锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱．但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成Zn（NH3）42+．回答下列问题：（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为____（用化学式表示）．（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式____．（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是____．①硫酸铝和氢氧化钠②硫酸铝和氨水③硫酸锌和氢氧化钠④硫酸锌和氨水（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式____．试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因____．
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锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱．但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成Zn（NH3）42+．回答下列问题：（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为Na[Al（0H）4]&（用化学式表示）．（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn（0H）4]+H2↑&．（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是①③④&．①硫酸铝和氢氧化钠&②硫酸铝和氨水③硫酸锌和氢氧化钠④硫酸锌和氨水（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式Al3++3NH3oH2O=Al（OH）3↓+3NH4+&．试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因可溶性锌盐与氨水反应产生的氢氧化锌可溶于过量的氨水中，生成Zn（NH3）42+，氨水的量不易控制&．
本题难度：较难
题型：填空题&|&来源：网络
分析与解答
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习题“锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱．但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成Zn（NH3）42+．回答下列问题：（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为____（...”的分析与解答如下所示：
（1）金属铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气；（2）锌和氢氧化钠的反应与金属铝和氢氧化钠的反应相似；（3）用相互滴加的实验方法时，如果所产生的实验结果不同，即可鉴别；（4）可溶性铝盐与氨水反应可以获得氢氧化铝沉淀，可溶性锌盐与氨水反应获得氢氧化锌沉淀可以溶于过量的氨水中．
解：（1）属铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，溶液中铝元素的存在形式为Na[Al（0H）4]，故答案为：Na[Al（OH）4]；（2）根据题干信息得锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn（0H）4]+H2↑，故答案为：Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn（0H）4]+H2↑；（3）①硫酸铝中加氢氧化钠，先出现沉淀，然后沉淀消失，然后又出沉淀，向氢氧化钠中加硫酸铝没有现象，故用相互滴加的实验方法可以鉴别；②硫酸铝和氨水不管是谁往谁中相互滴加是现象均是出现白色沉淀，用相互滴加的实验方法不可以鉴别；③往硫酸锌中加氢氧化钠时，会出现白色沉淀，向氢氧化钠中加硫酸锌时，无现象，故用相互滴加的实验方法可以鉴别；④往硫酸锌中加氨水时，会出现白色沉淀，向氨水中加硫酸锌时，无现象，故用相互滴加的实验方法可以鉴别；故答案为：①③④；（4）可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式为：Al3++3NH3oH2O=Al（OH）3↓+3NH4+，在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌，因为可溶性锌盐与氨水反应产生的氢氧化锌可溶于过量的氨水中，生成Zn（NH3）42+，氨水的量不易控制．故答案为：Al3++3NH3oH2O=Al（OH）3↓+3NH4+；可溶性锌盐与氨水反应产生的氢氧化锌可溶于过量的氨水中，生成Zn（NH3）42+，氨水的量不易控制．
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铝的化学性质
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与“锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱．但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成Zn（NH3）42+．回答下列问题：（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为____（...”相似的题目：
（2011秋o珠海期末）下列物质组合中，既能和强酸反应又能和强碱反应的是（　　）①Al&&&&&&&&&&②AlCl3&&&&&&&③Al（OH）3&&&&&&④NaHCO3．①②③④②③④①③④①②④
Jerry&Woodall教授在实验室中，清洗一个含有液态镓、铝合金的坩埚时，偶然地发现当液态合金中的铝与水接触时，它们之间发生了反应，使水爆裂开，并产生氢气和铝的氧化物，镓在反应中不被消耗．下列说法正确的是（　　）铝元素、镓元素均位于第ⅢA族上述现象说明铝的还原性比镓强铝与水反应的离子方程式：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑与水反应生成的铝的氧化物，在高温下熔融，用氢气还原可制得铝
把a&g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH&溶液．过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为a&g，则原合金中铁的质量分数为&&&&70%52.4%47.6%30%
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1用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成．（1）Al的原子结构示意图为&&&&；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为&&&&．（2）30Si原子的中子数为&&&&，SiO2的晶体类型为&&&&．（3）Al3+与Yn-的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是&&&&．（4）焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是&&&&．（5）经处理后的熔渣36.0g（仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2）加入足量稀盐酸，分离得到11.0g固体，滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4g固体．则此熔渣中Al2O3的质量分数为&&&&．
2下列说法正确的是（　　）
3下列说法中，正确的是（　　）
该知识点易错题
1下列说法正确的是（　　）
2下列说法中，正确的是（　　）
3下列有关铝元素反应的化学方程式，不正确的是（　　）
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专利名称低浸蚀碱性锌酸盐组合物与锌酸化铝的方法
技术领域本发明涉及铝的锌酸化(Zincating)与锌酸化铝(Zincatedaluminum)的金属镀敷，更特别涉及为锌酸化铝提供一种金属镀敷预处理方法，以提供一种镀敷后具有平滑度和铝基片尺寸完整性的镀敷铝产品并使镀敷产品的产率得以提高。
一般而言，在典型的金属镀敷铝的方法中，首先应清洗研磨过的铝基片以除去尘埃，润滑脂和油等，然后再进行浸蚀以提供适合粘附锌酸盐涂层的基片表面。然后用硝酸对浸蚀过的基片进行去污以除去表面氧化铝，此铝基片被锌酸化并随后进行金属镀敷。对于存储盘来说，要先镀敷一层无电顺磁镍镀层，然后用溅射的钴或其他磁性层进行抛光。一般使用双锌酸盐法，其中用硝酸剥离第一层锌酸盐层，然后在铝基片上涂上第二层锌酸盐。传统方法中所用的侵蚀性溶液化学浸蚀了铝基片且通常有害地影响了基片与成型镀敷产品的尺寸完整性，另外还增加了表面粗糙度。
与当前金属镀敷铝加工方法有关的另一个问题是由用于平滑铝基片的研磨方法造成的。在研磨过程中，清洁剂通常会残留在基片表面上。研磨过的基片一般要随后做退火处理，残留在表面的清洁剂会与基片内的金属互化物进行反应并与空气、周围气氛和湿汽一起形成金属氧化物。其中一些氧化物不能用现有的化学方法有效去除，而且还增加了表面的粗糙度。
正如对所有的工业方法一样，人们希望改进这一方法的各个步骤以加强金属镀敷铝方法的整体效率。人们还特别希望有可能删减加工步骤，因为这将直接降低方法的成本和完成金属镀敷过程所需要的时间。由于与铝基片接触的化学溶液减少，最终产品的平滑度也可以得到改进。
在一种存储盘的应用中，在锌酸化铝上镀敷了一层无电镍磷(ENP)顺磁次层，其可作为铁磁材料(即钴、钴镍铬等)薄层的基底，铁磁材料薄层是以溅射方式镀上的。按重量计磷超过9％的ENP镀层在刚镀敷上时是顺磁性的，但是在大约290℃以上时，这些沉积层失去了它们的无定形结构并且变成了铁磁性的。在溅射过程中，温度可升高到310℃的数量级，而在升高的温度下就需要有更加热稳定的ENP沉积层。在这里“ENP”是指含有9％以上重量磷的无电镍沉积层，但是本发明可以采用其他金属如铜等用于锌酸化铝基片的金属镀敷。
存储盘工业要求ENP沉积层基本上保持为非磁性，例如低于5高斯(0.4emu/cc)且优选的是保持在其低于2高斯(0.2emu/cc)的原有水平，因为如该沉积层是铁磁性的，它就会减弱信号并增加噪声，从而干扰读/写方式。
这一要求已经受到业内人士注意并且有人发表了一些文章，建议改进ENP镀液或合金组分以增强所镀ENP的顺磁性能。美国专利5,437,887公开了一种沉积热稳定ENP顺磁层的改进方法，该专利转让给了本申请的受让人。在这种无电镍镀液中使用了有效量的锑和/或镉以提供增强的热稳定性。
虽然存储盘的制造需要ENP膜的顺磁热稳定性，但是存储盘和其他金属镀敷的锌酸化铝基片的工业要求也一直在变化，对铝金属镀敷装置提出了更加严格的要求。金属镀敷的表面粗糙度对于镀敷装置来讲历来是重要的，为了获得高磁密度，在存储盘的制造中表面粗糙度也是特别重要的考虑，其中，在表面积相同的情况下，平滑表面的存储盘可以获得比粗糙表面更多的存储。相似地，金属镀敷的平滑度对于许多产品如压缩机叶片和电接插件也同样是重要的。
例如，用于制造存储盘的铝基片以前具有的粗糙度大约为1,500埃。现在，铝基片在制成存储盘之前已被研磨至60埃或更低的表面粗糙度。人们希望在镀ENP的成型存储产品上也能保持这种低粗糙度，不过，正如上面所指出的，这种加工方法涉及一种多方面的预处理方法以制备出适合镀敷的铝表面。这种预处理方法一般会使表面粗糙化，这是由于采用了侵蚀性的浸蚀剂和/或锌酸化溶液，锌酸化溶液会沉积很厚的、不均匀的锌酸盐层。
考虑到现有技术的这些问题与缺陷，本发明的一个目的是提供一种锌酸化铝基片的金属镀敷方法。
另一目的是提供一种制造铝基片存储盘的方法，其中，镀在锌酸化铝上的无电镍一磷(ENP)顺磁镀层由于盘的预处理而增强了顺磁热稳定性。
本发明的另一目的是提供金属镀敷过的铝基片，包括采用本发明的方法制造的存储盘。
在本发明的进一步目的中，提供了一种非侵蚀性的低铝浸蚀方法以浸蚀铝基片，包括用于存储盘的铝基片，以制备出适合锌酸化的表面。
本发明的另一目的是提供一种非侵蚀性低铝浸蚀组合物以浸蚀一种铝基片，包括用于存储盘的铝基片，以制备出适合锌酸化的表面。
本发明的另一目的是提供采用本发明的浸蚀法制成的浸蚀铝基片，此种铝基片可直接用于锌酸化。
提供一种锌酸化铝基片的方法是本发明的另外一个目的，所括用于存储盘制造的铝基片。
本发明的另一目的是提供一种锌酸化铝基片的组合物，包括用于存储盘制造的铝基片，以制备出适合金属镀敷的铝基片。
提供锌酸化组合物和方法是本发明的进一步的一个目的，其可使铝基片在镀敷后增强平滑度和尺寸完整性，同时，提高了镀敷产品的产率。
本发明的另一目的是提供铝基片，包括采用本发明的方法与锌酸化组合物制成的、用于存储盘制造的铝基片。
由下述详细内容可知本发明的其他目的与优点。
为了方便，下述内容将针对铝基片的金属镀敷、铝基片的双锌酸化和无电镍磷镀液，不过，本领域的技术人员非常清楚，可以使用其他的适用金属和金属镀液，采用本发明的浸蚀剂、锌酸化组合物和方法就可以制造金属镀敷的铝基片部件，包括存储盘。
上述的与其他的目的是通过本发明得以实现的，对于本领域的技术人员来说这些目的是显而易见的，在第一个方面，本发明涉及一种金属镀敷铝基片的方法，其包括将清洁过且浸蚀过的铝基片与含水锌酸化组合物接触一段有效时间，以在铝基片上形成锌酸盐涂层；按g/l计，锌酸盐组合物包括NaOH数量为大约50至饱和，优选的是100至170，最优择的是120至160；ZnO数量为大约5至50，优选的是10至30，最优选的是10至15；一种螯合剂，优选的是罗谢尔盐，为有效螯合量，例如大约5至200，优选的是20至100，最优选的是65至85；NaNO3数量为大约0.01至10，优选的是大约1至10，最优选的是1至3；和Fe+3数量为大约0.15至0.5，优选的是0.2至0.4，最优选的是0.2至0.3，例如0.26；和用一种金属镀敷液，例如无电镍磷镀液，金属镀敷锌酸化铝基片以在锌酸化铝表面上形成顺磁性镍磷沉积层。
在本发明的进一层面，采用双锌酸盐法对上述金属镀敷铝基片的方法进行了改进，其中，在第一锌酸化步骤之后，用一种酸，比如硝酸来除去锌酸化层，然后，剥离后的铝基片再与含水锌酸盐组合物接触以形成一种锌酸化铝表面。在两个锌酸化步骤中，优选的是使用本发明的锌酸化镀液。正是在这个锌酸化铝表面上随后进行了金属镀敷。
在本发明的进一层面，采用一种特殊的浸蚀组合物以去除表面氧化物并浸蚀基片表面，以此来改进上述金属镀敷铝基片的方法。按体积计，优选的浸蚀液包括HNO3数量大约为2至12，优选的是5至8；H2SO4数量大约为1至15，优选的是2至6；和H3PO4数量为1至10，优选的是2至4。
在本发明的深一层面，本发明提供了金属镀敷的铝基片，例如存储盘，其是采用本发明的上述方法，采用本发明的锌酸盐组合物和/或采用本发明的浸蚀组合物制做的。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种浸蚀铝基片的方法与组合物以制备出适合锌酸化的表面，包括用于制造存储盘的一种铝基片，其包括采用一种浸蚀组合物浸蚀一种铝基片，优选的是以有效时间清洁过的铝基片，按体积计，该组合物包括HNO3数量大约为2至12，优选的是5至8；H2SO4数量大约为1至15，优选的是2至6；和H3PO4数量为1至10，优选的是2至4。
在本发明的深一层面，本发明提供了浸蚀过的铝基片，其是采用本发明的浸蚀方法和浸蚀组合物制做的。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种用于锌酸化铝基片的方法与组合物，包括用于制造存储盘的一种铝基片，其包括将清洁过并浸蚀过的铝基片与含水锌酸化组合物接触一段有效时间，以在铝基片上形成锌酸盐涂层，以g/l计，该锌酸盐组合物包括NaOH数量为大约50至饱和，优选的是100至170，最优择的是120至160；ZnO数量为大约5至50，优选的是10至30，最优选的是10至15；一种螯合剂，优选的是罗谢尔盐，为有效螯合量，例如大约5至200，优选的是20至100，最优选的是65至85；NaNO3数量为大约0.01至10，优选的是大约1至10，最优选的是1至3；和Fe+3数量为大约0.15至0.5，优选的是0.2至0.4，最优选的是0.2至0.3，例如0.26；和在本发明的另一方面，本发明提供了已经被锌酸化的铝基片，其是用本发明的锌酸盐方法与锌酸盐溶液完成锌酸化的。实现本发明的方式采用单、双与三锌酸盐法制备出用于金属镀敷的铝，这在本领域中是众所周知的。一般来说，采用本发明的方法与组合物可以处理任何铝和铝合金。这些铝可以是锻压的或是铸造的。用于存储盘的铝合金一般是锻压的，包括5D86和FFX276。
尽管采用特定的锌酸盐和双锌酸盐预处理法以金属镀敷铝，可能因被处理的铝合金和预定结果不同而有所差异，工业内使用的典型的锌酸化方法可列出如下，且应当明白每一加工步骤之后一般都要采用水淋洗。
第一步通常是清洁铝表面的润滑脂和油，任何适用的碱性或酸性的非浸蚀性清洁剂均可使用。适用的清洁剂是非硅酸化的温和的碱性清洁剂和一种硅酸化的温和的碱性清洁剂，这两种清洁剂都是在49℃-66℃温度范围内使用的，时间为1-5分钟。
然后，采用传统的浸蚀剂对清洁过的铝基片进行浸蚀。不过，本发明的一个特别优选的特点是采用本发明的浸蚀组合物。传统的浸蚀剂或是酸性的或是碱性的。一般优选的是酸性的浸蚀剂，特别是当表面尺寸、公差和基片完整性非常重要的时候。这些浸蚀剂都是在升高的温度下使用的，大约为49℃至66℃，时间为1至3分钟。
按体积计，本发明的浸蚀剂溶液组成包括HNO3数量为大约2至12，优选的是5至8；H2SO4数量为大约1至15，优选的是2至6；和H3PO4数量为大约1至10，优选的是2至4。
按照常规的作法，存储盘铝合金的去污是采用HNO3溶液(例如按50％体积)或HNO3与H2SO4的混合物进行的。其他铝合金用的典型去污溶液包括25％体积的H2SO4、50％体积的HNO3和NH4F4，且一般是在25℃下使用的，时间为1至2分钟。
本发明的一个重要特点是，当采用本发明的浸蚀剂浸蚀铝基片时就不再需要对铝基片进行去污。现已发现，与传统的浸蚀剂相比，采用本发明的浸蚀组合物浸蚀铝基片时可以减少出气量，从环境与安全的角度看，这一点都是重要的。传统的浸蚀剂由于其出气量的原因通常需要除气器和通风设备。
至此，可以在浸蚀过(且去污过，如有必要)的铝基片上镀敷锌酸盐涂层，包括将此铝基片浸入锌酸盐镀液中，如绍伯斯特若(Saubestre)在美国专利3,216,835中所述。锌酸化镀液被公开于D.S.拉施摩尔(D.S.Lashmore)在1980年1月发表的“铝上的浸渍涂层”，第37-41页；S.G.罗伯特逊(S.G.Robertson)与I.M.里奇(I.M.Ritchie)发表的“Fe(Ⅲ)和酒石酸在锌酸盐浸渍法镀敷铝中的作用”，西澳大利亚莫道克(Murdock)大学湿法冶金帕克(Parker)合作研究中心A.J.,第799-804页，日收稿，日修改；和W.G.泽莱(W.G.Zelley)发表的“浸渍锌涂层在铝上的形成”，第328-333页，论文在蒙特利尔会议之前准备投送，-30。
本发明的锌酸盐镀液包括一种碱金属氢氧化物(例如NaOH)，一种锌盐(比如氧化锌，硫酸锌等)，一种螯合剂，优选的是罗谢尔盐，NaNO3和Fe+3,Fe+3通常获自FeCl3盐。FeSO4和Fe2(SO4)3和其他适用的盐也可以使用。
现已发现，当采用本发明的锌酸盐组合物时，镀在锌酸盐涂层上的无电镍磷涂层的顺磁热稳定性得到了增强。尽管不希望被任何理论所束缚，但还是假设镀液中各组分的组合与浓度一起提供了增强顺磁热稳定性的效应。因此，在与一种螯合剂如罗谢尔盐的组合中所用的NaNO3和数量上加以控制的Fe+3离子提供了这种增强效应。现有技术中采用大量铁离子的锌酸化镀液，如前面泽莱所公开的，不适于用作本发明的锌酸化镀液。已经发现，应当采用的铁离子量要少于泽莱的0.7g/l，一般来说应当少于0.5g/l，比如0.15g/l至0.5g/l，优选的是0.2g/l至0.4g/l，最优选的是0.2g/l至0.3g/l，例如0.26g/l。因为其业已证明的效率，0.26是特别优选的。
罗谢尔盐是一种含有盐的酒石酸，其优选地用于螯合和溶解铁离子，使用时要超过螯合量，约5g/l至200g/l，优选的是20g/l至100g/l，最优选的是65g/l至85g/l。其他适合的螯合剂，如乙酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、马来酸盐等也可以使用，不过，因为其业已证明的效率，罗谢尔盐是特别优选的。NaNO3的使用量是大约0.01g/l至10g/l，优选的是1g/l至10g/l，最优选的是1g/l至3g/l。已经发现，铁离子对于锌酸化镀液特别重要，其与NaNO3一道使应用此镀液形成的锌酸盐膜增强了其性能。如上指出，锌酸盐膜为存储盘的ENP涂层提供了一种基底，所述存储盘具有增强的顺磁热稳定性。本发明的锌酸盐镀液也是一种非侵蚀性的镀液且能够保持铝基片表面的平滑度和尺寸完整性。已经发现，此镀液具有长使用寿命并能提供良好金属涂层粘附性。所述锌酸化镀液更进一步的另一个特点是其可用于任何一种铝基片并仍能提供此镀液具有的增强效果。已经发现，当本发明的锌酸化镀液与本发明的浸蚀组合物一起使用时，其可以更高的产率提供可接受的金属镀敷铝基片。
一般来说，双锌酸盐法包括将铝基片浸入一种稀锌酸盐镀液一定时间，优选的是35至60秒，随后是一次彻底的冷水淋洗，在25℃下的硝酸(如50％体积)中进行一次锌酸盐剥离操作，时间为1分钟，又一次冷水淋洗，在镀液中做第二次锌酸盐浸渍，优选的条件是25℃和15至90秒，随后做另一次水淋洗。制作存储盘时，第二次锌酸盐镀液的使用时间约15至40秒。
用于剥离第一锌酸盐涂层的硝酸溶液一般是一种50％体积的溶液，其浓度范围一般为大约350g/l至600g/l，优选的是约450g/l至550g/l。所述硝酸溶液可以含有或不含有铁离子，如美国专利5,141,778所示，且可以在任何适当的温度下使用，通常是大约20℃至25℃，或更高的温度，优选的是21℃至23℃。浸渍时间可以在大约30秒至90秒之间变化，优选的是大约40秒至60秒。
尽管任何适用的金属都可以镀敷在锌酸盐涂过的铝上，但下面的说明还是特别针对一种顺磁性无电镍磷涂层，因为其在存储盘制造方面具有商业重要性。
用于镀敷镍涂层的无电镍镀敷组合物在本领域中是众所周知的，镀敷方法与组合物在许多出版物中均有描述，如美国专利2,935,425, 3,338,726, 3,597,266, 3,717,482, 3,915,716,4,467,067, 4,466,233和4,780,342。可用于沉积镍及其合金的其他有用组合物公开于1992年发行的“金属抛光入门与指南”第90卷第1A期第350-360页。每一篇外国专利与出版物均作为参考收录其中。
一般来说，ENP沉积溶液包含至少四种溶于一种通常是水的溶剂的成分。这些成分是(1)一种镍离子源，(2)一种次磷酸盐还原剂，(3)一种酸或一种氢氧化物pH调节剂，其提供所需要的pH值和(4)一种金属离子的配位剂，其足以防止金属离子在溶液中沉淀。在上述指明的出版物中，已介绍了数目众多的可用于ENP溶液的适用配位剂。本领域的技术人员应当理解，镍或者被镀敷的其他金属通常是采取合金形式的并与其他材料一起存在于镀液中。因此，如果使用次磷酸盐作为还原剂，沉积层将含有镍和磷。相似地，如果使用一种胺甲硼烷，则沉积层中将含有镍和硼，如前面美国专利3,953,654所示。因此，术语“镍”的使用包括了与其正常沉积的其他元素。
镍离子可以通过任何可溶性盐来提供，比如硫酸镍、氯化镍、乙酸镍及其混合物。镍离子在溶液中的浓度可在大范围内变化，大约是0.1g/l至60g/l，优选的是2g/l至50g/l，例如，4g/l至10g/l。
还原剂优选的是次磷酸盐离子，特别是在制造存储盘时，其可以通过任何适用的来源提供给镀液，例如，次磷酸钠、次磷酸钾、次磷酸铵和次磷酸镍，次磷酸钠是优选的。还原剂的浓度一般是过量的，其足以还原镀液中的镍离子。以钠盐形式提供的次磷酸离子浓度一般是10g/l至30g/l。
ENP镀液通常是酸，此镀液的pH值为大约4至6，优选的是4.2至4.8。
配位剂可以从范围颇广的各种材料中选取，如含有阴离子的乙酸盐、柠檬酸盐、甘醇酸酯、乳酸盐、马来酸盐、次磷酸盐、连二磷酸盐和酒石酸等，这些盐类的混合物也是适用的。根据阴离子的不同，配位剂的浓度可在大范围内变化，例如，大约1g/至300g/l，优选的是大约5g/l至50g/l。
无电镍镀液也可以含有其他的本领域内已知的成分，如缓冲剂、镀液稳定剂、速率促进剂和增亮剂等。
本发明的目的在于铝基片的预处理，采用本发明的方法与预处理组合物，然后使用一种镀敷液，如一种ENP镀敷液，来镀敷预处理过的基片。对于存储盘来说，为了在锌酸化铝基片上镀敷薄层热顺磁稳定的ENP涂层，甚至是预定厚度的涂层，含有数量为大约0.1至20ppm或更高的锑离子和/或镉离子的一种ENP镀液是优选使用的，如前面美国专利5,437,887中所公开的。
已经发现，本发明的方法提供了一种ENP镀敷的铝基片，其中ENP在比如溅射操作中受热后，保持其原有其顺磁性质的能力已得到增强，所述溅射操作是利用钴或其他磁性材料的抛光层涂敷存储盘。重要的是ENP镀敷应当基本上保持顺磁性，特别是完成了金属化的铝基片部件应可以在290℃以上的温度下暴露大约12分钟后仍保持预定的磁性，一般是在大约300℃至315℃下暴露大约5至10分钟。
如上指出，锌酸盐镀敷的铝部件可以用任何适用的金属镀敷液比如无电镍或铜镀液进行镀敷，直至预定的最终厚度。优选的是将部件浸入一种金属镀液中以镀上很薄的(触击电镀)涂层，其足以为最后的金属镀敷的厚沉积层提供一种适当的基底，最后的金属镀敷采用不同的无电镍镀液。薄基底涂层的厚度范围一般是大约3微米或更高，1.5至2.3微米是优选的。15秒至15分钟的浸渍时间通常可提供预定的涂层，这取决于镀液参数。大约20℃至沸腾的温度范围，例如82℃至93℃，是可以采用的。优选的范围是大约85至89℃。对于存储盘来说，一般是不用触击电镀层(strike coating)的。
当使用触击电镀层时，下一步就是完成镍镀敷以达到预定的厚度和物理特性，包括将镍涂敷过的部件浸入另一种金属镀敷液(其可以是任何传统的镀液)，此镀敷液保持在20℃至100℃的温度范围内，优选的是82℃至93℃，例如，85℃至89℃。可以使用高达130微米或以上的厚度，在大多数应用中使用的厚度范围是12微米至25或50微米。对于存储盘来说，ENP镀层一般是约10至14微米。当使用触击电镀液方法时，优选的作法是在将触击电镀过基片浸入下一个镀敷液之前不用清水淋洗该基片。
本领域的技术人员应当理解，许多因素可以影响镀敷的速率，包括(1)镀敷溶液的pH值，(2)还原剂的浓度，(3)镀敷液的温度，(4)可溶性镍的浓度，(5)镀液体积与被镀面积的比率，(6)可溶性氟化物盐(速率促进剂)的存在和(7)润湿剂和/或老化剂的存在，现仅提供上述参数以为实践本发明的一般指导。
现在，假设存储盘上ENP沉积层的热顺磁稳定性和锌酸化镀液的其他优点，均源于铝界面与含有NaNO3的锌酸化镀液间的起始相互作用，数量加以控制的Fe3+，和有效数量的螯合剂，优选的是罗谢尔盐。这个沉积层是通过锌优先置换铝并与铁共沉淀而获得的，而这个新的锌酸盐界面就成了ENP沉积的活性区。锌膜提供了一种保护性表面以防止铝基片的再氧化。
本发明的组合物与方法将会由下述具体实例得到更为充分的说明，这些实例是说明性而绝非限定性的，实例中的份数与百分数均按重量计，温度按℃，除非另有说明。
采用下列比较方法，对铝基片进行了双锌酸化并用ENP镀液做了镀敷(每一步骤之后均用冷水进行一次淋洗)(1)在60℃下浸入一种碱性清洁剂中，时间为5分钟；(2)在60℃下浸入如下说明的一种浸蚀剂中，时间为1分钟；(3)在25℃下浸入锌酸盐溶液，时间为38秒；(4)在25℃下浸入体积为50％的硝酸中，时间为1分钟；(5)在25℃下浸入锌酸盐溶液，时间为18秒；(6)在84℃至87℃(pH值为4.3-4.4)下浸入一种按g/l计，含有5.8镍离子，22次磷酸离子，3.5乳酸，12苹果酸和添加剂的ENP镀液，时间为150分钟。
按体积计，本发明的浸蚀剂含有2.2％H3PO4,2.8％H2SO4和6.3％HNO3。
按体积计，传统的浸蚀剂含有4.5％H3PO4和5.5％H2SO4。
按g/l计，锌酸化溶液含有144 NaOH，21 ZnO，7.5葡糖酸钠，6.9水杨酸和0.555Fe+3，以及添加剂。
为每一种浸蚀剂评价了镀敷过的基片，平均结果示于下面表1中。每个样品测试6次，每一数值均以埃表示。
上述数值是用一种白光测平仪测定的，型号为Zygo New View2000，采用了5微米双向扫描和具有2倍图像放大的10倍密劳(Mirau)物镜。
Imax是最大输入；Ia是平均输入；Wmax是最大波度；
Wa是平均波度Rmax是最大粗糙度；Ra是平均粗糙度结果表明，与使用传统的浸蚀剂相比，当使用本发明的浸蚀剂方法时，无电镍沉积层的平均表面粗糙度降低39％，平均波度降低35％和平均输入降低41％。实例2将铝基片切割成小片并做如下处理1)在60℃下浸入非硅酸化的碱性清洁剂中，时间为5分钟；2)在60℃下浸入按体积计，含有4.5％H3PO4和5.5％H2SO4的浸蚀剂中，时间为1分钟；3)在25℃下浸入50体积％的硝酸中，时间为1分钟；4)在25℃下浸入如下标明的一种锌酸盐镀液中，时间为36秒；5)在25℃下浸入50体积％的硝酸中，时间为1分钟；和6)在25℃下浸入如下标明的一种锌酸盐镀液中，时间为15秒。
*按g/l计，NaOH为150，罗谢尔盐为80，ZnO为10，NaNO3为1和Fe+3为0.256,Fe+3是以FeCl3形式加入的。
按g/l计，传统的锌酸盐包括144 NaOH，21 ZnO，7.5葡糖酸钠，6.9水杨酸和0.555Fe+3，以及添加剂。
结果表明，采用本发明的锌酸盐组合物，铝基片上的锌酸盐沉积层更薄、更平滑且波纹更小。实例3将铝基片切割成小片并做如下处理1)在60℃下浸入非硅酸化的碱性清洁剂中，时间为5分钟；2)在60℃下浸入按体积计，含有4.5％H3PO4和5.5％ H2SO4的浸蚀剂中，时间为1分钟；
3)在25℃下浸入体积为50％的硝酸中，时间为1分钟；4)在25℃下浸入如下标明的一种锌酸盐镀液中，时间为36秒；5)在25℃下浸入体积为50％的硝酸中，时间为1分钟；和6)在25℃下浸入如下标明的一种锌酸盐镀液中，时间为15秒；7)在88℃(pH4.2)下用一种ENP镀液进行镀敷，时间为150分钟，按g/l计，所述镀液含有6镍离子，30次磷酸盐离子，4.5琥珀酸，24苹果酸和11乳酸，以及添加剂。对这些部件的二分之一进行了镀敷。
对总共32次实验进行了1/2因子统计程序。锌酸盐的组成变化如下(按g/l计)高低罗谢尔盐7525*Fe+30.42
0.21NaOH220
135ZnO 3010水杨酸
1 0*Fe+3是以FeCl3·6H2O形式添加的。
第二次锌酸盐涂层的平均粗糙度(Ra)和镀敷过的基片平均粗糙度(Ra)是用一种白光测平仪测定的，其型号为Zygo New View 2000，采用了5微米双向扫描1和具有2倍的范围放大的10倍密劳(Mirau)物镜。
结果表明硝酸钠在锌酸盐镀液中存在的必要性，因为这种锌酸盐涂层的平滑度比镀液中无硝酸钠时要高出50％。同样，为了增加锌酸盐涂层的平滑度以及金属镀敷的平滑度，也需要较高含量的罗谢尔盐。为了提供平滑的金属镀敷，Fe+3在所述镀液中是优选的，其含量在0.2g/l至0.4g/l之间。实例4采用下列比较方法，对铝基片进行了双锌酸化并用ENP镀液做了镀敷(每一步骤之后均用冷水进行一次淋洗)(1)在60℃下浸入一种碱性清洁剂中，时间为5分钟；(2)在60℃下浸入一种按体积计，含有2.2％H3PO4,2.8％H2SO4和6.3％HNO3的浸蚀剂中，时间为1分钟；(3)在25℃下浸入如下标明的锌酸盐溶液，时间为38秒；(4)在25℃下浸入50体积％的硝酸中，时间为1分钟；(5)在25℃下浸入如下标明的锌酸盐溶液，时间为18秒；(6)在84℃至87℃(pH值为4.3-4.4)下浸入一种按g/l计，含有5.8镍离子，22次磷酸离子，3.5乳酸，12苹果酸和添加剂的ENP镀液，时间为150分钟。
按g/l计，本发明的锌酸盐溶液A含有135 NaOH，10 ZnO，75罗谢尔盐，1 NaNO3和0.206 Fe+3。
除了Fe+3的含量为0.306外，本发明的锌酸盐溶液B含有相同于溶液A的组分与含量。
在基片上进行了粘附性试验，包括(1)划一截面线，粘上粘带并拉此粘带；(2)弯成180度，粘上粘带并拉此粘带；和(3)用带锯割口，粘上粘带并垂直拉此粘带。
在锌酸盐溶液A中锌酸化的样品通过了试验(3)，但在试验(1)和(2)中增大了粘附性损失。在锌酸盐溶液B中锌酸化的样品通过了所有三个试验，表明较高含量0.306的Fe+3对粘附性有增强效应。实例5按如下步骤金属镀敷铝基片1)在60℃下浸入一种碱性清洁剂中，时间为3分钟；2)在60℃下浸入一种按体积计，含有4.5％H3PO4和5.5％H2SO4的浸蚀剂中，时间为1分钟；3)在25℃下在50体积％的硝酸中去污，时间为1分钟；4)在25℃下浸入如下标明的锌酸盐组合物中，时间为38秒；5)在25℃下浸入50体积％的硝酸中，时间为1分钟；6)在25℃下浸入如下标明的锌酸盐组合物中，时间为38秒；和7)在88℃(pH值为4.48)下用一种按g/l计，含有5.8镍离子，22次磷酸离子，3.5乳酸，12苹果酸和添加剂的无电镍磷镀液进行镀敷，时间为135分钟。
所得结果如下
*按g/l计，NaOH为150，罗谢尔盐为80，ZnO为10，NaNO3为1和Fe+3为0.256，Fe+3是以FeCl3形式加入的。
按g/l计，传统的锌酸盐溶液含有144 NaOH，21 ZnO，7.5葡糖酸钠，6.9水杨酸和0.555 Fe+3以及添加剂。
结果表明，当使用本发明的锌酸盐镀液锌酸化时，在原法镀敷的和在310℃下置放1小时的铝基片上所镀的ENP具有增强的顺磁性能。在300℃下和290℃下置放高达1小时的时间，也获得了相似的增强的顺磁性能。在传统镀液中Fe+3含量为0.555g/l，这表示较高的顺磁性能。实例6在工业金属镀敷生产线上重复实例5，不同之处在于用本发明的锌酸盐组合物锌酸化的铝基片也是用本发明的浸蚀剂浸蚀的，按体积计，所述浸蚀剂含有2.2％ H3PO4，2.8％ H2SO4和6.3％ HNO3。使用传统方法的生产率是71％。与其形成鲜明对比的是采用本发明方法的生产率为84％。
尽管本发明在认为最实际和优选的实施方案中已做出了说明与描述，还应当认识到在本发明的范围内仍然有可能有许多改变，因此，附加的权利要求概括了等效物的整个范围。
至此，已经描述了本发明，特提出如下权利要求。
1．一种金属镀敷铝基片的方法，包括将一种清洁过并浸蚀过的铝基片与一种含水锌酸化组合物接触一段有效时间，以在铝基片上形成锌酸盐涂层，按g/l计，所述锌酸盐组合物包括NaOH数量为大约50至饱和；ZnO数量为大约5至50；Fe+3数量为大约0.15至0.5；一种螯合剂，其数量可有效螯合所述Fe+3；和NaNO3数量为大约0.01至10；和金属镀敷锌酸化的铝基片。
2．权利要求1的方法，其中在锌酸化步骤之后，使锌酸盐层与硝酸接触，然后再与锌酸化组合物接触一段有效时间，以在铝基片上形成锌酸盐涂层。
3．权利要求1的方法，其中螯合剂是罗谢尔盐。
4．权利要求3的方法，其中按g/l计，锌酸化组合物包括大约100至170 NaOH，10至30 ZnO，20至100罗谢尔盐，1至10 NaNO3和0.2至0.3Fe+3。
5．权利要求4的方法，其中铝基片是采用一种浸蚀溶液浸蚀的，按体积计，所述浸蚀溶液包括HNO3数量为大约2至12；H2SO4数量为大约1至15；和H3PO4数量为大约1至10。
6．一种采用权利要求1的方法制造的金属镀敷的铝基片。
7．一种采用权利要求2的方法制造的金属镀敷的铝基片。
8．一种采用权利要求4的方法制造的金属镀敷的铝基片。
9．一种采用权利要求5的方法制造的金属镀敷的铝基片。
10．一种浸蚀铝基片以制备适合锌酸化的表面的方法，包括用一种浸蚀组合物在有效时间内浸蚀铝基片，按体积计，所述浸蚀液包括HNO3数量为大约2至12；H2SO4数量为大约1至15；和H3PO4数量为大约1至10。
11．一种浸蚀铝基片以制备出适合锌酸化的表面的组合物，按体积计，所述组合物包括HNO3数量为大约2至12；H2SO4数量为大约1至15；和H3PO4数量为大约1至10。
12．一种采用权利要求10的方法浸蚀的铝基片。
13．一种采用权利要求12的铝基片制作的存储盘。
14．一种锌酸化铝基片的方法，包括将一种清洁过并浸蚀过的铝基片与一种含水锌酸化组合物接触一段有效时间，以在铝基片上形成锌酸盐涂层，按g/l计，所述锌酸盐组合物包括NaOH数量为大约50至饱和；ZnO数量为大约5至50；Fe+3数量为大约0.15至0.5；一种螯合剂，其数量可有效螯合所述Fe+3；和NaNO3数量为大约0.01至10。
15．权利要求14的方法，其中螯合剂是罗谢尔盐。
16．权利要求15的方法，其中按g/l计，制成的组合物包括大约100至170 NaOH，10至30 ZnO，20至100罗谢尔盐，1至10 NaNO3和0.2至0.3Fe+3。
17．一种锌酸化铝基片以制备出适合镀敷的铝基片的组合物，按g/l计，所述组合物包括NaOH数量为大约50至饱和；ZnO数量为大约5至50；Fe+3数量为大约0.15至0.5；一种螯合剂，其数量可有效螯合所述Fe+3；和NaNO3数量为大约0.01至10。
18．权利要求17的组合物，其中螯合剂是罗谢尔盐。
19．一种采用权利要求14的方法锌酸化的铝基片。
20．一种采用权利要求15的方法锌酸化的铝基片。
提供了一种锌酸化铝基片以在其上进行金属镀敷的方法,其中镀敷过的铝产品具有平滑度,尺寸完整性和已得到提高的镀敷产品产率。所述基片也使应用于存储盘产品的ENP涂层的顺磁热稳定性得以增强。一种锌酸盐镀液,其含有作为添加剂的Fe
文档编号C23C18/31GK806139
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者K·L·费罗尼, P·A·卡西亚托雷, P·R·格斯特 申请人:恩索恩Omi公司