[发明专利]一种无氰电刷镀Ag-W合金镀液体系及其制备方法、应用

说明书

本发明属于电刷镀技术领域，具体涉及一种无氰电刷镀Ag‑W合金镀液体系及其制备方法、应用。该镀液体系包括以下含量的成分：10‑40g/L硝酸银、1‑10g/L可溶性镍盐、10‑60g/L钨酸盐、80‑150g/L 5,5−二甲基乙内酰脲、20‑60g/L柠檬酸钠、10‑50g/L乙酸铵和0.1‑1g/L 2,2′−联吡啶，溶剂为水。本发明在电镀银镀液中添加镍离子和钨酸根离子，结合脉冲反镀技术，在正电位沉积银，在反向电位沉积钨酸根离子，还原出金属钨，实现了Ag‑W合金的共沉；可获得纳米银为主的镀层，硬度优于传统的直流电镀银镀层。本发明通过少量的钨的加入，能够显著细化镀银层的晶粒尺寸。

技术领域

本发明属于电刷镀技术领域，具体涉及一种无氰电刷镀Ag-W合金镀液体系及其制备方法、应用。

背景技术

银具有良好的导电和导热性能，在所有的金属中银的导电性能最好。除此之外，金属银还具有较高的化学稳定性及耐蚀性，在大多数有机酸、强碱及盐溶液中也具有良好的化学稳定性。基于银的这些优良特性，制备银涂层在涂层生产中占有十分重要的地位。

银镀层是目前广泛采用的导电金属镀层。常规的银镀层采用氰化物络合剂，然而，出于环保和满足现场应用的要求，无氰镀液体系是目前的努力目标。但目前无氰镀液制备的镀层同氰化物镀液制备的镀层相比，存在硬度低，耐磨损能力不足，耐烧蚀能力差等缺点。如果通过调配电镀溶液成分及工艺获得含有钨的纳米银镀层，不但可提高镀层的硬度，更能大幅度提高耐磨性及耐烧蚀性能，在导电镀层制备领域将具有重要的应用前景。

电刷镀工艺是电镀的一个分支，相比连续直流电镀具有某些特殊的优势，例如在刷镀过程中，电刷头的机械运动可打碎晶粒的连续生长过程，因此有更强的细化晶粒效果，甚至可以获得纳米晶镀层。

由于银自身的电位很高（+0.799V），其他金属的电位较低，例如（钨为-1.05V，钼为-0.22V），因此银和钨、钼等的共沉积具有很大的挑战性。一方面钨等这类元素不能直接被电镀沉积，只能通过铁族元素（Fe、Ni、Co）共沉实现。另外由于银的电位高，很容易导致沉积快而不容易获得纳米晶。因此如何用电刷镀获得具有纳米结构银钨合金镀层，除了要有合适的络合体系，更要有合适的电刷镀工艺。

目前相关的报道大多聚焦在单质银镀层方法的工艺及方法，例如专利200510023573、专利200710009207、专利20010009208都涉及到不同的无氰镀银工艺方法，专利CN103540978A则涉及到一种碱性无氰电镀Ag-Ni合金的方法。基于目前的研究，涉及到采用电刷镀制备Ag-W合金镀层的技术很少。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种无氰电刷镀Ag-W合金镀液体系。

本发明还提供了一种上述一种无氰电刷镀Ag-W合金镀液体系的制备方法。

本发明的另一目的为提供了一种利用上述无氰电刷镀Ag-W合金镀液体系的应用，通过引入脉冲反镀工艺，实现用电刷镀方法获得纳米银钨合金镀层。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案为：

本发明提供了一种无氰电刷镀Ag-W合金镀液体系，包括以下含量的成分：10-40g/L硝酸银、1-10g/L可溶性镍盐、10-60g/L钨酸盐、80-150g/L 5,5−二甲基乙内酰脲、20-60g/L柠檬酸钠、10-50g/L乙酸铵和0.1-1g/L 2,2′−联吡啶，溶剂为水。

进一步的，所述Ag-W合金镀液体系的pH为7-9；采用氨水或硝酸调节pH。

本发明还提供了一种无氰电刷镀Ag-W合金镀液体系的制备方法，包括以下步骤：称取硝酸银、硫酸镍、钨酸钠、5,5−二甲基乙内酰脲、柠檬酸钠、乙酸铵和2,2′−联吡啶，用去离子水配成溶液，用氨水和硝酸调节pH即可。

本发明还提供了一种镀液体系在无氰电刷镀Ag-W合金中的应用，其特征在于，所述电刷镀的基体为铜。