本發(fā)明涉及電鍍領域，具體涉及一種適用于制備雙晶體結(jié)構(gòu)銀鍍層的無氰鍍液及其制備方法和應用。

背景技術(shù)：

1、金屬銀由于其具有優(yōu)良的導電性、可焊性而被廣泛應用于電器、電子、通訊設備等領域作為電子接插件、高壓電觸頭及導電滑環(huán)等電連接器表面導電功能性鍍層。電連接器在實際服役過程中，部件之間頻繁相互接觸、插拔和滑動等機械動作容易導致電連接器表面銀鍍層發(fā)生磨損、氧化等失效，使得電連接器接觸電阻顯著增加，嚴重影響電接觸部件的可靠性，無法滿足實際服役壽命的要求。因此，亟待進一步開發(fā)出綜合性能優(yōu)異的銀鍍層。

2、當前，通過添加劑微量的合金元素是是提高其耐磨性能的一種簡單而有效的方法，但這些微量合金元素的加入降低了銀鍍層的導電性能，增加了電連接器的接觸電阻。除了添加微量合金元素，還考慮往銀鍍層中引入具有自潤滑性質(zhì)和導電性的碳族粒子，如石墨、碳納米管和石墨烯等，提高鍍銀層的耐磨性。然而，這些碳族粒子作為復合粒子構(gòu)造銀復合鍍層來提高銀鍍層的耐磨性的嘗試并不理想。這主要由于這些碳族粒子在電鍍?nèi)芤褐械姆稚⒛芰Ρ容^差，難于保證鍍層的均勻性，同時增加了電鍍工藝的復雜性，無法滿足實際生產(chǎn)對產(chǎn)品均勻性的高要求。而且，現(xiàn)有的提高銀鍍層的改性工藝都是基于傳統(tǒng)的氰化鍍液，這也無法滿足環(huán)保要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種在無氰化體系下基于調(diào)控結(jié)晶生長代替?zhèn)鹘y(tǒng)的合金化和粒子摻雜工藝構(gòu)造出一種具有雙晶體結(jié)構(gòu)的純銀鍍層以解決現(xiàn)有電連接器銀鍍層制備不環(huán)保、硬度低、耐磨性差等技術(shù)問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種適用于制備雙晶體結(jié)構(gòu)銀鍍層的無氰鍍液，所述無氰鍍液由銀鹽、導電鹽、絡合劑、晶體生長調(diào)控劑a、晶體生長調(diào)控劑b、堿和去離子水組成，ph＝9.5-12，所述無氰鍍液中，銀鹽濃度為5-50g/l，導電鹽濃度為50-100g/l，絡合劑濃度為30-150g/l，晶體生長調(diào)控劑a濃度為5-10g/l，晶體生長調(diào)控劑b濃度為0.5-3g/l。

4、所述的銀鹽為硝酸銀、氯化銀或者碳酸銀中的任意一種；

5、所述的導電鹽為碳酸鉀、氯化鉀、碳酸鈉和氯化鈉中的任意一種；

6、所述的絡合劑為5,5-二苯基乙內(nèi)酰脲、5,5-二甲基乙內(nèi)酰脲、乙內(nèi)酰脲-5-乙酸、乙二胺、焦磷酸鉀、焦磷酸鈉、檸檬酸銨、硫代硫酸鈉中的任意二種或多種組成；

7、所述堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉中的至少一種。

8、所述無氰鍍液中，晶體生長調(diào)控劑a和晶體生長調(diào)控劑b的濃度比為10：(2-5)。

9、所述的晶體生長調(diào)控劑a為十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚、吡啶-4-甲酸、γ-甲基-α-氨基戊酸、β-苯基-α-氨基丙酸、聚乙烯亞胺、氨基聚乙二醇聚賴氨酸芐基酯、多聚賴氨酸、α-氨基乙酸、α-氨基戊酰胺酸、α-氨基-β-羥基丁酸、α-四氫吡咯甲酸、α-氨基丙酸、4-(4-哌啶)苯甲酸、2-吡啶基乙酸、2,6-吡啶二羧酸、3,4-吡啶二羧酸中的任意二種或者多種組成。

10、所述的晶體生長調(diào)控劑b為2-巰基苯并咪唑，2-(4-吡啶基)苯并咪唑、2-(2-吡啶基)苯并咪唑、芐基吡啶基苯并咪聯(lián)吡啶基苯并咪唑、乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸四鈉、酒石酸鉀鈉、苯并三氮唑、2-氨基苯酚、2-二甲胺基甲基苯酚、3-甲氧基-4-羥基苯甲醛、4,5-三羥基苯甲醛、3-羥基-4-甲氧基苯甲醛、2-羥基-3-甲氧基苯甲醛、3,4-二甲氧基苯甲醛中的任意二種或者多種組成。

11、第二方面，本發(fā)明提供第一方面所述的無氰鍍液的制備方法，包括以下步驟：先將銀鹽、導電鹽和絡合劑用去離子水溶解均勻得到銀的基礎鍍液，再分別將晶體生長調(diào)控劑a和晶體生長調(diào)控劑b用去離子溶解，并在攪拌條件下分別依次倒入銀的基礎鍍液中，隨后在攪拌條件下用堿性溶液調(diào)節(jié)ph＝9.5-12，即得到所述無氰鍍液。

12、第三方面，本發(fā)明提供了一種雙晶體結(jié)構(gòu)銀鍍層的制備方法，包括以下步驟：

13、將陰極基板和純銀板浸入到第一方面所述的無氰鍍液中，以純銀板陽極，在溫度為20～50℃和電流密度為0.05-6a/dm2條件下進行電鍍，即可得到由面心立方晶體結(jié)構(gòu)和密排六方結(jié)構(gòu)組成的雙晶體結(jié)構(gòu)銀鍍層。

14、作為舉例，陰極基板為銅合金基板、銅基板、不銹鋼板等，本發(fā)明對此不作嚴格限定，僅需與純銀陽極板相匹配。

15、進一步地，所述銅合金基板或銅基板進入鍍液前依次進行超聲化學除油、去離子水沖洗和化學活性刻蝕。具體地，所述的化學除油液由3-6g/l氫氧化鈉、10-15g/l碳酸鈉、15-20g/l磷酸鈉、4-9g/l硅酸鈉和0.3-1g/脂肪醇聚氧乙烯醚組成，室溫下超聲處理時間為5-10分鐘；所述的化學活化刻蝕液為5-10％的稀硫酸，室溫下處理時間為30-120秒，之后用去離子水沖洗干凈備用。

16、第四方面，本發(fā)明提供一種雙晶體結(jié)構(gòu)銀鍍層，所述銀鍍層是由面心立方晶體結(jié)構(gòu)和密排六方結(jié)構(gòu)組成的雙晶體結(jié)構(gòu)銀鍍層。

17、進一步地，所述銀鍍層由第三方面所述的制備方法制備而成。

18、與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的突出優(yōu)勢，包括本發(fā)明所提供鍍液穩(wěn)定、無毒性，不需要浸銀預處理，所制備的雙晶體結(jié)構(gòu)銀鍍層結(jié)晶致密、硬度高、耐磨性好，同時該鍍層抗氧化和不變色能力強，可以滿足于裝飾性和功能性鍍銀的工程應用。

技術(shù)特征：

1.一種適用于制備雙晶體結(jié)構(gòu)銀鍍層的無氰鍍液，其特征在于，所述無氰鍍液由銀鹽、導電鹽、絡合劑、晶體生長調(diào)控劑a、晶體生長調(diào)控劑b、堿和去離子水組成，ph＝9.5-12，所述無氰鍍液中，銀鹽濃度為5-50g/l，導電鹽濃度為50-100g/l，絡合劑濃度為30-150g/l，晶體生長調(diào)控劑a濃度為5-10g/l，晶體生長調(diào)控劑b濃度為0.5-3g/l。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無氰鍍液，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無氰鍍液，其特征在于，所述無氰鍍液中，晶體生長調(diào)控劑a和晶體生長調(diào)控劑b的濃度比為10：(2-5)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無氰鍍液，其特征在于，所述的晶體生長調(diào)控劑a為十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚、吡啶-4-甲酸、γ-甲基-α-氨基戊酸、β-苯基-α-氨基丙酸、聚乙烯亞胺、氨基聚乙二醇聚賴氨酸芐基酯、多聚賴氨酸、α-氨基乙酸、α-氨基戊酰胺酸、α-氨基-β-羥基丁酸、α-四氫吡咯甲酸、α-氨基丙酸、4-(4-哌啶)苯甲酸、2-吡啶基乙酸、2,6-吡啶二羧酸、3,4-吡啶二羧酸中的任意二種或者多種組成；

5.權(quán)利要求1～4任一項所述的無氰鍍液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：先將銀鹽、導電鹽和絡合劑用去離子水溶解均勻得到銀的基礎鍍液，再分別將晶體生長調(diào)控劑a和晶體生長調(diào)控劑b用去離子溶解，并在攪拌條件下分別依次倒入銀的基礎鍍液中，隨后在攪拌條件下用堿性溶液調(diào)節(jié)ph＝9.5-12，即得到所述無氰鍍液。

6.一種雙晶體結(jié)構(gòu)銀鍍層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述陰極基板為銅合金基板、銅基板或不銹鋼板。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述銅合金基板或銅基板進入鍍液前依次進行超聲化學除油、去離子水沖洗和化學活性刻蝕。

9.一種雙晶體結(jié)構(gòu)銀鍍層，其特征在于，所述銀鍍層是由面心立方晶體結(jié)構(gòu)和密排六方結(jié)構(gòu)組成的雙晶體結(jié)構(gòu)銀鍍層。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的銀鍍層，其特征在于，所述銀鍍層由權(quán)利要求6-8任一項所述的制備方法制備而成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適用于制備雙晶體結(jié)構(gòu)銀鍍層的無氰鍍液及其制備方法和應用。所述無氰鍍液由銀鹽、導電鹽、絡合劑、晶體生長調(diào)控劑A、晶體生長調(diào)控劑B、堿和去離子水組成，pH＝9.5?12，所述無氰鍍液中，銀鹽濃度為5?50g/L，導電鹽濃度為50?100g/L，絡合劑濃度為30?150g/L，晶體生長調(diào)控劑A濃度為5?10g/L，晶體生長調(diào)控劑B濃度為0.5?3g/L。本發(fā)明所提供鍍液穩(wěn)定、無毒性，不需要浸銀預處理，所制備出雙晶體結(jié)構(gòu)銀鍍層結(jié)晶致密、硬度高、耐磨性好，同時該鍍層抗氧化和不變色能力強，可以滿足于裝飾性和功能性鍍銀的工程應用。

技術(shù)研發(fā)人員：沈喜訓
受保護的技術(shù)使用者：上海電力大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10