，平均電流定義為Jpt1AtJt 2X同直流電沉積相比，雙電層的厚度和離子濃度 分布均有改變；在增加了電化學(xué)極化的同時(shí)，降低了濃差極化，產(chǎn)生的直接作用是，脈沖電 鍍獲得的鍍層比直流電沉積鍍層更均勻、結(jié)晶更細(xì)密。不僅如此，脈沖電鍍還具有：（1)鍍 層的硬度和耐磨性均高；（2)鍍液分散能力和深鍍能力好；（3)減少了零件邊角處的超鍍， 鍍層分布均勻性好。
[0026] 在制備納米分散液中，低速剪切分散使得碳納米管的粉體初步分散形成較大的顆 粒，高速剪切分散使得碳納米管的粉體的顆粒細(xì)化，超聲波分散使得表面活性劑能充分包 覆納米管以達(dá)到穩(wěn)定于分散于水中的作用。
[0027] 預(yù)處理包括對(duì)陰極用砂紙打磨及其后的除油。該用砂紙打磨可以打磨兩次，第一 次可以用粗砂紙例如200目的砂紙打磨，第二次可以用細(xì)砂紙，例如可以用W28金相砂紙。 該除油可以采用化學(xué)堿液除油，化學(xué)堿液可以包括40?60g/LNa0H、50?70g/LNa 3P04、 20?30g/L Na2CO3和3. 5?10g/L Na2SiO3。該除油也可以還包括用無水乙醇除油。
[0028] 本發(fā)明中攪拌能減小了電極表面附近鉻離子濃度梯度、擴(kuò)散層厚度以及大量析氫 造成陰極區(qū)PH值的增加，有利于鉻的沉積；又可以促進(jìn)鍍層連續(xù)增厚和鍍層的成分均勻； 還可以使電解初期產(chǎn)生的二價(jià)鉻離子迅速移出陰極區(qū)，從而改善鍍層質(zhì)量。
[0029] 本發(fā)明碳納米管復(fù)合鉻電鍍液，包括含量為150?210g/L的六水合三氯化鉻、含 量為120?140g/L的檸檬酸鹽、含量為40?60g/L的草酸鹽、含量為60?90g/L的尿素、 含量為10?20g/L的甲酸、含量為90?120g/L的溴化銨、含量為8?18g/L的碳納米管、 含量為0. 3?0. 6g/L的脂肪烷基甲基鹵化鹽和含量為0. 1?0. 2g/L的烷基苯磺酸鹽。本 發(fā)明鍍液中含有碳納米管，由于碳納米管自身的自潤滑性和剛性，提高了鍍層的硬度和耐 磨性；碳納米管一方面可通過填充鍍層的孔隙和纏繞覆蓋于鉻金屬晶粒表面以阻止腐蝕液 的滲入，另一方面通過與鉻金屬微晶體構(gòu)成微型原電池，促進(jìn)鉻的鈍化，由此提高了耐腐蝕 性。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0031] 按照實(shí)施例1?6及對(duì)比例所述配方配制電鍍液，具體為：
[0032] (1)納米分散液的制備。采用自制經(jīng)除雜的碳納米管，碳納米管的制備方法及除雜 的具體過程已為前文所述，在此不再贅述。將脂肪烷基甲基鹵化和烷基苯磺酸鹽加入三口 燒瓶中溶解后用攪拌機(jī)低速攪拌幾分鐘。然后，轉(zhuǎn)移至大燒杯中并安裝成都新都永通機(jī)械 廠的GR- I型剪切分散機(jī)后，將碳納米管的粉體加入三口燒瓶中，調(diào)節(jié)剪切分散機(jī)的轉(zhuǎn)速 為300?500rpm，剪切分散時(shí)間為5?IOmin后調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至1500?2000rpm，剪切分散時(shí) 間為10?15min即得到納米楽。采用馬爾文公司的Mastersizer2000型激光粒度分析儀 對(duì)納米分散液的平均粒徑進(jìn)行測(cè)試。
[0033] (2)根據(jù)配方用電子天平稱取其他原料組分的質(zhì)量。用適量水分別溶解該組分原 料并將其混合均勻倒入燒杯中，加入納米分散液采用南京先歐儀器廠的XO-400SD型多頻 超聲波細(xì)胞粉碎儀進(jìn)行超聲波分散，設(shè)定功率為600?1000W，分散時(shí)間為3?6min，然后， 加水調(diào)至預(yù)定體積，加酸調(diào)節(jié)pH至2. 5?4。
[0034] 使用實(shí)施例1?6及對(duì)比例所述配方配制的電鍍液進(jìn)行電鍍的方法：
[0035] (1)陰極采用6mmX6mmX0· 2mm的銅鋅板。將紫銅板先用200目水砂紙初步打磨 后再用W28金相砂紙打磨至表面露出金屬光澤。依次經(jīng)溫度為50?70°C的化學(xué)堿液除油、 蒸餾水沖洗、95%無水乙醇除油、蒸餾水沖洗。化學(xué)堿液的配方為40?60g/L Na0H、50? 70g/LNa3P04、20 ?30g/LNa2C03 和 3. 5 ?10g/LNa2Si03。
[0036] (2)以直徑為5mm的碳棒為陽極，電鍍前將砂紙打磨平滑、去離子水沖洗及烘干。
[0037] (3)將預(yù)處理后的陽極和陰極浸入電鍍槽中的電鍍液中，調(diào)節(jié)水浴溫度使得電鍍 液溫度維持在25?50°C。將機(jī)械攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)為200?400rpm。接通脈沖電源，脈沖電流 的脈寬為1?3ms，占空比為5?30%，平均電流密度為4?8A/dm 2。待通電50?120min 后，切斷電鍍裝置的電源。取出銅鋅板，用蒸餾水清洗烘干。
[0038] 實(shí)施例1
[0039] 碳納米管復(fù)合鉻電鍍液的配方如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種碳納米管復(fù)合鉻電鍍液，其特征在于，包括含量為150?210g/L的六水合三氯 化鉻、含量為120?140g/L的檸檬酸鹽、含量為40?60g/L的草酸鹽、含量為60?90g/L 的尿素、含量為10?20g/L的甲酸、含量為90?120g/L的溴化銨、含量為8?18g/L的碳 納米管、含量為0. 3?0. 6g/L的脂肪烷基甲基鹵化鹽和含量為0. 1?0. 2g/L的烷基苯磺 酸鹽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合鉻電鍍液，其特征在于，包括含量為180g/L的 六水合三氯化鉻、含量為125g/L的檸檬酸鹽、含量為55g/L的草酸鹽、含量為70g/L的尿 素、含量為18g/L的甲酸、含量為110g/L的溴化銨、含量為12g/L的碳納米管、含量為0. 5g/ L的脂肪烷基多甲基鹵化鹽和含量為0. 14g/L的烷基苯磺酸鹽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合鉻電鍍液，其特征在于，所述碳納米管的平均 粒徑為30?60nm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合鉻電鍍液，其特征在于，脂肪烷基甲基鹵化鹽 選自十六烷基三甲基溴化胺、十二烷基三甲基溴化胺、十二烷基二甲基溴化胺中的一種或 至少兩種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合鉻電鍍液，其特征在于，所述烷基苯磺酸鹽選 自十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十八烷基苯磺酸鈉中的一種或至少兩種。
6. -種使用權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合鉻電鍍液電鍍的方法，其特征在于，包括 以下步驟： (1) 配制電鍍液：在水中溶解各原料組分形成電鍍液，所述每升電鍍液含有150?210g 六水合三氯化鉻、120?140g檸檬酸鹽、40?60g草酸鹽、60?90g尿素、10?20g甲酸、 90?120g溴化銨、8?18g碳納米管、0. 3?0. 6g脂肪烷基甲基鹵化鹽和含量為0. 1? 〇. 2g/L的烷基苯磺酸鹽； (2) 以預(yù)處理過的銅鋅板作為陰極，以石墨作為陽極；將陽極和陰極置入所述電鍍液中 通入電流進(jìn)行電鍍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟（1)中在水中溶解各原料組分具 體為：首先將碳納米管的粉體加入溶解有脂肪烷基甲基鹵化和烷基苯磺酸鹽的水中，依次 經(jīng)低速剪切分散和高速剪切分散即制得納米分散液；將計(jì)量的所述納米分散液加入至溶解 有六水合三氯化鉻、檸檬酸鹽、草酸鹽、尿素、甲酸、溴化銨的水中混合均勻后采用超聲波分 散。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述低速剪切分散的轉(zhuǎn)速為300? 500rpm，低速剪切分散的時(shí)間為5?lOmin ;高速剪切分散的轉(zhuǎn)速為1500?2000rpm，高速 剪切分散的時(shí)間為10?15min ;所述超聲波分散功率為600?1000W，超聲波分散的時(shí)間為 3 ?6min〇
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述電流為單脈沖方波電流；所述單脈沖 方波電流的脈寬為1?3ms，占空比為5?30%，平均電流密度為4?8A/dm 2。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟（2)中電鍍液的pH為2. 5?4， 電鍍液的溫度為25?50°C，所述電鍍的時(shí)間為50?120min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳納米管復(fù)合鉻電鍍液及電鍍方法。該碳納米管復(fù)合鉻電鍍液，包括含量為150～210g/L的六水合三氯化鉻、含量為120～140g/L的檸檬酸鹽、含量為40～60g/L的草酸鹽、含量為60～90g/L的尿素、含量為10～20g/L的甲酸、含量為90～120g/L的溴化銨、含量為8～18g/L的碳納米管、含量為0.3～0.6g/L的脂肪烷基甲基鹵化鹽和含量為0.1～0.2g/L的烷基苯磺酸鹽。本發(fā)明鍍液中含有碳納米管，由于碳納米管自身的自潤滑性和剛性，提高了鍍層的硬度和耐磨性；碳納米管一方面可通過填充鍍層的孔隙和纏繞覆蓋于鉻金屬晶粒表面以阻止腐蝕液的滲入，另一方面通過與鉻金屬微晶體構(gòu)成微型原電池，促進(jìn)鉻的鈍化，由此提高了耐腐蝕性。
【IPC分類】C25D3-06, C25D15-00, C25D5-18
【公開號(hào)】CN104611735
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310545309
【發(fā)明人】曾雄燕
【申請(qǐng)人】無錫市雪江環(huán)境工程設(shè)備有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2013年11月5日