一種無氰體系銀和石墨烯復(fù)合鍍層的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種無氰體系銀和石墨烯復(fù)合鍍層的制備方法，針對常見的氰化鍍銀污染嚴(yán)重，會對人體產(chǎn)生危害，同時(shí)鍍銀層存在一些缺陷的問題，本發(fā)明在無氰體系體系中加入分散后的石墨烯，在銅基體上進(jìn)行復(fù)合電鍍。本發(fā)明基本步驟如下：1）將基板進(jìn)行除油拋光，并浸銀處理；2）將硫代硫酸鈉、焦亞硫酸鉀、硝酸銀配制成鍍銀液，將石墨烯粉末與一定量的去離子水和分散劑混合后加入鍍銀液中，并進(jìn)行超聲分散；3）以銀板為陽極，基板為陰極，置于鍍液中電鍍，得到銀?石墨烯復(fù)合鍍層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法工藝簡單，可控性好，適用范圍廣，且制得的銀?石墨烯復(fù)合鍍層抗高溫氧化性能、抗硫性、機(jī)械性能和抗腐蝕能力好。
【專利說明】
一種無氰體系銀和石墨烯復(fù)合鍍層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于無氰復(fù)合電鍍領(lǐng)域，涉及用于復(fù)合鍍銀的無氰型電鍍液，具體涉及一種無氰體系銀和石墨烯復(fù)合鍍層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬銀具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，使得銀成為最為廣泛的貴金屬之一，電鍍銀以其相對較低的成本，成為獲取銀優(yōu)良性能的主要途徑。但純銀鍍層有硬度較低、摩擦系數(shù)大、抗高溫性能差、易變色等缺點(diǎn)，影響其在飛機(jī)儀器、電子產(chǎn)品、裝飾品等中的應(yīng)用。
[0003]長期以來，氰化鍍銀工藝具有鍍液穩(wěn)定性好、電流效率高、分散能力好，所得鍍層結(jié)晶細(xì)致光亮等優(yōu)點(diǎn)，但氰化物有劇毒，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲和使用過程中，會對人體產(chǎn)生危害，而且其電鍍廢液嚴(yán)重污染環(huán)境。
[0004]在電鍍的過程中加強(qiáng)相的固體顆粒并不會跟金屬產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或者固溶，制備的鍍層具有雙重的特性，包括鑲嵌的顆粒和基質(zhì)金屬所具有的特性，且復(fù)合電鍍技術(shù)擁有許多的優(yōu)點(diǎn)，不但能使所要制得的產(chǎn)品的各種性能得到增強(qiáng)，還可以節(jié)約成本和原料，所以在我們生活與生產(chǎn)中得到了很多應(yīng)用。
[0005]石墨烯具有很多奇特的電子特性以及優(yōu)異物理和化學(xué)性能。首先它不僅薄，而且很堅(jiān)硬，其硬度超過金剛石，是目前人類已知最硬的材料。石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，是現(xiàn)在已知的導(dǎo)電能力最出色的材料。除此之外，石墨烯還具有良好的導(dǎo)熱性、高的比表面積、好的吸附性能、良好的光學(xué)性能等優(yōu)良特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種無氰體系銀和石墨烯復(fù)合鍍層的制備方法，該方法能夠得到穩(wěn)定的鍍液，鍍層結(jié)晶細(xì)致、表面平整，具有硬度高、耐磨性好、導(dǎo)電性好、抗高溫，不易變色等優(yōu)點(diǎn)，滿足了多領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種無氰體系銀和石墨烯復(fù)合鍍層的制備方法，其步驟為:
1)基板處理:先進(jìn)行化學(xué)除油、化學(xué)拋光、化學(xué)拋光液的成分為:硝酸200?250mL/L，硫酸200?400mL/L，磷酸200?300mL/L，鹽酸5?15mL/L，室溫，時(shí)間3?20s ；浸銀處理，浸銀液成分為:硫脲120?180g/L，硝酸銀20?25g/L，稀硝酸調(diào)節(jié)pH值為1.0?2.0，室溫，時(shí)間90?120s;之后再用去離子水清洗；
2)電鍍液配制:先將硫代硫酸鈉、焦亞硫酸鉀、硝酸銀分別加水溶解，再將溶解完全的焦亞硫酸鈉和硝酸銀混合后加入硫代硫酸鈉溶液中，得到鍍銀液;再將石墨烯粉末與去離子水和分散劑按一定比例混合，室溫下攪拌溶解，與鍍銀液混合后超聲分散，進(jìn)行超聲分散I小時(shí)，石墨烯濃度為2?8g/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯的電鍍液?br> 3)電鍍:以銀板為陽極，經(jīng)步驟I)處理的基板作為陰極，置于步驟2)的電鍍液中，室溫，電流密度為0.2?0.8A/dm2，在攪拌條件下電鍍，得到銀-石墨烯復(fù)合鍍層。
[0008]所述步驟I)浸銀液組分為:
硫脲120?180g/L;
硝酸銀20?25g/L。
[0009]所述步驟2)配制的電鍍液組分為:
硫代硫酸鈉 200?250 g/L；
焦亞硫酸鉀 40?45 g/L;
硝酸銀40?45g/L;
少層石墨稀 2~8g/Lo
[0010]所述步驟2)分散劑為0.1-0.6g/L十二烷基硫酸鈉、0.1-0.6g/L十二烷基磺酸鈉、
0.01-0.06g/L十六烷基三甲基溴化銨中的一種或幾種。
[0011]本發(fā)明具有以下有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)包括:鍍液穩(wěn)定且毒性低，鍍層結(jié)晶細(xì)致，硬度高、耐磨性好、導(dǎo)電性好、抗高溫、不易變色，可滿足裝飾性電鍍和功能性電鍍等多領(lǐng)域的應(yīng)用，具有很好的實(shí)用性，能夠產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
I)基板處理:化學(xué)除油采用深圳俄真公司提供的EZ-1ll化學(xué)除油原液，溫度60°C，時(shí)間30min ο化學(xué)拋光液的成分為:硝酸200mL/L，硫酸200mL/L，磷酸200mlVL鹽酸10mL/L。室溫，時(shí)間20s。浸銀液成分為:硫脲160g/L，硝酸銀20g/L，稀硝酸調(diào)節(jié)pH值為I。室溫，時(shí)間
120so
[0013]2)電鍍液配制:配制IL硫代硫酸鹽體系石墨烯鍍銀液，其成分如下:
硫代硫酸鈉 225 g/L
焦亞硫酸鉀 45g/L 硝酸銀45g/L
將3g石墨稀加入20mL去離子水中，再與30mL的十二燒基硫酸鈉(10g/L)溶液混合，室溫下攪拌溶解，最后將其加入鍍銀液中，進(jìn)行超聲分散I小時(shí)。
[0014]3)電鍍:以銀板為陽極，經(jīng)步驟I)處理的基板作為陰極，置于步驟2)的電鍍液中，室溫，電流密度為0.5A/dm2，在機(jī)械攪拌速度為120r/min的條件下電鍍，得到銀-石墨烯復(fù)合鍍層。
[0015]實(shí)施例2
I)基板處理:化學(xué)除油采用深圳俄真公司提供的EZ-1ll化學(xué)除油原液，溫度60°C，時(shí)間30min ο化學(xué)拋光液的成分為:硝酸200mL/L，硫酸200mL/L，磷酸200mlVL鹽酸10mL/L。室溫，時(shí)間20s。浸銀液成分為:硫脲160g/L，硝酸銀20g/L，稀硝酸調(diào)節(jié)pH值為I。室溫，時(shí)間
120so
[0016]2)電鍍液配制:配制IL硫代硫酸鹽體系石墨烯鍍銀液，其成分如下:
硫代硫酸鈉 225 g/L
焦亞硫酸鉀 45g/L 硝酸銀45g/L。
[0017]將3g石墨烯加入ISmL去離子水中，再與12mL的十二烷基磺酸鈉(25g/L)溶液混合，室溫下攪拌溶解，最后將其加入鍍銀液中，進(jìn)行超聲分散I小時(shí)。
[0018]3)電鍍:以銀板為陽極，經(jīng)步驟I)處理的基板作為陰極，置于步驟2)的電鍍液中，室溫，電流密度為0.5A/dm2，在機(jī)械攪拌速度為120r/min的條件下電鍍，得到銀-石墨烯復(fù)合鍍層。
[0019]將上述兩個(gè)實(shí)例得到的銀-石墨烯復(fù)合鍍層與純銀鍍層進(jìn)行對比，使用硬度為HRC為62的GCrl5鋼球作為摩擦副，測得銀-石墨烯復(fù)合鍍層的摩擦系數(shù)為0.2左右，而純銀鍍層同樣條件下測得的摩擦系數(shù)為0.6;對純銀鍍層進(jìn)行高溫烘烤，350°C半小時(shí)出現(xiàn)黑點(diǎn)，一小時(shí)會出現(xiàn)變色現(xiàn)象，而銀-石墨烯復(fù)合鍍層在350°C烘烤一小時(shí)并未出現(xiàn)黑點(diǎn)且無變色現(xiàn)象。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無氰體系銀和石墨烯復(fù)合鍍層的制備方法，其步驟為: 1)基板處理:先進(jìn)行化學(xué)除油、化學(xué)拋光、浸銀處理，之后再用去離子水清洗； 2)電鍍液配制:先將硫代硫酸鈉、焦亞硫酸鉀、硝酸銀分別加水溶解，再將溶解完全的焦亞硫酸鈉和硝酸銀混合后加入硫代硫酸鈉溶液中，得到鍍銀液;再將石墨烯粉末與去離子水和分散劑按一定比例混合，與鍍銀液混合后超聲分散，石墨烯濃度為2?8g/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯的電鍍液? 3)電鍍:以銀板為陽極，經(jīng)步驟I)處理的基板作為陰極，置于步驟2)的電鍍液中，室溫，電流密度為0.2?0.8A/dm2，在攪拌條件下電鍍，得到銀-石墨烯復(fù)合鍍層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無氰體系銀和石墨烯復(fù)合鍍層的制備方法，其特征是，所述步驟I)浸銀液組分為: 硫脲120?180g/L; 硝酸銀20?25g/L。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無氰體系銀和石墨烯復(fù)合鍍層的制備方法，其特征是，所述步驟2)配制的電鍍液組分為: 硫代硫酸鈉 200?250 g/L； 焦亞硫酸鉀 40?45 g/L; 硝酸銀40?45g/L; 少層石墨稀 2~8g/Lo4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無氰體系銀和石墨烯復(fù)合鍍層的制備方法，其特征是，所述步驟2)分散劑為0.1-0.6g/L十二烷基硫酸鈉、0.1-0.6g/L十二烷基磺酸鈉、0.01?0.06g/L十六烷基三甲基溴化銨中的一種或幾種。
【文檔編號】C25D15/00GK105821465SQ201610300081
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】趙晴, 張弘弘, 杜楠, 周海飛, 羅浩宇
【申請人】南昌航空大學(xué)