[发明专利]一种自控电解铁箔溶液

说明书

电解铁箔技术关键是控制三价铁离子，尽管研究者提出了抗氧化剂的抑制方法和络合剂的隐蔽方法来控制，但是长时间效果不佳，导致生产过程控制困难，铁箔价格高昂，应用受限。本发明提出一种能够自我控制三价铁离子的电解铁箔溶液，经过长达1000Ah/L电解试验后，仍然能够获得致密的、灰白色、对折不断的铁箔，因此过程控制溶液，易于规模化生产。

技术领域

本发明属于超薄金属箔制造领域，具体涉及电解铁箔技术。

背景技术

1981年日本率先进行工化生产电解铁箔，到目前已经有40年历史了，尽管原材料非常便宜，但是生产过程控制困难，导致最终的铁箔价格高昂，甚至比铜箔还要贵，因此工业化应用受到了极大的限制。目前我国市场上没有一家大型电解铁箔的厂家。

我国在上一世纪90年开展电解铁箔研究，卢维昌等人借鉴日本技术基础上，设计了利用可溶性阳极，有效控制了镀液组分，尤其是三价铁含量，获得了20微米的超薄铁箔，并申请了发明专利，电解成型制备纯铁箔的方法（CN 91102934.6）。但是亚铁离子与空气接触不可避免的会发生氧化形成三价铁离子，而氢氧化铁的溶度积很低，形成胶体或沉淀吸附在电极表面进而夹杂在镀层中导致铁箔质量下降，如孔隙率增加、变脆等，研究表明当三价铁离子浓度大于0.005mol/L时，既是在pH=0.5左右都会导致上述情况。人们通过加入稀土元素抑制亚铁离子的氧化，但是高温下几乎没有作用，见硕士论文“电成型铁箔制备及稀土改性研究”（郑精武，浙江工业大学，2003年）；加入抗氧剂（既是还原剂）防止二价铁的生产，像有机物抗坏血酸、无机物二价的钒离子（自身被氧化成三价钒，而三价钒在阴极还原成二价钒），但不可避免的影响铁箔性能。目前在铁镍、铁钨合金电镀过程中，加入柠檬酸等配位剂络合三价铁离子，避免形成氢氧化铁影响镀层质量。但无论如何都不能完全抑制三价铁的生成，在生成过程中经常利用小电流进行还原或加入铁粉进行还原，进一步把三价铁控制较低的水平，对过程控制带来很大的难度。

综述所示，控制三价铁离子是大规模、低价格生产电解铁箔的关键技术，本发明专利提出一种自控的电解铁箔溶液，能够有效降低三价铁离子的浓度，避免其对铁箔质量的影响，降低了过程控制成本，初步估计低于电解铜箔的加工成本，因此具有市场可期的前景。

发明内容

本发明的目的旨在寻找一种能够自我控制三价铁离子浓度的自控电解铁箔溶液，推进电解铁箔、铁基合金箔的工业化进程。

实现本发明目的的技术方案是：在常规氯化物、硫酸盐、氨基磺酸盐及它们之间的复合溶液中，加入同支季铵盐，(C_nH_2n+1)₄N⁺,（2≤n≤5），新生成的三价铁离子，与上述季铵盐形成不溶于电解液的化合物，漂浮在电解液表面（因为其密度小于电解液），类似于泡沫浮选选矿技术，非常容易去除，因此能够自动控制电解液中的三价铁离子，是一种自控电解铁箔溶液。另外，该化合物不会吸附在电极表面与铁共沉积，因此不会影响铁箔的质量。

与现有技术相比，本发明具有以下突出优点：

本发明提供的电解铁箔溶液，能够自动去除镀液中新生产的三价铁离子，不同于常规的通过抗氧化剂的抑制方法和络合剂的隐蔽方法，也不会发生因有机酸根离子的分解对镀液产生的毒害情况。进行长达1000Ah/L的长寿命实验后，仍然获得致密的、灰白色、对折不断的铁箔，因此过程控制溶液，易于规模化生产。

附图说明

图1是含有三价铁离子的镀液中加入四丁基氯化铵的照片；

图2是氯化物体系加入四丁基氯化铵电沉积获得铁箔照片。

具体实施实例

实例1