[发明专利]一种低共熔溶剂电沉积制备不锈钢镀层的方法

说明书

本发明涉及一种低共熔溶剂电沉积制备不锈钢镀层的方法，属于表面工程和表面处理技术领域。在惰气环境下，首先将季铵盐与多元醇混合均匀后形成低共熔溶剂，然后向低共熔溶剂中加入六水二氯化镍、六水三氯化铬和四水二氯化亚铁，制备得到的低共熔溶剂电解液；以铬片或惰性电极为阳极，预处理后的基体为阴极，在控制低共熔溶剂电解液温度为50～80℃、槽电压为0.6～1.2V、阳极与阴极距离为1cm的条件下，在制备得到的低共熔溶剂电解液中电沉积30～90min，将电沉积后的阴极基体经丙酮、蒸馏水冲洗，干燥后即能在阴极基体上得到304或316不锈钢成分的镀层。本发明旨在解决现有不锈钢电镀工业中存在的电流效率低，难以实现清洁生产等问题。

技术领域

本发明涉及一种低共熔溶剂电沉积制备不锈钢镀层的方法，属于表面工程和表面处理技术领域。

背景技术

由于不锈钢具有良好的耐高温性、力学性能和磁阻性能，被广泛应用于各个领域。同时，不锈钢在腐蚀性介质中具有良好的耐蚀性及生物相容性，使其成为开发廉价生物器件的理想选择。Fe-Cr-Ni具有有趣和独特的性能，富铁镀层具有较高的耐蚀性和较高的耐蚀性，富镍镀层具有较高的光反射率和独特的磁性，如果铬含量增加，合金涂层将具有高硬度和耐腐蚀等。通过电沉积获得不锈钢镀层代替不锈钢制品，可充分利用不锈钢的上述优良特性，节约成本。目前电沉积Fe-Cr-Ni合金镀层的镀液体系主要有四种：氯化物体系、硫酸盐体系、氯化物-硫酸盐混合体系和DMF-水溶液体系，需要加入多种络合剂和添加剂。同时有机添加剂中的碳会参与沉积过程，使Fe-Cr-Ni镀层掺入碳元素，镀层成分难以控制，且伴随有析氢反应，操作难度增大，电流效率降低。因此寻找一种环境友好、稳定的镀液体系具有重要的意义。

低共熔溶剂通常是由一定化学计量比的季铵盐和氢键给体（如酰胺、羟酸和多元醇等化合物）组合而成的低共熔混合物。低共熔溶剂具有电化学窗口宽、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，由于低共熔溶剂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，且无副反应，因而得到的金属质量好，电流效率高。另外，由于低共熔溶剂的制备过程简单、原料价格低廉，使之成为电沉积镍铬研究的崭新电解液，在有色金属冶金技术领域具有广阔的前景。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种低共熔溶剂电沉积制备不锈钢镀层的方法。本发明旨在解决现有不锈钢电镀工业中存在的电流效率低，难以实现清洁生产等问题。本发明通过以下技术方案实现。

一种低共熔溶剂电沉积制备不锈钢镀层的方法，其具体步骤如下：

步骤1、在惰气环境下，首先将季铵盐与多元醇按照摩尔比为1:1～7混合均匀后形成低共熔溶剂，然后向温度为20～80℃的低共熔溶剂中加入六水二氯化镍、六水三氯化铬和四水二氯化亚铁，制备得到的低共熔溶剂电解液；

步骤2、以铬片或惰性电极为阳极，预处理后的基体为阴极，在控制低共熔溶剂电解液温度为50～80℃、槽电压为0.6～1.2V、阳极与阴极距离为1cm的条件下，在步骤1制备得到的低共熔溶剂电解液中电沉积30～90min，将电沉积后的阴极基体经丙酮、蒸馏水冲洗，干燥后即能在阴极基体上得到304或316不锈钢成分的镀层。

所述步骤1中季铵盐为氯化胆碱、氯化苄基三乙基铵或甜菜碱盐酸盐。

所述步骤1中多元醇为乙二醇、丙三醇或甘露醇。

所述步骤1中六水二氯化镍、六水三氯化铬和四水二氯化亚铁摩尔比为1:6:3。

所述步骤2中惰性电极为石墨或铅锡合金。

所述步骤2中基体为铜片、低碳钢或铝片。