[发明专利]镀覆浴溶液

说明书

本发明涉及非电解镀覆浴的组合物及其用途，更具体地说，涉及各自可用于构成原始浴和补充原始浴二者的不同溶液。

本申请要求2014年10月27日提交且现今未决的美国临时专利申请No.62/122,619的优先权、2014年11月28日提交且现今未决并要求美国临时专利申请No.62/122,619的优先权的美国临时专利申请No.62/123,758的优先权、2015年3月30日提交且现今未决并要求美国临时专利申请No.62/122,619的优先权的美国临时专利申请No.62/177,994的优先权，所有这些都通过引用并入。

背景技术

镀覆技术的许多种类是本领域已知的。这些技术包括电解镀覆，也称为电镀或其他术语；以及非电解镀覆，也称为化学镀、自动催化镀和其他术语。

非电解镀覆是众所周知的用于金属镀覆的已投入使用的商业/工业方法。金属盐的金属部分可以是选自能够通过非电解镀覆被沉积的合适的金属。该金属包括但不限于镍、钴、铜、金、钯、铁、其他过渡金属、及其混合物，以及Pearlstein,F.,“ModernElectroplating”,第31章，第3版，John Wiley&Sons,Inc.(1974)(其通过引用并入本文)中描述的通过自催化方法沉积的金属中的任一种。通常，经沉积的覆层中的非电解金属是金属、金属合金、金属的组合、或金属和非金属的组合。这种覆层通常是金属、金属和磷、或金属和硼的形式。金属或金属合金来自金属盐或在浴中使用的金属盐。金属或金属合金的实例为镍、镍-磷合金、镍-硼合金、钴、钴-磷合金和铜合金。也可以沉积其他材料例如铅、镉、铋、锑、铊、铜、锡及其他以形成浴并包含在覆层中。

金属盐的盐组分可以是有助于并允许金属部分溶解在浴溶液中的任何盐化合物。这种盐可以包括但不限于硫酸盐、氯化物、乙酸盐、磷酸盐，碳酸盐和氨基磺酸盐等。

还原剂是电子给体。当与浴溶液中的游离金属离子反应时，非电解还原剂将作为电子受体的金属离子还原成金属以沉积到制品上。使用还原剂避免了常规电镀所需的使用电流的需要。常用的还原剂是次磷酸钠、硼氢化钠、n-二甲胺硼烷(DMAB)、n-二乙胺硼烷(DEAB)、甲醛和肼。

某些材料可用于非电解镀覆浴，其中这些材料在镀覆浴中起两种或更多种作用。例如，可以在非电解镍镀覆浴中使用次磷酸镍，代替作为金属盐的硫酸镍和作为还原剂的次磷酸钠的典型组合。然而，次磷酸镍是非常昂贵的，并且由于其不切实际的成本而在商业上不被广泛使用。

非电解镍(EN)是非电解镀覆中最商业化的种类之一。它是名义上86-99％镍与余量磷、硼或一些其他可能元素的合金。非电解镍通常以四种合金范围之一生产：低(1-5％P)磷、中(6-9％P)磷、或高(10-14％P)磷、和含0.5-5％B的非电解镍-硼。每种非电解镍因此提供具有不同程度的硬度、耐腐蚀性、磁性、可焊性、亮度、内应力、润滑性以及其他特性的特性。所有种类的非电解镍可用于许多制品，包括金属、合金和非导体。

与电解复合技术相比，非电解复合技术是一个更新的发展。复合非电解镀覆的基本原理记载在由G.Malory和J.B.Hajdu编辑的题为“Electroless Plating Fundamentalsand Applications”,第11章(美国镀覆与表面处理协会出版(1990))的正文中。

用带有精细分散的分立颗粒物质的复合覆层对制品进行镀覆有详尽记载。在金属基质中包含精细分立的颗粒物质可以在例如耐磨性、润滑性、摩擦力、传热和外观的性能方面显著改变覆层的性能。

复合非电解镀覆中的颗粒共沉积可以显著提高现有特性，甚至加入全新的性能。出于多种原因这些能力使得复合非电解覆层是有利的，所述原因包括但不限于在需要较少磨损、较低摩擦力、润滑性、标示、验证、传热、绝缘、更高摩擦以及其他的条件中应用性增大。含镍的复合非电解覆层比不包含颗粒物质的常规非电解镍覆层提供了额外的环境优势，因为复合非电解镍覆层中的颗粒减少了所使用的镍合金的量。这种镍基复合覆层也是铬基覆层的替代物，所述铬基覆层具有一定的健康和环境挑战。