电镀铂重大技术突破VIP专享VIP免费

PlatinumMetalRev.,1989,33,(3),102-105102电镀铂重大突破新一代镀铂技术作者：P.E.Skinner*翻译人：于昊君※*JohsonMatthey,ChemicalProcessDevelopment,Royston※中国科学院金属研究所表面工程研究部传统水溶液镀铂以及铂合金涂层已经得到广泛应用，现有电镀铂技术还存在很多问题，工艺参数也需要优化。一种新型电镀铂技术已被发明并见报道，这种电镀技术可以获得厚的结合力良好的铂层，电镀效率也较其他镀铂液更高。关于新型电镀技术研究的的试验结果将在下文中给出。尽管电镀铂已经有150年的发展历史，但从最近的文献综述中可以看出，由于电镀铂应用范围广泛，其作为一项重要的研究课题仍然吸引着大批研究人员进行研究。传统电镀铂过程中存在很多困难，其电镀铂层存在的一些问题也限制了其在一些特殊部件上面的应用。从商业角度，客户关心的是镀铂部件的性能和价格，而电镀铂生产商能否满足客户的需要取决于原材料以及镀铂工艺参数，要想解决问题必须从基本的原材料和工艺参数入手。经过JohsonMatthey多年研发之后，一项新型的电镀铂技术发明被成功商业化，解决了现有镀铂中存在的电镀效率低、电镀不稳定等难题。这项技术是从二亚硝基二氨铂、DNS、氯铂酸和氯铂酸盐的基础上发展起来的，其中包括一系列使用在碱性镀液里铂盐，其中一些新式铂盐首次被发现。新型电镀铂技术通过二价铂离子与中性、酸性或碱性的有机或无机阴离子复合来进行电镀，通过对其中含有的几种二价铂离子的化合物进行研究，结果表明新型镀铂技术采取适合的工艺参数可以得到符合要求的铂层。电镀试验证明，pH值是获得电镀液最大阴极电流效率的关键，必须利用氢氧化钠或与之相对应的酸来维持pH值在10.0至10.6之间，但是pH值超出范围之外也不会对镀液产生永久影响，将其调回后可以获得原有的阴极电流效率。图1为pH值对阴极电流效率的影响。早期的试验证明新型电镀液最好在90oC以上进行，这也被随后的其他试验所证实，图2中为镀液温度与电流效率的关系。镀液的蒸发限制了其使用温度，通常镀液温度维持在91oC至95oC。PlatinumMetalRev.,1989,33,(3),102-105103新型镀铂液中铂的最佳含量已被确定，最低适合的铂浓度为2g/L，而最高为30g/L，可以通过添加对应含量的铂浓缩液来维持。此外，镀液测试发现当铂含量降低到10万分之一以下时，镀铂反应仍然可以进行，可以利用这一特性从镀液中回收铂金属。二价铂离子电镀的缺点之一是不活泼铂化合物的形成会导致镀铂反应停止，影响其稳定性。镀铂液的长期稳定性可以通过回合数来表示，一个回合周期代表镀液中铂被消耗光之后重新添加相应含量铂所使用时间。在试验条件下，新型的二价铂盐镀液经历了10个回合之后仍然能够维持高的电流效率，证明其比同样是二价铂盐的P盐稳定。新型铂盐通过添加某些阴离子化合物，不需要光亮剂也可以获得光亮、纯白、有光泽的铂层，适合应用在装饰镀领域。试验证明新型的铂盐可以应用在多个领域电镀铂及其合金。例如，通过在镀液中添加二价钯离子或二价镍离子，可以在基体上沉积铂钯合金或铂镍合金。适合新型铂盐电镀的基体包括黄铜、紫铜、金、镍、铌、高温合金和钛等，其他像导电树脂和复合材料等也可以用这种新型铂盐电镀，还可以应用在电铸等许多其他领域。和其他电镀体系一样，新型电镀工艺的基体前处理是非常关键的一道工序，必须使用物理和化学手段进行混合处理。已经成功电镀铂或铂合图1pH对新型镀铂液电流效率的影响图2温度对新型镀铂液阴极电流效率的影响金的基体包括薄片、丝网、金属丝、链以及其他定制和装配部件。新型铂盐的具体应用见表1和表2。工业化应用要求电镀铂层拥有良好的结合力、导电性以及耐高温氧化和腐蚀性能。这些性质由镀铂层厚度均匀性以及前处理等因素决定。装饰领域应用则要求镀铂层耐磨，光亮、颜色纯正等。结合力可以通过电镀结合力测试或截面光学显微镜来进行检验。而其他性质必须由相应工业领域来用专业方法进行测试。5μm以上的电镀铂层通常存在很大的应力和脆性，但是图3中将新型电镀PlatinumMetalRev.,1989,33,(3),102-105104技术电镀2μm铂层的抛光铜片进行4次180o弯折之后铂层仍然附着在基体上。证明其...