[发明专利]一种用于Al-Zr合金电镀的电镀液、其制备方法及电镀方法

说明书

技术领域

本发明属于电镀技术领域，涉及一种用于Al-Zr合金电镀的电镀液、其制备方法及电镀方法。

背景技术

目前用于Al-Zr合金电镀的电镀液和电镀方法参见论文1、2和专利1：

论文1：ElectrodepositionofAl-ZrAlloysfromLewisAcidicAluminumChloride1Ethyl3-methylimidazoliumChlorideMelt.TetsuyaTsuda,CharlesHussey,GeryR.Stafford,OleEdvardKongstein.JOURNALOFTHEELECTROCHEMICALSOCIETY,2004.

论文2：ElectrodepositionofBrightAl-ZrAlloyCoatingsfromDimethylsulfone-BasedBaths.SuguruShiomi,MasaoMiyake,TetsujiHirato.JOURNALOFTHEELECTROCHEMICALSOCIETY,2012.

专利1：铝合金电镀镀层及其制备方法，叶伟炳，专利申请号：CN201210240465.5，2012年。

论文1是采用氯化铝和氯化-1-乙基-3甲基咪唑混合物作为电镀槽液，并加入氯化锆，其中氯化铝摩尔含量为66.7-33.3mol％。该论文从电镀槽液中电镀出Al-Zr合金镀层后直接使用，并未进行致密化处理和铬酸盐处理。

论文2采用二甲砜和氯化铝混合物作为电镀槽液，并加入四氯化锆。该论文电镀槽液是基于二甲砜，与本发明完全不同，本发明的电镀槽液是基于卤化烷基咪唑类有机物。

专利1采用熔融盐电镀的方法温度非常高，对电镀设备的要求高，导致电镀成本高，还有可能降低待镀工件的力学性能；并且该专利的铝合金电镀镀层中主要成分为为Ti：0.2-10wt％，Cr：0.5-2.5wt％，Zr：0.05-0.2wt％，纳米颗粒0.5-6wt％，余量为Al；而本发明的镀层只含Al和Zr。

发明内容

本发明的目的是：提供一种用于Al-Zr合金电镀的电镀液、其制备方法及电镀方法，以便降低对电镀设备的要求，进而降低电镀成本；同时，避免降低待镀工件的力学性能。

本发明的技术方案是：一种用于Al-Zr合金电镀的电镀液，其特征在于：它由卤化烷基咪唑类有机化合物、铝的无水卤化物、锆的无水卤化物和添加剂混合构成，铝的无水卤化物占电镀液的重量百分比为10％～50％；锆的无水卤化物占电镀液的重量百分比为2％～20％；添加剂占电镀液的重量百分比为0.001％～5％；余量为卤化烷基咪唑类有机化合物；所述的卤化烷基咪唑类有机化合物是下列物质其中之一或者它们的混合物：氯化1-甲基咪唑、溴化1-甲基咪唑、氯化1-乙基咪唑、溴化1-乙基咪唑、氯化1-丙基咪唑、溴化1-丙基咪唑、氯化1-甲基-3-乙基咪唑、溴化1-甲基-3-乙基咪唑、氯化1,3-二甲基咪唑、溴化1,3-二甲基咪唑、氯化1,3-二乙基咪唑、溴化1,3-二乙基咪唑、氯化1-甲基-3-丙基咪唑、溴化1-甲基-3-丙基咪唑、氯化1-甲基-3-乙基咪唑、溴化1-甲基-3-乙基咪唑、氯化1-丁基-3-丁基咪唑、溴化1-丁基-3-丁基咪唑、氯化1-丁基-3甲基咪唑、溴化1-丁基-3甲基咪唑、氯化1-乙基-3甲基咪唑、溴化1-乙基-3甲基咪唑、氯化1-己基-3-甲基咪唑、溴化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-辛基-3-甲基咪唑、溴化1-辛基-3-甲基咪唑、氯化1-癸基-3-甲基咪唑、溴化1-癸基-3-甲基咪唑；所述的铝的无水卤化物是：氯化铝或溴化铝；所述的锆的无水卤化物是：氯化锆、溴化锆或碘化锆；所述的添加剂是下列物质其中之一或者它们的混合物：苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氯化胆碱、甲醇、乙醇、氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化锰或氯化铈。

如上面所述的电镀液的制备方法，其特征在于：制备的步骤是：

1、备料：按照比例称取卤化烷基咪唑类有机化合物、铝的无水卤化物、锆的无水卤化物和添加剂；

2、混合铝的无水卤化物和卤化烷基咪唑类有机化合物：在带有惰性气体保护、加温和搅拌设备的手套箱中混合铝的无水卤化物和卤化烷基咪唑类有机化合物，加热到30℃～150℃，搅拌至少30min；所述的惰性气体是：高纯氩气或高纯氮气；

3、加入锆的无水卤化物：向铝的无水卤化物和卤化烷基咪唑类有机化合物溶液中添加锆的无水卤化物，继续搅拌至少30min，保持温度30℃～150℃；