氨基乙酸在電鍍工業(yè)中的應(yīng)用

1  氨基乙酸的應(yīng)用

1.1  在鈦合金電鍍前處理中的應(yīng)用

鈦合金表面極易氧化，產(chǎn)生的氧化膜嚴(yán)重阻礙了正常電鍍。鍍前處理的目的就是使鈦合金表面獲得能夠直接進(jìn)行電鍍的表面狀態(tài)，化學(xué)鍍鎳就是達(dá)到此目的的方法之一。化學(xué)鍍鎳較電鍍易于沉積均勻，作為中間層有利于保證電鍍質(zhì)量。

化學(xué)鍍鎳前的活化液配方^[1]：乙二醇700 mL/L，氟化氫銨35 g/L，氯化鎳20 g/L，硼酸50 g/L，乳酸20 mL/L，醋酸（體積分?jǐn)?shù)為99%）180 mL/L,pH值<6,θ>50℃，30 min.

化學(xué)鍍鎳液配方：NiS0₄·7H₂O 30 g/L，NaH₂P0₂·H₂0 15～25  g/L,Na₃C₆H₅0₇·2H₂0 15 g/L,CH₃COONa 20 g/L,NH₂CH₂COOH 5～15 g/L,(CH₂COOH)₂ 5 g/L,pH值4.5～5.5,86～92℃。

1.2在緩蝕劑方面的應(yīng)用

黎新等^[2]用量子化學(xué)的方法研究了氨基乙酸對鋁的緩蝕機(jī)理：質(zhì)子化的氨基乙酸是通過化學(xué)吸附且以基本直立的方式吸附于鋁界面上，把H⁺與鋁界面隔開，從而起到緩釋作用。在30℃濃度為0.05 mol/L的鹽酸溶液中，加入0.05 mol/L的氨基乙酸后，對鋁的緩蝕效率為44.96%。張健等^[3]用魚內(nèi)臟水解液作為緩蝕劑，研究了氨基乙酸的緩蝕作用。魚內(nèi)臟成分復(fù)雜，水解產(chǎn)物中含有多種氨基酸，具有協(xié)同緩蝕作用，在硫酸介質(zhì)中對碳鋼的緩蝕效率達(dá)90%。極化曲線研究表明，所得緩蝕劑屬混合型。

1.3在鎂合金陽極氧化中的應(yīng)用

鎂-鋰合金被稱為超輕鎂合金，是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，隨著鋰元素的加入，其耐蝕性嚴(yán)重下降。常立民等^[4]通過陽極氧化法改善了膜層的耐蝕性。其工藝規(guī)范為：KOH 75 g/L，Na₂ Si0₃ 75 g/L，Na₂B₄0₇ 30 g/L,NH₂ CH₂COOH 6 g/L,l A/dm².形成的氧化膜的耐蝕性能隨著氨基乙酸的質(zhì)量濃度的增加而提高；當(dāng)氨基乙酸的質(zhì)量濃度為6 g/L時(shí)，氧化膜的耐蝕性最佳；當(dāng)氨基乙酸的質(zhì)量濃度過高時(shí)，其耐蝕性能下降。

1.4在氯化鉀鍍鋅中的應(yīng)用

作為輔助類中間體的物質(zhì)，如氨基乙酸、谷氨酸、苯甲酸鈉、煙酸等，當(dāng)其質(zhì)量濃度在0.001N10g/L時(shí)，能擴(kuò)大電流密度范圍，提高鍍層性能，增加鍍液的分散能力和深鍍能力，增加陰極極化，還能減少主光亮劑的消耗量。

1.5在硫酸鹽鍍鋅-磷合金中的應(yīng)用

黃清安等[5]研究了氨基乙酸在光亮鋅一磷合金鍍液中的作用。氨基乙酸具有使鍍層增白的作用；缺點(diǎn)是減小陰極極化，不利于鍍液分散能力的提高。其工藝規(guī)范為：ZnS0₄·7H₂0 120～160 g/L，ZnCl₂ 8～12 g/L，酒石酸40～75 g/L，Na₃P0₄ 4～8 g/L，H₃ P0₄ 8～10 g/L,H₃ P0₃ 8～10 g/L,Na₂S0₄ 40～50 g/L，硼酸20～25g/L，氨基乙酸4～5 g/L，糊精2～4 g/L，水楊醛0.2～0.5 g/L，pH值2，7～20A/dm²，25～35℃。

1.6在電鍍鉻中的應(yīng)用

有學(xué)者提出，在由200 g/L的Cr0₃和2 g/L的H₂S0₄組成的鍍鉻溶液中，加入2.5 g/L的氨基乙酸或氨基丙酸可以提高陰極電流效率，在40℃下電鍍2h，陰極電流效率可達(dá)21.45%。

三價(jià)鉻還原為金屬鉻的標(biāo)準(zhǔn)電極電位很負(fù)，在陰極有大量氫氣析出，使陰極表面附近的pH值迅速提高。當(dāng)pH值>4后，水合三價(jià)鉻會發(fā)生羥橋化，聚合為長鏈的聚合物膠體沉淀物，阻礙三價(jià)鉻的還原，電流效率降至最低值。氨基乙酸可防止Cr(OH)₃沉淀的生成，穩(wěn)定鍍液的pH值。氨基乙酸的另一作用是掩蔽有害金屬離子的干擾。許多羧酸、氨基酸、羥基酸都是雜質(zhì)離子的優(yōu)良配位體，尤其是EDTA，使雜質(zhì)離子的析出電位大幅負(fù)移，從而不再干擾鉻的析出。

1.7在鍍鎳中的應(yīng)用

左正忠等^[6]運(yùn)用陰極極化法和循環(huán)伏安法研究了鍍鎳溶液中氨基乙酸對Ni²⁺，Zn²⁺及Ni²⁺+Zn²⁺電化學(xué)行為的影響。結(jié)果表明：氨基乙酸能抑制H⁺的放電，在低電流密度區(qū)氨基乙酸有去極化作用，在高電流密度區(qū)有增大陰極極化作用。在被Zn²⁺污染了的鍍鎳溶液中加入氨基乙酸，可獲得含有少量Zn²⁺的Ni-Zn合金層，其沉積層的耐蝕性I七純鎳沉積層的更好，有效地排除了Zn²⁺的不利影響，改善了鍍液和鍍層的性能。

有學(xué)者在研究鎳和銅的共沉積時(shí)發(fā)現(xiàn)，在有檸檬酸鈉存在時(shí)，可使鎳還原的起始電位正移約0.5 V，檸檬酸鹽對Ni²⁺的還原有去極化作用。

1.8在槍色電鍍中的應(yīng)用

在焦磷酸鹽鍍錫-鈷合金中，加入乙胺類化合物和氨基羧酸類化合物，有利于在較寬的電流密度范圍內(nèi)獲得平整、光亮的鍍層。

在焦磷酸鹽鍍錫-鎳合金中，氨基乙酸不含硫，不會起發(fā)黑作用，其功能在于使鍍層結(jié)晶細(xì)致和提高深鍍能力^[7]，其工藝規(guī)范為：SnCl₂·2H₂0 12～15 g/L,NiCl₂·6H₂0 30～50 g/L,K₄P₂0₇·3H₂0 220～250 g/L，氨水5～10 mL/L，氨基酸5～20g/L,pH值7.5～9.0,0.5～1.5 A/dm²,45～55℃，1～3 min，陽極材料為鎳板、石墨板。配方中的氨基酸一般選用氨基乙酸、蛋氨酸與胱氨酸等，蛋氨酸效果好一些。要求鍍層微黑（如不銹鋼色，在光線明亮處酷似烏鎳）時(shí)，選用氨基乙酸0.1～0.6g/L;要求鍍層淺黑時(shí)，加蛋氨酸0.8～1．Og/L;要求次黑時(shí)，加蛋氨酸2～3 g/L和氨基乙酸5～10g/L；要求鍍層中黑（標(biāo)準(zhǔn)槍色）時(shí)，加蛋氨酸3～5g/L和氨基乙酸5～10 g/L;要求很深的黑色時(shí)，要加蛋氨酸5～8 g/L和氨基乙酸5～10 g/L。

夏本英彥等^[8]指出，在焦磷酸鹽鍍錫液中加八氨基乙酸，幾乎對錫的陰極極化曲線沒有影響；而在焦磷酸鹽鍍鎳液中加入氨基乙酸，則使陰極極化曲線明顯向正的方向移動，從而使錫、鎳兩者的析出電位接近，實(shí)現(xiàn)共沉積。

1.9在焦磷酸鹽鍍銅中的應(yīng)用

用氨基乙酸、氨基丙酸等掩蔽鍍液中的Ni²⁺，Sn²⁺，Zn²⁺等雜質(zhì)^[9]，使雜質(zhì)離子與Cu²⁺共沉積，避免了雜質(zhì)離子的積累問題，氨基乙酸的質(zhì)量濃度約為0.5～1.0 g/L左右。

1.10在化學(xué)鍍鎳-磷合金和鎳-硼合金中的應(yīng)用

氨基乙酸是化學(xué)鍍鎳常用的配位劑之一，氨基是配位體。羧基和羥基中的氧原子和氨基中的氮原子都有孤對電子，可以占據(jù)Ni²⁺的空軌道形成螯合物。氨基乙酸起到提高鍍速的作用。

化學(xué)鍍Ni-Fe-B合金配方^[l0]：NiCl₂·6H₂0 10g/L，FeS0₄·7H₂0 3g/L，檸檬酸鈉21g/L，二甲胺硼烷2 g/L，氨基乙酸4 g/L，pH值9，70℃。

1.11  明膠在鍍銅-錫合金中的應(yīng)用^[12]

氰化物電鍍高錫銅-錫合金的工藝規(guī)范：CuCN 14～17 g/L,NaCN 8.5～10 g/L,SnCl₂ l.0～1.6g/L,Na₄P₂O₇ 70～90 g/L，明膠0.3～0.5 g/L,pH值11.5～12.5,150～200 A/dm₂,40～45℃。

焦磷酸鹽電鍍低錫銅一錫合金的工藝規(guī)范：K₄P₂0₇ 250～300 g/L, Cu₂P₂0₇·3H₂0 22～28g/L,Na₂Sn0₃·3H₂0 60～70  g/L,KN0₃ 40～45g/L，酒石酸鉀鈉20～25 g/L，明膠0.01～0.02g/L，2～3 A/dm²，30～50℃，單相全波，陰極移動，陽極材料為Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%～8%的銅合金。

參考文獻(xiàn)：略