一种用于分析锌镍合金电镀溶液成分含量的方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于分析锌镍合金电镀溶液成分含量的方法，包括对镍离子含量的测定步骤，所述步骤包括向锌镍合金电镀溶液中添加酒石酸溶液、氢氧化钠溶液、过硫酸铵溶液、丁二酮肟和氢氧化钠的混合溶液，然后在460-475nm的波长范围下测定得到的混合物的吸光度。本发明还可以包括对氧化锌和氢氧化钠的含量的测定步骤。在镍离子含量的测定步骤中，通过选择被测吸光度的混合溶液的适宜的放置时间和吸光度测量的吸收波长，提高了镍离子测定的准确性。在氧化锌含量的测定步骤中，通过加入氟化铵和三乙醇胺，同样提高了氧化锌测定的操作性和准确性。此外，本发明提供的方法步骤少，准确性高，成本低，适合工业应用。
【专利说明】一种用于分析锌镍合金电镀溶液成分含量的方法
【技术领域】
[0001] 本领域涉及电镀溶液的分析方法，具体涉及一种用于分析锌镍合金电镀溶液成分 含量的方法。
【背景技术】
[0002] 锌镍合金是一种抗腐蚀镀层，具有优良的耐蚀性，含镍13%的锌镍合金层耐蚀性 能比锌镀层高6-10倍，优于镉和镉钛合金镀层。同时电镀锌镍合金后不会改变钢材的机械 性能，并且钎焊性优良，镀层内应力�。阶帕η浚撇愎饬疗交�。正因为锌镍合金镀层有如 此多的优点，其特别适用于在恶劣的工业大气和严酷的海洋环境中使用，作为代镉镀层，例 如用于航天航空等军品零部件；其还被广泛应用于汽车零部件，如燃料管、传动元件等。
[0003] 锌镍合金镀层的耐蚀性与镀层中的含镍量极其相关，为了控制镀层的含镍量，需 要保持电镀溶液中锌镍含量的稳定，控制电镀溶液中镍离子和锌离子的比值。其中电镀溶 液的主要成分对镀层的质量起决定性作用，例如，电镀溶液中氧化锌、镍离子和氢氧化钠等 含量的变化显著影响镀层的质量，故必须准确分析电镀溶液中主要成分的数量关系。
[0004] 目前国内常用的碱性锌镍合金溶液成分分析方法步骤多，费时费力，甚至影响分 析结果的准确性；国外的分析方法，需要专用设备和试剂等用品，分析成本相当高。
【发明内容】
[0005] 本发明采用光度法与滴定法相结合，快速准确分析锌镍合金电镀溶液中氧化锌、 镍离子和氢氧化钠等主要成分的含量，对溶液进行维护和调整，保证镍离子含量的稳定性， 从而控制锌镍合金镀层的质量，确保镀层良好的耐蚀性。
[0006] 根据本发明，提供了 一种用于分析锌镍合金电镀溶液成分含量的方法，包括对镍 离子含量的测定步骤，所述步骤包括向锌镍合金电镀溶液中添加酒石酸溶液、氢氧化钠溶 液、过硫酸铵溶液、丁二酮肟和氢氧化钠的混合溶液，然后在460-475nm的波长范围下测定 得到的混合物的吸光度。其中，吸光度的测量波长优选为465-470nm，进一步优选为465nm。 其中，加入氢氧化钠可以确保溶液在碱性条件下。丁二酮肟和氢氧化钠的混合溶液作为显 色剂。试剂的添加顺序优选为依次加入酒石酸溶液、氢氧化钠溶液、过硫酸铵溶液、丁二酮 月亏和氢氧化钠的混合溶液。
[0007] 现有技术中，通常采用520nm左右的波长作为镍含量测定溶液的吸光度的测定波 长。然而，本发明的发明人经过试验发现，在本发明所配制的镍离子含量测定溶液体系中， 溶液的最大吸收波长落在460-475nm的范围内，尤其在465nm左右。因此，本发明选择在 460-475nm，并优选465-470nm，进一步优选465nm的光波长下测定镍离子溶液的吸光度。在 这样的波长下测定溶液的吸光度，能够获得更加准确的光吸收信息，得到的镍含量测定结 果更加准确，从而对于实际工业生产具有更高的指导意义或参考价值。
[0008] 在本发明的优选实施方案中，在测定吸光度之前，将得到的混合物放置1-2. 5小 时，优选放置1_1. 5小时，进一步优选放置1. 5小时。
[0009] 如上所述，准确分析锌镍合金电镀溶液中主要成分的含量或数量关系对于锌镍合 金镀层的性能具有十分重要的意义。因此，如何能够使得所采用的分析方法具备更高的准 确性和可靠性显得尤为重要。在现有技术中，人们常常并不关注测定溶液配制之后的放置 时间，或者仅仅是在下一步的测量工序、例如吸光度测量之前示意性地放置几分钟。然而， 本发明的发明人发现，镍离子含量测定溶液在配制完成之后、在吸光度测定之前的时间对 于测定的结果的准确性有很大影响。本发明人进一步发现，将配制后的混合物放置1-2. 5 小时，优选放置1-1. 5小时，并进一步优选放置1. 5小时后再测定其吸光度，会得到比较准 确的结果。加热易使丁二酮肟镍生成较大颗粒而沉淀，使结果偏低；在室温条件下丁二酮肟 与镍反应缓慢，在碱性条件下又会逐渐分解。因此，放置时间短，则溶液中镍离子未完全反 应至最终状态，而放置时间过长，则溶液不能一直保持稳定。应当理解，所述"放置"并非必 须为静置状态。
[0010] 具体地，可以采用分光光度法，以所述混合物的空白溶剂（如本领域技术人员所 容易理解的，所谓"空白溶剂"是指不加入被测物质，而仅仅加入相同的其他成分得到的混 合物；在此，空白溶剂具体是指相比于所要测定吸光度的混合物，不同之处在于不加入被测 物锌镍合金电镀溶液，其他组分，即酒石酸溶液、氢氧化钠溶液、过硫酸铵溶液、丁二酮肟和 氢氧化钠的混合溶液相同）为参比液，测定所述混合物的吸光度为A 1 ;然后通过以下途径 a)或途径b)获得所述混合物中的镍离子含量，其中途径a)为：配置浓度为P的镍标准溶 液，以所述镍标准溶液的空白溶剂为参比液，测定所述镍标准溶液的吸光度为A tl，则混合物 中镍离子的浓度为P Ni2+= P A1A0Vi (式1);途径b)为：配置一系列浓度的镍标准溶液， 分别以所述镍标准溶液的空白溶剂（同样，在此空白溶剂是指相比较于镍标准溶液，不同 之处在于不含有镍）为参比液，测定镍标准溶液的吸光度，并绘制镍标准溶液浓度和吸光 度之间的标准曲线，以所述混合物的吸光度A 1参照所述标准曲线，得到所述混合物的镍离 子含量。其中，镍标准溶液的溶剂可以是50体积％的硝酸溶液（硝酸与水等体积混合的溶 液）。容易理解，通过途径a)和b)直接获得的结果是所述混合物中的镍含量，再经过进一 步根据稀释过程进行简单的换算，可获知所要测量的锌镍电镀溶液中的镍含量。
[0011] 如前所述，含镍13%左右的锌镍合金层耐腐蚀性能比较高。也就是说，锌镍合金电 镀溶液在使用状态下，镍的浓度大约为13%。在本发明的分析方法中，优选将锌镍合金电镀 溶液进行稀释后再进行含量测定，稀释倍数可以为15-25倍，优选为20倍；酒石酸溶液的浓 度优选为15-25 8/1111，例如15、18、20、23、258/1111，优选为2(^/1111;氢氧化钠溶液的浓度优选 为5-15g/ml，例如5、8、10、12、15g/ml，优选为10g/ml ;过硫酸铵溶液的浓度优选为5-15g/ ml，例如5、8、10、12、15g/ml，优选为10g/ml ;丁二酮肟和氢氧化钠的混合溶液中丁二酮肟 的浓度优选为〇· 5-L 5g/ml，例如0· 5、0. 8、L 0、L 2、L 5g/ml，优选为L Og/ml ;氢氧化钠的 浓度优选为 5_15g/ml，例如 5、8、10、12、158/1111，优选为1(^/1111。
[0012] 在一些实施方案中，本发明的方法还包括氧化锌含量的测定步骤，包括向锌镍合 金电镀溶液中添加抗坏血酸、氨缓冲溶液、氰化钾溶液和氟化铵，摇匀，再加入铬黑T指示 齐U，甲醛溶液，并加入EDTA (乙二胺四乙酸的二钠盐）标准溶液滴定至溶液由酒红色变为蓝 色。
[0013] 在滴定过程中的反应为：
[0014] 终点时：
【权利要求】
1. 一种用于分析锌镍合金电镀溶液成分含量的方法，包括镍离子含量的测定步骤，所 述步骤包括向锌镍合金电镀溶液中添加酒石酸溶液、氢氧化钠溶液、过硫酸铵溶液、丁二酮 肟和氢氧化钠的混合溶液，然后在460-475nm的波长范围下测定得到的混合物的吸光度。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在测定吸光度之前，将得到的混合物放置 1-2. 5小时。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，混合物的放置时间为1-1. 5小时；吸 光度的测量波长为465-470nm。
4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，采用分光光度法，以所述混 合物的空白溶剂为参比液，测定所述混合物的吸光度为4 ;然后通过以下途径a)或途径b) 获得所述混合物中的镍离子含量，其中途径a)为：配置浓度为P的镍标准溶液，以所述镍 标准溶液的空白溶剂为参比液，测定所述镍标准溶液的吸光度为\，则混合物中镍离子的 浓度为P Ni2+= pA'Ad ;途径b)为：配置一系列浓度的镍标准溶液，分别以所述镍标准溶液 的空白溶剂为参比液，测定镍标准溶液的吸光度，并绘制镍标准溶液浓度和吸光度之间的 标准曲线，以所述混合物的吸光度4参照所述标准曲线，得到所述混合物的镍离子含量。
5. 根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，将锌镍合金电镀溶液用水 稀释15-25倍，优选20倍；酒石酸溶液的浓度为15-25g/ml，优选为20g/ml ;氢氧化钠溶液 的浓度为5-15g/ml，优选为10g/ml ;过硫酸铵溶液的浓度为5-15g/ml，优选为10g/ml ;丁 二酮肟和氢氧化钠的混合溶液中丁二酮肟的浓度为〇. 5-1. 5g/ml，优选为1. Og/ml ;氢氧化 钠的浓度为5-15g/ml，优选为10g/ml。
6. 根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括氧化锌含 量的测定步骤，包括向锌镍合金电镀溶液中添加抗坏血酸、氨缓冲溶液、氰化钾溶液和氟化 铵，摇匀，再加入铬黑T指示剂，甲醛溶液，并加入EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为 蓝色。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在氧化锌含量的测定步骤中还加入三乙 醇胺。
8. 根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，将锌镍合金电镀溶液用水稀释5-15 倍，优选10倍；所述氰化钾溶液的浓度为5-15g/ml，优选为10g/ml ;氨缓冲溶液的pH为 9-11，优选为10 ;甲醛溶液的浓度为50体积％ ;EDTA标准溶液的浓度为0. 02-0. 10m〇l/L， 优选为 〇· 〇5mol/L。
9. 根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括氢氧化钠 含量的测定步骤，包括向锌镍合金电镀溶液中添加 EDTA溶液，然后加入氯化钡溶液，再加 入酚酞指示剂，然后用盐酸标准溶液滴定至溶液红色消失。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将锌镍合金电镀溶液用水稀释5-15 倍，优选10倍；氯化钡溶液的浓度为5-15g/ml，优选为10g/ml ;EDTA溶液的浓度为 0· 02-0. 10mol/L，优选为0· 05mol/L ;盐酸标准溶液的浓度为0· 05-0. 20mol/L，优选为 0.10mol/L〇
【文档编号】G01N21/31GK104237221SQ201410495932
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】王昭飞, 何锡勇 申请人:四川九洲电器集团有限责任公司
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