基本信息
- 項目名稱：
- 環(huán)境友好型電鍍銅配方研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 以硫酸銅為主鹽，檸檬酸鈉為絡合劑，1,4-丁炔二醇及非離子表面活性劑為添加劑，開發(fā)了一種新型環(huán)境友好型堿性無氰鍍銅工藝。鍍液具有良好的分散能力和深鍍能力，電流效率優(yōu)于氰化鍍銅，無毒，成本低；該工藝條件范圍寬，操作條件易實現(xiàn)；所得鍍層均勻、細致、與基體結合力好，適用于鋼鐵材料的預鍍銅，也可用于材料的表面裝飾，是一種清潔的可替代氰化鍍銅的新工藝。
- 詳細介紹：
- 為取代重污染的氰化鍍銅工藝，本科技發(fā)明研制了一種新型環(huán)境友好型堿性無氰鍍銅液。鍍液以硫酸銅為主鹽，檸檬酸鹽為絡合劑，1,4-丁炔二醇及非離子表面活性劑為添加劑，在堿性條件下利用檸檬酸根與銅離子的穩(wěn)定配合及添加劑對陰極極化的阻化作用，克服了鐵與銅離子的置換反應；實現(xiàn)了鋼鐵基體的預鍍銅。 施鍍工藝參數(shù)及規(guī)范為：0.1 g/L 硫酸銅，220 g/L檸檬酸鈉，30 g/L硼酸，0.38 mol/L導電鹽，1,4-丁炔二醇0.6g/L，OP-10：0.16mL/L；溫度 21℃，pH 9~9.5，攪拌，陰極電流密度 0.2~5 A/dm2。雙脈沖方波正、反方向電流比為2：1，脈寬為2：1，周期比10:1。鍍液無毒，成本低，具有良好的分散能力和深鍍能力，電流效率大于90%，操作條件易實現(xiàn)；所得鍍層均勻、細致、與基體結合力好，適用于鋼鐵材料的預鍍銅，也可用于材料的表面裝飾。 該作品的創(chuàng)新點在于采用無毒化學原料及雙脈沖電源，實現(xiàn)清潔生產及鍍層質量的改觀。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 研究思路： 采用堿性條件下，以檸檬酸鹽為主絡合劑、選用可溶銅鹽，通過添加劑的選擇及復配，提高陰極極化作用，達到細化晶粒的目的； 采用雙脈沖電源，通過電源波形、周期比等參數(shù)的調節(jié)，實現(xiàn)鍍層質量的改觀； 鍍液成分選用時，兼顧無毒、成本低廉的原則，最大化地實現(xiàn)清潔生產。 創(chuàng)新點： ①利用非離子表面活性劑增溶主光亮劑，實現(xiàn)較大的陰極過程阻化作用，達到細化結晶的目的。 ②利用雙脈沖電源實現(xiàn)鍍層質量的改觀。 技術關鍵： ①添加劑的選擇及復配； ②雙脈沖電源工作參數(shù)的選擇。 主要技術指標: 工藝參數(shù)：溫度 21℃，pH 9~9.5 (用 NaOH調節(jié))，攪拌，陰極電流密度 0.2~5 A/dm2。雙脈沖方波電鍍，正、反方向電流比為2：1，脈寬為2：1，周期比為10:1，磷銅陽極板。 用恒電流沉積法測定電流效率。根據(jù)電流大小和沉積時間計算出電鍍消耗的電量，由沉積 Cu的電化學當量計算出 Cu的理論沉積量，然后與陰極片鍍后增重相比較，計算出電流效率。極化曲線測定采用美國CH Instrument公司生產的CHI660電化學綜合測試儀。溶液溫度為21℃，采用兩電極體系，陰極為鐵片 (實驗前以 6#金相砂紙打磨，然后水洗—酸洗—水洗)，陽極電極為φ7.0 mm銅盤，參比電極為飽和甘汞電極( SCE)，掃描速率為 5 mV/s。
科學性、先進性
- 我們所研制的無氰鍍銅液能夠從根本上解決氰化鍍銅污染嚴重、廢水難處理的問題，無氰鍍銅鍍液及施鍍工藝具有無毒無害、操作簡單、廢液易處理及可在鋅及其合金、鋁及其合金、銅及其合金以及鋼鐵制件表面直接施鍍等優(yōu)點。可替代氰化預鍍銅工藝，實現(xiàn)對基體的完美結合。具有顯著的社會、經濟和環(huán)境效益，符合可持續(xù)發(fā)展的要求和原則，是發(fā)展綠色鍍銅的主要途徑之一。
獲獎情況及鑒定結果
- 該作品在2011年5月山東建筑大學舉辦的校內科技發(fā)明比賽中獲得二等獎并頒發(fā)證書。
作品所處階段
- 實驗室實驗成功，有待實際生產驗證。
技術轉讓方式
- 合作生產
作品可展示的形式
- 照片及實物
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 我們所研究開發(fā)的無氰鍍銅液具有良好的分數(shù)能力和深鍍能力，電流效率優(yōu)于氰化鍍銅；技術工藝范圍寬，操作條件易實現(xiàn)，鍍液成本相對較低，可代替氰化鍍銅作預鍍層，作為鋼鐵件、銅合金件、鋅合金件壓鑄件電鍍酸銅/光亮鎳/鉻的底鍍層；保護自然資源和人類的生存環(huán)境,符合國家產業(yè)發(fā)展政策，有利于實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在政策上具有較大的支持力度，因而該產品的市場潛力巨大，前景廣闊。
同類課題研究水平概述
- 國內外有關無氰鍍銅的工藝和理論研究已有報道，已研究的無氰鍍銅工藝主要有焦磷酸鹽體系鍍銅，乙二胺體系鍍銅，酸性的氟硼酸和氨基磺酸體系鍍銅，鹵素化合物鍍銅，含羥基的多元醇鍍銅，三乙醇胺鍍銅，山梨醇鍍銅和丙三醇鍍銅等，還有混合配位劑體系鍍銅，如檸檬酸-酒石酸鹽配位劑，有機磷酸-有機胺-羧酸配位劑，EDTA-檸檬酸-酒石酸鹽配位劑，酒石酸鉀鈉-三乙醇胺配位劑和聚磷酸鹽-氨化合物-聚胺鹽配位劑等。無氰鍍銅工藝眾多，但工藝綜合性能指標基本上尚未能真正達到或超過氰化鍍銅工藝。
