一種用于制備銅錳尖晶石涂層的銅錳合金鍍液及其應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于制備銅錳尖晶石涂層的銅錳合金鍍液，包括以下濃度的各組分：銅離子源0.025mol/L～0.1mol/L；錳離子源0.25mol/L～1.0mol/L；螯合劑0.03mol/L～0.1mol/L；緩沖劑20g/L～200g/L；穩(wěn)定劑10g/L～50g/L；余量為溶劑。本發(fā)明還提供了一種利用該鍍液制備銅錳尖晶石涂層的方法，包括以下步驟：一、除油和活化；二、電鍍；三、后處理。本發(fā)明工藝簡單、條件可控、鍍層均勻致密，與金屬件基體粘附性好，適用于沉積在固體氧化物金屬連接體表面，經(jīng)由氧化處理后可轉(zhuǎn)變?yōu)殂~錳尖晶石涂層，提高固體氧化物燃料電池服役壽命。
【專利說明】
-種用于制備銅猛尖晶石涂層的銅猛合金媳液及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于制備銅儘尖晶石涂層的銅儘合金 鍛液及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 固體氧化物燃料電池是一種全固態(tài)化學(xué)發(fā)電裝置，它在中高溫下將反應(yīng)物的化學(xué) 能直接轉(zhuǎn)化成電能，是綠色能源，對環(huán)境污染小。但其高的運(yùn)行成本阻礙其推廣使用，其中 連接體是固體氧化物燃料電池的關(guān)鍵部件，并且占總成本的30%~70%，所W只要大幅降 低連接體的成本，就可大大降低固體氧化物燃料電池的成本。近來，隨著固體氧化物燃料電 池的運(yùn)行溫度從l〇〇〇°C降低到600°C~800°C，運(yùn)使得廉價的鐵素體不誘鋼材料取代傳統(tǒng)陶 瓷材料制備連接體成為可能。但是鐵素體不誘鋼在較高溫度下氧化生成的氧化產(chǎn)物可使接 觸電阻增大，并且不誘鋼中的化揮發(fā)會造成"陰極毒化"，導(dǎo)致電池組性能衰減。目前解決該 問題的主要方法是在不誘鋼連接體表面施加導(dǎo)電防護(hù)涂層。其中，熱穩(wěn)定性好、電導(dǎo)率高、 熱膨脹系數(shù)適中的銅儘尖晶石涂層成為不誘鋼連接體表面最有效的防護(hù)涂層之一，備受人 們關(guān)注。
[0003] 目前銅儘尖晶石涂層主要的制備方法有：電沉積、漿料涂覆、絲網(wǎng)印刷、等離子噴 涂及物理氣相沉積等。其中電沉積方法是在不誘鋼表面利用電鍛工藝沉積銅儘合金涂層， 之后合金鍛層經(jīng)高溫氧化轉(zhuǎn)變?yōu)殂~儘尖晶石的方法。該方法成本低廉、涂層厚度可調(diào)、適應(yīng) 復(fù)雜基體形狀等優(yōu)點(diǎn)。但是在銅儘合金電鍛體系中，Cu2VCu的標(biāo)準(zhǔn)電位為0.337VH，Mn2VMn 的標(biāo)準(zhǔn)電位為-1.18VH，兩者標(biāo)準(zhǔn)電位相差很大，并且儘是能從水溶液中可電鍛金屬中標(biāo)準(zhǔn) 電位最負(fù)的金屬，所W電鍛銅儘合金難度非常大。G.Zangari等人發(fā)現(xiàn)在簡單的硫酸鹽體系 pH為2.6~2.8和6.4~6.8時能在不誘鋼表面電鍛Cu-Mn合金。電流密度較低時（< 100mA · cnf2)，鍛層是海綿狀的；電流密度在150mA · cnf2~400mA · cnf2時，鍛層是晶體;電流密度較 大時MOOmA · cnf2時，鍛層趨向于非晶。其中，質(zhì)量較好的鍛層含化量為2at. %~14at. %。 銅儘尖晶石中Mni.5化1.5化的熱膨脹系數(shù)和電導(dǎo)率符合連接體涂層要求，所W銅儘尖晶石涂 層中銅的摩爾含量不能低于30%，否則難W得到符合性能要求的銅儘尖晶石涂層，因此需 添加合適的絡(luò)合劑拉近銅儘合金沉積電位，使銅儘合金鍛層中儘含量適中，鍛層質(zhì)量良好， 所W需要發(fā)明一種新的銅儘合金電鍛液來滿足運(yùn)一需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn) 定、不揮發(fā)有害氣體、所用藥品對環(huán)境無害的銅儘合金鍛液。該鍛液配制工藝簡單，成本低 廉;利用該鍛液制備的銅儘尖晶石涂層中的銅摩爾含量不低于30%。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種用于制備銅儘尖晶石涂層 的銅儘合金鍛液，其特征在于，包括W下濃度的各組分：
[0006] 銅離子源0.025mol/L~0.1mol/L;
[0007]儘離子源 〇.25mol/L ~l.Omol/L;
[000引馨合劑 0.03mol/L ~O.lmol/l;
[0009] 緩沖劑 20g/L ~200g/L;
[0010] 穩(wěn)定劑 lOg/L ~50g/L;
[00川余量為溶劑。
[0012] 上述的一種用于制備銅儘尖晶石涂層的銅儘合金鍛液，其特征在于，包括W下濃 度的各組分：
[0013] 銅離子源 0.05mol/L;
[0014] 儘離子源 0.5mol/L;
[0015] 馨合劑 0.05mol/L;
[0016] 緩沖劑 30g/l;
[0017] 穩(wěn)定劑 20g/l;
[001引余量為溶劑。
[0019] 上述的一種用于制備銅儘尖晶石涂層的銅儘合金鍛液，其特征在于，所述銅離子 源為氯化銅。
[0020] 上述的一種用于制備銅儘尖晶石涂層的銅儘合金鍛液，其特征在于，所述儘離子 源為氯化亞儘。
[0021] 上述的一種用于制備銅儘尖晶石涂層的銅儘合金鍛液，其特征在于，所述馨合劑 為乙二胺四乙酸二鋼。
[0022] 上述的一種用于制備銅儘尖晶石涂層的銅儘合金鍛液，其特征在于，所述緩沖劑 為氯化錠或棚酸。
[0023] 上述的一種用于制備銅儘尖晶石涂層的銅儘合金鍛液，其特征在于，所述穩(wěn)定劑 為漠化錠。
[0024] 上述的一種用于制備銅儘尖晶石涂層的銅儘合金鍛液，其特征在于，所述溶劑為 去離子水。
[0025] 上述的一種用于制備銅儘尖晶石涂層的銅儘合金鍛液，其特征在于，所述銅儘合 金鍛液的抑值為3~7。
[00%]另外，本發(fā)明還提供了一種利用上述銅儘合金鍛液制備銅儘尖晶石涂層的方法， 其特征在于，該方法包括W下步驟：
[0027]步驟一、鍛前處理，包括除油處理和活化處理，具體過程為：
[00%]步驟101、除油處理:將堿性除油劑加熱至80°C，然后將待鍛金屬件置于加熱后的 堿性除油劑中浸泡30min，取出后清洗干凈并烘干;所述堿性除油劑包括W下濃度的各組 分:憐酸Ξ鋼30g/L~40g/L，碳酸鋼40g/L~50g/L，氨氧化鋼50g/L~60g/L，娃酸鋼5g/L~ 6g/L，余量為去離子水；
[0029] 步驟102、活化處理:將步驟101中除油處理后的待鍛金屬件置于鹽酸-硝酸復(fù)合酸 液中浸泡60s，然后置于質(zhì)量百分比濃度為10%~20%的稀硫酸中浸泡60s，取出后清洗干 凈;所述鹽酸-硝酸復(fù)合酸液中HC1的質(zhì)量百分比濃度為20%~30%，HN化的質(zhì)量百分比濃 度為5%~10%;
[0030] 步驟二、電鍛處理:將步驟102中活化處理后的待鍛金屬件置于盛裝有銅儘合金鍛 液的鍛槽中，W待鍛金屬件為陰極，W石墨板為陽極，在鍛液溫度20°C~25°C，電流密度為 200mA · cnf2~700mA · cnf2的條件下電鍛lOmin~30min，之后將電鍛后的金屬件取出，用去 離子水清洗干凈后吹干，在金屬件表面得到銅儘合金鍛層；
[0031] 步驟Ξ、后處理:將步驟二中所述銅儘合金鍛層置于管式爐中，先在氣氣氣氛保 護(hù)，溫度為800°c的條件下除氨處理化，然后將除氨處理后的銅儘合金鍛層在大氣氣氛，溫 度為800°C的條件下氧化處理化，最終在金屬件表面得到銅儘尖晶石涂層。
[0032] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0033] 1、本發(fā)明銅儘合金鍛液化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不揮發(fā)有害氣體，所用藥品對環(huán)境無害。
[0034] 2、本發(fā)明銅儘合金鍛液配制工藝簡單，成本低廉，利用該鍛液制備的銅儘尖晶石 涂層中的銅摩爾含量不低于30%。
[0035] 3、本發(fā)明銅儘合金鍛液經(jīng)電鍛處理后，得到銅儘尖晶石涂層，該涂層與金屬件基 體的粘附性能優(yōu)良。
[0036] 4、本發(fā)明工藝簡單、條件可控、鍛層均勻致密，與金屬件基體粘附性好，適用于沉 積在固體氧化物金屬連接體表面，經(jīng)由氧化處理后可轉(zhuǎn)變?yōu)殂~儘尖晶石涂層。銅儘尖晶石 涂層能提高金屬連接體的抗氧化性能，降低其面比電阻，提高固體氧化物燃料電池服役壽 命。
[0037] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0038] 圖1為利用本發(fā)明實(shí)施例1銅儘合金鍛液制備的銅儘合金鍛層的表面SEM照片。
[0039] 圖2為利用本發(fā)明實(shí)施例1銅儘合金鍛液制備的銅儘尖晶石涂層的表面SEM照片。
[0040] 圖3為利用本發(fā)明實(shí)施例1銅儘合金鍛液制備的銅儘尖晶石涂層的截面SEM照片。
【具體實(shí)施方式】 [0041 ] 實(shí)施例1
[0042] 本實(shí)施例用于制備銅儘尖晶石涂層的銅儘合金鍛液包括W下濃度的各組分：
[0043] 銅離子源0.05mol/l;所述銅離子源為氯化銅；
[0044] 儘離子源0.5mol/l;所述儘離子源為氯化儘；
[0045] 馨合劑0.05mol/l;所述馨合劑為乙二胺四乙酸二鋼；
[0046] 緩沖劑30肖/1;所述緩沖劑為氯化錠或棚酸；
[0047] 穩(wěn)定劑20g/l;所述穩(wěn)定劑為漠化錠；
[0048] 余量為溶劑;所述溶劑為去離子水；
[0049] 所述銅儘合金鍛液的抑值為5。
[0050] 本實(shí)施例所述鍛液的制備方法為：
[0051] 步驟一、將馨合劑加入去離子水中，混合均勻后，邊攬拌邊向溶有馨合劑的溶液中 添加銅離子源，攬拌均勻，得到溶液A;
[0052] 步驟二、將儘離子源溶于去離子水中，然后依次加入緩沖劑和穩(wěn)定劑，攬拌均勻后 得到溶液B;
[0053] 步驟Ξ、將溶液A攬拌化后，與溶液B混合均勻，攬拌化，用稀鹽酸調(diào)節(jié)抑值，最后加 水定容至IL，得到銅儘合金鍛液。
[0054] 本實(shí)施例利用上述銅儘合金鍛液制備銅儘尖晶石涂層的方法包括W下步驟：
[0055] 步驟一、鍛前處理，包括除油處理和活化處理，具體過程為：
[0056] 步驟101、除油處理:將堿性除油劑加熱至80°C，然后將待鍛金屬件置于加熱后的 堿性除油劑中浸泡30min，取出后清洗干凈并烘干;所述堿性除油劑包括W下濃度的各組 分:憐酸Ξ鋼35g/L，碳酸鋼45g/L，氨氧化鋼55g/L，娃酸鋼5.5g/L，余量為去離子水；
[0057] 步驟102、活化處理:將步驟101中除油處理后的待鍛金屬件置于鹽酸-硝酸復(fù)合酸 液中浸泡60s，然后置于質(zhì)量百分比濃度為15%的稀硫酸中浸泡60s，取出后清洗干凈;所述 鹽酸-硝酸復(fù)合酸液由市售濃鹽酸和市售濃硝酸加水配制而成，所配制的復(fù)合酸液中HC1的 質(zhì)量百分比濃度為25%，HN03的質(zhì)量百分比濃度為8% ;
[0058] 步驟二、電鍛處理:將步驟102中活化處理后的待鍛金屬件置于盛裝有銅儘合金鍛 液的鍛槽中，W待鍛金屬件為陰極，W石墨板為陽極，在鍛液溫度22°C，電流密度為500mA · cnf2的條件下電鍛20min，之后將電鍛后的金屬件取出，用去離子水清洗干凈后吹干，在金屬 件表面得到銅儘合金鍛層；
[0059] 步驟Ξ、后處理:將步驟二中所述銅儘合金鍛層置于管式爐中，在氣氣氣氛保護(hù)， 溫度為800°C的條件下除氨處理化，然后將除氨處理后的銅儘合金鍛層在大氣氣氛，溫度為 800°C的條件下氧化處理化，最終在金屬件表面得到銅儘尖晶石涂層。
[0060] 圖1為利用本實(shí)施例銅儘合金鍛液制備的銅儘合金鍛層的表面SBI照片。由圖1可 W看到該鍛層均勻致密，質(zhì)量良好。圖2為利用本實(shí)施例銅儘合金鍛液制備的銅儘尖晶石涂 層的表面沈Μ照片。圖3為利用本實(shí)施例銅儘合金鍛液制備的銅儘尖晶石涂層的截面SBI照 片，其中I層為金屬基體，Π 層為銅儘尖晶石涂層。結(jié)合圖2和圖3可知，銅儘合金鍛層經(jīng)氧化 后在金屬件表面形成均勻一層化2Μη化尖晶石涂層，其中原子百分比[Cu]/[Mn] =2,滿足設(shè) 計(jì)要求。
[0061] 本實(shí)施例銅儘合金鍛液化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不揮發(fā)有害氣體，所用藥品對環(huán)境無害。鍛 液配制工藝簡單，成本低廉，利用所述銅儘合金鍛液經(jīng)電鍛處理后，得到銅儘尖晶石涂層， 該涂層與金屬件基體的粘附性能優(yōu)良，適用于沉積在固體氧化物金屬連接體表面，經(jīng)由氧 化處理后可轉(zhuǎn)變?yōu)殂~儘尖晶石涂層。銅儘尖晶石涂層能提高金屬連接體的抗氧化性能，降 低其面比電阻，提高固體氧化物燃料電池服役壽命。
[0062] 實(shí)施例2
[0063] 本實(shí)施例用于制備銅儘尖晶石涂層的銅儘合金鍛液包括W下濃度的各組分：
[0064] 銅離子源0.075molA;所述銅離子源為氯化銅；
[0065] 儘離子源0.8mol/l;所述儘離子源為氯化儘；
[0066] 馨合劑0.05mol/l;所述馨合劑為乙二胺四乙酸二鋼；
[0067] 緩沖劑100肖/1;所述緩沖劑為氯化錠或棚酸；
[0068] 穩(wěn)定劑40g/l;所述穩(wěn)定劑為漠化錠；
[0069] 余量為溶劑;所述溶劑為去離子水；
[0070] 所述銅儘合金鍛液的pH值為6。
[0071 ]本實(shí)施例所述鍛液的制備方法為：
[0072]步驟一、將馨合劑加入去離子水中，混合均勻后，邊攬拌邊向溶有馨合劑的溶液中 添加銅離子源，攬拌均勻，得到溶液A;
[0073] 步驟二、將儘離子源溶于去離子水中，然后依次加入緩沖劑和穩(wěn)定劑，攬拌均勻后 得到溶液B;
[0074] 步驟Ξ、將溶液A攬拌化后，與溶液B混合均勻，攬拌化，用稀氨水調(diào)節(jié)pH值，最后加 水定容至1L，得到銅儘合金鍛液。
[0075] 本實(shí)施例利用上述銅儘合金鍛液制備銅儘尖晶石涂層的方法包括W下步驟：
[0076] 步驟一、鍛前處理，包括除油處理和活化處理，具體過程為：
[0077] 步驟101、除油處理:將堿性除油劑加熱至80°C，然后將待鍛金屬件置于加熱后的 堿性除油劑中浸泡30min，取出后清洗干凈并烘干;所述堿性除油劑包括W下濃度的各組 分:憐酸Ξ鋼32g/L，碳酸鋼48g/L，氨氧化鋼56g/L，娃酸鋼5.7g/L，余量為去離子水；
[0078] 步驟102、活化處理:將步驟101中除油處理后的待鍛金屬件置于鹽酸-硝酸復(fù)合酸 液中浸泡60s，然后置于質(zhì)量百分比濃度為18%的稀硫酸中浸泡60s，取出后清洗干凈;所述 鹽酸-硝酸復(fù)合酸液由市售濃鹽酸和市售濃硝酸加水配制而成，所配制的復(fù)合酸液中HC1的 質(zhì)量百分比濃度為20%，HN03的質(zhì)量百分比濃度為8% ;
[0079] 步驟二、電鍛處理:將步驟102中活化處理后的待鍛金屬件置于盛裝有銅儘合金鍛 液的鍛槽中，W待鍛金屬件為陰極，W石墨板為陽極，在鍛液溫度24°C，電流密度為250mA · cnf2的條件下電鍛18min，之后將電鍛后的金屬件取出，用去離子水清洗干凈后吹干，在金屬 件表面得到銅儘合金鍛層；
[0080] 步驟Ξ、后處理:將步驟二中所述銅儘合金鍛層置于管式爐中，在氣氣氣氛保護(hù)， 溫度為800°C的條件下除氨處理化，然后將除氨處理后的銅儘合金鍛層在大氣氣氛，溫度為 800°C的條件下氧化處理化，最終在金屬件表面得到銅儘尖晶石涂層。
[0081] 本實(shí)施例銅儘合金鍛液化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不揮發(fā)有害氣體，所用藥品對環(huán)境無害。鍛 液配制工藝簡單，成本低廉，利用所述銅儘合金鍛液經(jīng)電鍛處理后，得到銅儘尖晶石涂層， 該涂層與金屬件基體的粘附性能優(yōu)良，適用于沉積在固體氧化物金屬連接體表面，經(jīng)由氧 化處理后可轉(zhuǎn)變?yōu)殂~儘尖晶石涂層。銅儘尖晶石涂層能提高金屬連接體的抗氧化性能，降 低其面比電阻，提高固體氧化物燃料電池服役壽命。
[0082] 實(shí)施例3
[0083] 本實(shí)施例用于制備銅儘尖晶石涂層的銅儘合金鍛液包括W下濃度的各組分：
[0084] 銅離子源0.025mol/l;所述銅離子源為氯化銅；
[0085] 儘離子源1 .Omol/l;所述儘離子源為氯化儘；
[00化]馨合劑0.03molA;所述馨合劑為乙二胺四乙酸二鋼；
[0087] 緩沖劑200肖/1;所述緩沖劑為氯化錠或棚酸；
[0088] 穩(wěn)定劑10邑/1;所述穩(wěn)定劑為漠化錠；
[0089] 余量為溶劑;所述溶劑為去離子水；
[0090] 所述銅儘合金鍛液的pH值為3。
[0091 ]本實(shí)施例所述鍛液的制備方法為：
[0092] 步驟一、將馨合劑加入去離子水中，混合均勻后，邊攬拌邊向溶有馨合劑的溶液中 添加銅離子源，攬拌均勻，得到溶液A;
[0093] 步驟二、將儘離子源溶于去離子水中，然后依次加入緩沖劑和穩(wěn)定劑，攬拌均勻后 得到溶液B;
[0094]步驟Ξ、將溶液A攬拌化后，與溶液B混合均勻，攬拌化，用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值，最后加 水定容至1L，得到銅儘合金鍛液。
[00%]本實(shí)施例利用上述銅儘合金鍛液制備銅儘尖晶石涂層的方法包括W下步驟：
[0096] 步驟一、鍛前處理，包括除油處理和活化處理，具體過程為：
[0097] 步驟101、除油處理:將堿性除油劑加熱至80°C，然后將待鍛金屬件置于加熱后的 堿性除油劑中浸泡30min，取出后清洗干凈并烘干;所述堿性除油劑包括W下濃度的各組 分:憐酸Ξ鋼30g/L，碳酸鋼50g/L，氨氧化鋼50g/L，娃酸鋼6g/L，余量為去離子水；
[0098] 步驟102、活化處理:將步驟101中除油處理后的待鍛金屬件置于鹽酸-硝酸復(fù)合酸 液中浸泡60s，然后置于質(zhì)量百分比濃度為10%的稀硫酸中浸泡60s，取出后清洗干凈;所述 鹽酸-硝酸復(fù)合酸液由市售濃鹽酸和市售濃硝酸加水配制而成，所配制的復(fù)合酸液中HC1的 質(zhì)量百分比濃度為30%，HN03的質(zhì)量百分比濃度為5% ;
[0099] 步驟二、電鍛處理:將步驟102中活化處理后的待鍛金屬件置于盛裝有銅儘合金鍛 液的鍛槽中，W待鍛金屬件為陰極，W石墨板為陽極，在鍛液溫度20°C，電流密度為700mA · cnf2的條件下電鍛30min，之后將電鍛后的金屬件取出，用去離子水清洗干凈后吹干，在金屬 件表面得到銅儘合金鍛層；
[0100] 步驟Ξ、后處理:將步驟二中所述銅儘合金鍛層置于管式爐中，在氣氣氣氛保護(hù)， 溫度為800°C的條件下除氨處理化，然后將除氨處理后的銅儘合金鍛層在大氣氣氛，溫度為 800°C的條件下氧化處理化，最終在金屬件表面得到銅儘尖晶石涂層。
[0101] 本實(shí)施例銅儘合金鍛液化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不揮發(fā)有害氣體，所用藥品對環(huán)境無害。鍛 液配制工藝簡單，成本低廉，利用所述銅儘合金鍛液經(jīng)電鍛處理后，得到銅儘尖晶石涂層， 該涂層與金屬件基體的粘附性能優(yōu)良，適用于沉積在固體氧化物金屬連接體表面，經(jīng)由氧 化處理后可轉(zhuǎn)變?yōu)殂~儘尖晶石涂層。銅儘尖晶石涂層能提高金屬連接體的抗氧化性能，降 低其面比電阻，提高固體氧化物燃料電池服役壽命。
[0102] 實(shí)施例4
[0103] 本實(shí)施例用于制備銅儘尖晶石涂層的銅儘合金鍛液包括W下濃度的各組分：
[0104] 銅離子源O.lmolA;所述銅離子源為氯化銅；
[0105] 儘離子源0.25mol/l;所述儘離子源為氯化儘；
[0106] 馨合劑O.lmolA;所述馨合劑為乙二胺四乙酸二鋼；
[0107] 緩沖劑20肖/1;所述緩沖劑為氯化錠或棚酸；
[0108] 穩(wěn)定劑50邑/1;所述穩(wěn)定劑為漠化錠；
[0109] 余量為溶劑;所述溶劑為去離子水；
[0110] 所述銅儘合金鍛液的pH值為7。
[0111] 本實(shí)施例所述鍛液的制備方法為：
[0112] 步驟一、將馨合劑加入去離子水中，混合均勻后，邊攬拌邊向溶有馨合劑的溶液中 添加銅離子源，攬拌均勻，得到溶液A;
[0113] 步驟二、將儘離子源溶于去離子水中，然后依次加入緩沖劑和穩(wěn)定劑，攬拌均勻后 得到溶液B;
[0114] 步驟Ξ、將溶液A攬拌化后，與溶液B混合均勻，攬拌化，用稀氨水調(diào)節(jié)pH值，最后加 水定容至IL，得到銅儘合金鍛液。
[0115] 本實(shí)施例利用上述銅儘合金鍛液制備銅儘尖晶石涂層的方法包括W下步驟：
[0116] 步驟一、鍛前處理，包括除油處理和活化處理，具體過程為：
[0117] 步驟101、除油處理:將堿性除油劑加熱至80°C，然后將待鍛金屬件置于加熱后的 堿性除油劑中浸泡30min，取出后清洗干凈并烘干;所述堿性除油劑包括W下濃度的各組 分:憐酸Ξ鋼40g/L，碳酸鋼40g/L，氨氧化鋼60g/L，娃酸鋼5g/L，余量為去離子水；
[0118] 步驟102、活化處理:將步驟101中除油處理后的待鍛金屬件置于鹽酸-硝酸復(fù)合酸 液中浸泡60s，然后置于質(zhì)量百分比濃度為20%的稀硫酸中浸泡60s，取出后清洗干凈;所述 鹽酸-硝酸復(fù)合酸液由市售濃鹽酸和市售濃硝酸加水配制而成，所配制的復(fù)合酸液中HC1的 質(zhì)量百分比濃度為20%，HN03的質(zhì)量百分比濃度為10% ;
[0119] 步驟二、電鍛處理:將步驟102中活化處理后的待鍛金屬件置于盛裝有銅儘合金鍛 液的鍛槽中，W待鍛金屬件為陰極，W石墨板為陽極，在鍛液溫度25°C，電流密度為200mA · cnf2,電壓為20V的條件下電鍛lOmin，之后將電鍛后的金屬件取出，用去離子水清洗干凈后 吹干，在金屬件表面得到銅儘合金鍛層；
[0120] 步驟Ξ、后處理:將步驟二中所述銅儘合金鍛層置于管式爐中，在氣氣氣氛保護(hù)， 溫度為800°C的條件下除氨處理化，然后將除氨處理后的銅儘合金鍛層在大氣氣氛，溫度為 800°C的條件下氧化處理化，最終在金屬件表面得到銅儘尖晶石涂層。
[0121] 本實(shí)施例銅儘合金鍛液化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不揮發(fā)有害氣體，所用藥品對環(huán)境無害。鍛 液配制工藝簡單，成本低廉，利用所述銅儘合金鍛液經(jīng)電鍛處理后，得到銅儘尖晶石涂層， 該涂層與金屬件基體的粘附性能優(yōu)良，適用于沉積在固體氧化物金屬連接體表面，經(jīng)由氧 化處理后可轉(zhuǎn)變?yōu)殂~儘尖晶石涂層。銅儘尖晶石涂層能提高金屬連接體的抗氧化性能，降 低其面比電阻，提高固體氧化物燃料電池服役壽命。
[0122] 此外，本發(fā)明的
【申請人】為了確定銅儘合金電鍛液的最佳配比，特進(jìn)行了大量的實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)證，對開發(fā)的基礎(chǔ)配方進(jìn)行加量優(yōu)化，依次調(diào)節(jié)配方中主鹽濃度、抑值、電流密度和沉 積時間，具體如下：試驗(yàn)中使用大小相同的430不誘鋼基件進(jìn)行電鍛，電鍛溫度均為25^， ΝΗ4ΒΓ和NH4C1的添加量不變，分別為20g/L和30g/L。利用SEM和EDS對得到的銅儘尖晶石涂層 的形貌，截面形貌和成分進(jìn)行測試。鍛液組分和pH值的選取對銅儘尖晶石涂層外觀的影響 測試結(jié)果如表1所示。
[0123] 表1鍛液組分和pH值的選取對銅儘尖晶石涂層外觀的影響
[0124]
[0125] 由表1可知，對比試驗(yàn)1#、2#、3#和4#可知，得到較適宜的銅儘尖晶石涂層的優(yōu)化結(jié) 果為1#。通過對涂層表面進(jìn)行SEM分析可知，該涂層均勻致密，質(zhì)量良好，在金屬件表面形成 均勻一層化2Mn化尖晶石涂層，其中原子百分比[化]/[Mn] = 2,滿足設(shè)計(jì)要求，為S0FC連接體 表面防護(hù)涂層的發(fā)展提供技術(shù)支持。
[0126] W上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制。凡是根據(jù)發(fā)明技 術(shù)實(shí)質(zhì)對W上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更W及等效變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案 的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于制備銅錳尖晶石涂層的銅錳合金鍍液，其特征在于，包括以下濃度的各組 分： 銅離子源0.025mol/L~0 · lmol/L; 猛離子源〇.25mol/L~1 .Omol/L; 整合劑〇 .〇3mol/L~0 · lmol/L; 緩沖劑20g/L~200g/L; 穩(wěn)定劑l〇g/L~50g/L; 余量為溶劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備銅錳合金尖晶石涂層的銅錳合金鍍液，其特征 在于，包括以下濃度的各組分： 銅離子源0 .〇5mol/L; 猛離子源〇.5mol/L; 螯合劑 〇.〇5mol/L; 緩沖劑30g/L; 穩(wěn)定劑20g/L; 余量為溶劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于制備銅錳尖晶石涂層的銅錳合金鍍液，其特征在 于，所述銅離子源為氯化銅。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于制備銅錳尖晶石涂層的銅錳合金鍍液，其特征在 于，所述錳離子源為氯化亞錳。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于制備銅錳尖晶石涂層的銅錳合金鍍液，其特征在 于，所述螯合劑為乙二胺四乙酸二鈉。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于制備銅錳尖晶石涂層的銅錳合金鍍液，其特征在 于，所述緩沖劑為氯化銨或硼酸。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于制備銅錳尖晶石涂層的銅錳合金鍍液，其特征在 于，所述穩(wěn)定劑為溴化銨。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于制備銅錳尖晶石涂層的銅錳合金鍍液，其特征在 于，所述溶劑為去離子水。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于制備銅錳尖晶石涂層的銅錳合金鍍液，其特征在 于，所述銅錳合金鍍液的pH值為3~7。10. -種利用如權(quán)利要求1或2所述銅錳合金鍍液制備銅錳尖晶石涂層的方法，其特征 在于，該方法包括以下步驟： 步驟一、鍍前處理，包括除油處理和活化處理，具體過程為： 步驟101、除油處理:將堿性除油劑加熱至80°C，然后將待鍍金屬件置于加熱后的堿性 除油劑中浸泡30min，取出后清洗干凈并烘干;所述堿性除油劑包括以下濃度的各組分:磷 酸三鈉30g/L~40g/L，碳酸鈉40g/L~50g/L，氫氧化鈉50g/L~60g/L，娃酸鈉5g/L~6g/L， 余量為去尚子水； 步驟102、活化處理:將步驟101中除油處理后的待鍍金屬件置于鹽酸-硝酸復(fù)合酸液中 浸泡60s，然后置于質(zhì)量百分比濃度為10%~20%的稀硫酸中浸泡60s，取出后清洗干凈;所 述鹽酸-硝酸復(fù)合酸液中HC1的質(zhì)量百分比濃度為20%~30%，HN〇3的質(zhì)量百分比濃度為 5%~10% ; 步驟二、電鍍處理:將步驟102中活化處理后的待鍍金屬件置于盛裝有銅錳合金鍍液的 鍍槽中，以活化處理后的待鍍金屬件為陰極，以石墨板為陽極，在鍍液溫度20°C~25°C，電 流密度為200mA · cnf2~700mA · cnf2的條件下電鍍lOmin~30min，之后將電鍍后的金屬件 取出，用去離子水清洗干凈后吹干，在金屬件表面得到銅錳合金鍍層； 步驟三、后處理:將步驟二中所述銅錳合金鍍層置于管式爐中，先在氬氣氣氛保護(hù)，溫 度為800°C的條件下除氫處理2h，然后將除氫處理后的銅錳合金鍍層在大氣氣氛，溫度為 800°C的條件下氧化處理2h，最終在金屬件表面得到銅錳尖晶石涂層。
【文檔編號】C25D3/58GK106011958SQ201610643626
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月8日
【發(fā)明人】張慧慧, 朱明 , 張路路
【申請人】西安科技大學(xué)