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基本信息

項(xiàng)目名稱：
環(huán)境友好型電鍍銅配方研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
以硫酸銅為主鹽，檸檬酸鈉為絡(luò)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(wú)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(wú)毒，成本低；該工藝條件范圍寬，操作條件易實(shí)現(xiàn)；所得鍍層均勻、細(xì)致、與基體結(jié)合力好，適用于鋼鐵材料的預(yù)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(xì)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(wú)氰鍍銅液。鍍液以硫酸銅為主鹽，檸檬酸鹽為絡(luò)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(duì)陰極極化的阻化作用，克服了鐵與銅離子的置換反應(yīng)；實(shí)現(xiàn)了鋼鐵基體的預(yù)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(dǎo)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(wú)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(shí)現(xiàn)；所得鍍層均勻、細(xì)致、與基體結(jié)合力好，適用于鋼鐵材料的預(yù)鍍銅，也可用于材料的表面裝飾。 該作品的創(chuàng)新點(diǎn)在于采用無(wú)毒化學(xué)原料及雙脈沖電源，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)及鍍層質(zhì)量的改觀。

作品圖片

  • 環(huán)境友好型電鍍銅配方研究
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

研究思路： 采用堿性條件下，以檸檬酸鹽為主絡(luò)合劑、選用可溶銅鹽，通過添加劑的選擇及復(fù)配，提高陰極極化作用，達(dá)到細(xì)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(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)鍍層質(zhì)量的改觀； 鍍液成分選用時(shí)，兼顧無(wú)毒、成本低廉的原則，最大化地實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。 創(chuàng)新點(diǎn)： ①利用非離子表面活性劑增溶主光亮劑，實(shí)現(xiàn)較大的陰極過程阻化作用，達(dá)到細(xì)化結(jié)晶的目的。 ②利用雙脈沖電源實(shí)現(xiàn)鍍層質(zhì)量的改觀。 技術(shù)關(guān)鍵： ①添加劑的選擇及復(fù)配； ②雙脈沖電源工作參數(shù)的選擇。 主要技術(shù)指標(biāo): 工藝參數(shù)：溫度 21℃，pH 9~9.5 (用 NaOH調(diào)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(yáng)極板。 用恒電流沉積法測(cè)定電流效率。根據(jù)電流大小和沉積時(shí)間計(jì)算出電鍍消耗的電量，由沉積 Cu的電化學(xué)當(dāng)量計(jì)算出 Cu的理論沉積量，然后與陰極片鍍后增重相比較，計(jì)算出電流效率。極化曲線測(cè)定采用美國(guó)CH Instrument公司生產(chǎn)的CHI660電化學(xué)綜合測(cè)試儀。溶液溫度為21℃，采用兩電極體系，陰極為鐵片 (實(shí)驗(yàn)前以 6#金相砂紙打磨，然后水洗—酸洗—水洗)，陽(yáng)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(xué)性、先進(jìn)性

我們所研制的無(wú)氰鍍銅液能夠從根本上解決氰化鍍銅污染嚴(yán)重、廢水難處理的問題，無(wú)氰鍍銅鍍液及施鍍工藝具有無(wú)毒無(wú)害、操作簡(jiǎn)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(diǎn)?？商娲杌A(yù)鍍銅工藝，實(shí)現(xiàn)對(duì)基體的完美結(jié)合。具有顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)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(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

該作品在2011年5月山東建筑大學(xué)舉辦的校內(nèi)科技發(fā)明比賽中獲得二等獎(jiǎng)并頒發(fā)證書。

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)成功，有待實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證。

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

合作生產(chǎn)

作品可展示的形式

照片及實(shí)物

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

我們所研究開發(fā)的無(wú)氰鍍銅液具有良好的分?jǐn)?shù)能力和深鍍能力，電流效率優(yōu)于氰化鍍銅；技術(shù)工藝范圍寬，操作條件易實(shí)現(xiàn)，鍍液成本相對(duì)較低，可代替氰化鍍銅作預(yù)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(hù)自然資源和人類的生存環(huán)境,符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，有利于實(shí)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(chǎn)品的市場(chǎng)潛力巨大，前景廣闊。

同類課題研究水平概述

國(guó)內(nèi)外有關(guān)無(wú)氰鍍銅的工藝和理論研究已有報(bào)道，已研究的無(wú)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(jī)磷酸-有機(jī)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(wú)氰鍍銅工藝眾多，但工藝綜合性能指標(biāo)基本上尚未能真正達(dá)到或超過氰化鍍銅工藝。
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