[发明专利]一种离子液体中电镀铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电镀铝的方法，尤其是一种在离子液体中电镀铝的方法的技术方案。

背景技术

铝具有抗氧化性、耐腐蚀性、装饰性、金属光泽等性能，是优异的表面镀层材料，传统制备铝镀层的工艺主要有热喷涂、热浸镀、化学气象镀、物理气象镀等，均属高能耗工艺。电镀铝通常在接近常温下进行，既不需要高昂的仪器设备又不会因为较高的工作温度影响到基体性能，而且能耗低得到的铝镀层空隙率低、纯度高、厚度和质量易控制。

金属铝的活波性决定了镀层铝只能在非水溶剂中获得，离子液体由于其良好的物化性质为电镀铝提供了一种理想的反应介质。离子液体作为一种绿色溶剂具有熔点低、电化学窗口宽、性质稳定等特点，可用于电化学的各个方面如电池技术、电镀、电化学合成、电化学电容器等，因此，离子液体也被称为21世纪清洁工业最理想的反应介质。目前关于离子液体电镀铝的研究和报道已有很多，如公开号为CN102206841A的一种“铝基复合材料表面离子液体电沉积铝膜的制备方法”的发明专利中，利用季铵盐类、吡啶盐类、咪唑盐类与无水氯化铝和添加剂配置得到电镀液进行电沉积率，但该方法成本较高，所得离子液体对水和空气较为敏感，影响离子液体对电沉积铝膜的效果；再如公开号为CN102206841A的 “一种电镀铝液”的发明专利中，采用二甲苯、三乙基铝、氟化钠和添加剂组成的镀液进行电镀铝，此方法电流效率较低，而且镀液存在易燃易爆的危险；此外，还有一些电镀铝的方法，但大都存在成本高、电流效率低、对水和空气较敏感、得到的镀层光亮度不够且易脱落等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何配置电镀铝的离子液体及电镀铝层的后期处理，提供一种离子液体中电镀铝的方法。

本发明所提供的一种离子液体中电镀铝的方法，其所述的方法是按以下步骤进行的：

Ⅰ、离子液体的制备

将摩尔含量70%~85%的尿素与总含量15%~30%的卤盐充分混合，在60~90℃加热3~5小时，呈熔融状，后加入等体积的酰胺，搅拌过滤；

取上述液体置于容器内，在60~90℃磁力搅拌条件下，缓慢加入0.2~2.0mol/L的无水AlCl₃，80℃磁力搅拌1~2小时，得到氯铝酸盐离子液体，密封备用；

Ⅱ、电镀铝

将预处理的基体作为阴极，高纯铝片作为阳极，上述离子液体作为电镀液，控制电镀温度40~90℃，电流密度1~7A/dm²，电镀时间20~120min，选择直流电源或脉冲电源实施电镀；

Ⅲ、后期处理

将上述电镀铝后的基体由无水乙醇冲洗，再用去离子水冲洗晾干；后用1~5‰HNO₃在30℃~60℃下出光1~5s；然后用去离子水冲洗；最后用0.1~0.5mol/L高锰酸钾溶液60℃~80℃下进行钝化处理，钝化时间15~40s, 形成氧化铝钝化膜。

进一步地，上述技术方案中，离子液体的制备是将摩尔含量为75%~80%的尿素与总含量为20%~25%的卤盐充分混合，在70~80℃加热4~5小时，呈熔融状，后加入等体积的酰胺，搅拌过滤；

取上述液体置于容器内，在70~80℃磁力搅拌条件下，缓慢加入1.5~2.0mol/L的无水AlCl₃，80℃磁力搅拌1~2小时，得到淡黄色的离子液体，密封备用；

进一步地，上述技术方案中，后期处理是将电镀铝层置于3‰HNO₃溶液中，在温度为30~60℃的条件下，浸渍1~5s进行出光处理；后再置于0.2mol/L高锰酸钾溶液中，在温度为60~80℃的条件下，保温15~40s进行钝化处理。

    进一步地，上述技术方案所附加的技术特征在于：

卤盐是溴化钠、溴化钾、碘化钠和碘化钾中的任意两种混合。

酰胺是甲酰胺、二甲基甲酰胺和乙酰胺中的一种。

基体可以是铜、不锈钢、碳钢、或是钕铁硼磁体。

实现本发明一种离子液体中电镀铝的方法的技术方案，与现有技术相比所具有的优点与积极效果在于：

本发明所配置离子液体的方法，设备简单，操作温度低，一方面降低能耗，另一方面不会引发副反应。

本发明方法所配置离子液体对空气和水较为稳定，在离子液体中电镀铝时，对环境要求较低。

本发明方法所获得的铝镀层光亮度好，表面致密均匀，与基体结合力好。

本发明还涉及电镀铝层的后期处理，包括出光和钝化。经后期处理的电镀滤层光亮度增强，耐腐蚀性增强。