烷基咪唑为氯化1-甲基-3-乙基咪唑。氯化1-甲基-3-乙基咪唑的CAS号为：65039-09-0，英文简称为：EMIC。离子液体，又称室温熔盐，是一类由阴离子和阳离子组成，熔点低且具有较好导电性的有机盐类，其具有低熔点、低蒸气压、较高导电率、较宽的电化学窗口及较高的稳定性等特点。本发明中采用卤化烷基咪唑制备的离子液体电镀液，具有优异的电化学性能。作为优选，有机盐为氯化1-甲基-3-乙基咪唑EMIC，NiCl₂和有机盐的摩尔比为1:2。