ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НИКЕЛЬ-ИНДИЙ Российский патент 1997 года по МПК C25D3/56 

Описание патента на изобретение RU2082836C1

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к электрохимическому осаждению никелевых покрытий, легированных индием, и может быть использовано в качестве функционального в радиоэлектронной промышленности, а также в качестве коррозионно-стойкого, защитно-декоративного покрытия в ряде отраслей приборостроения и машиностроения.

Известен для электроосаждения покрытий Ni-In сульфаматный электролит состава, г/л: индий (на металл) 0,8 1,0; никель (на металл) 100 110; сульфаминовая кислота 50 55 при 18-25oC; iк 5 8 A/дм2 [1] Однако он имеет ряд существенных недостатков: катодный выход по току не превышает 20% быстрое старение и связанная с этим необходимость частой регенерации.

Наиболее близким по составу электролита к заявляемому изобретению является сульфатный электролит, содержащий в качестве комплексообразователя лимонную кислоту, при температуре электролита 20-40oC, pH 9 и iк= 0,25 4,01 А/дм2 [2] Основными недостатками данного электролита являются сложность состава, использование в качестве комплексообразователя и буферной добавки лимонной кислоты дефицитного, пищевого, содержащегося в большом количестве до 250 г/л компонента, а также недостаточная стабильность электролита (выпадение осадка гидроксидов индия и никеля по истечению 12 месяцев). Кроме этого, данный электролит не позволяет получать осадки Ni-In с малым содержанием индия до 1%
Изобретение решает задачу создания более простого, стабильного по составу электролита с pH 2,5 3,5, не содержащего пищевых, дефицитных и особотоксичных компонентов, обеспечивающего получение покрытий Ni-In с малым содержанием индия до 1% обладающих функциональными свойствами. Поставленная задача осуществляется электролитом следующего состава, г/л:
Сульфат никеля, 7-водный 120 180
Хлорид индия 6 9
Малоновая кислота 40 65
Сульфат натрия, 10-водный 15 25
Борфторид аммония 5 12
Лаурилсульфат натрия 0,03 0,06
Режимы электроосаждения: iк 1 3 A/дм2; t 18 - 25oC.

Аноды никелевые марки Ni-00 или НПА-1.

Из предлагаемого электролита можно получить качественные, блестящие, мелкокристаллические никелевые покрытия, легированные индием до 1% хорошо сцепленные с основным металлом (медь, сталь, латунь) и выходом по току 55 - 80%
Пример конкретного выполнения. Предлагаемый электролит готовят следующим образом. Навески сульфатов никеля, натрия и хлорида индия растворяют в небольших порциях дистиллированной воды в отдельных емкостях. 1/3 малоновой кислоты растворяют при температуре 40 50oC в растворе хлорида индия, а 2/3 в растворе сульфата никеля, полученные растворы фильтруют в емкость, содержащую сульфат натрия. После этого электролит находится при комнатной температуре до 2 ч. Затем электролит прорабатывают током при iк 0,3 - 0,5 A/дм2 в течение 1 ч. Добавки борфторида аммония и лаурилсульфата натрия вводят после проработки электролита током. pH электролита корректируют концентрированной серной кислотой или 6 н. NaOH.

Использование малоновой кислоты в предлагаемом электролите обеспечивает следующие его характеристики: повышение буферных свойств раствора, торможение процесса образования твердой фазы гидрооксидов никеля и индия, образование устойчивых малонатных комплексов никеля (II) и индия (III). Кроме того, установлено, что малоновая кислота в кислых растворах pH до 3,5 ед. проявляет выравнивающее действие подобно блескообразователям класса II и способствует получению выровненных блестящих осадков Ni-In. Борфторид аммония необходим для повышения выхода по току Ni-In за счет повышения перенапряжения водорода и улучшения буферных свойств электролита.

Пределы и соотношение концентраций малоновой кислоты и сульфата никеля (1: 1), хлорида индия и кислоты (1:14) соответствует области максимального буферирования раствора, торможения процесса образования твердой фазы гидроксидов никеля и индия, устойчивого существования комплексов никеля (II) и индия (III) с малоновой кислотой и обеспечивают получение выровненных, блестящих, мелкокристаллических осадков Ni-In с содержанием индия до 1% Повышение концентрации малоновой кислоты неэффективно, так как не влияет на комплексообразование никеля (II) с малоновой кислотой и снижает выход по току покрытия. Уменьшение концентрации борфторида аммония не оказывает желаемого эффекта, а с ее повышением возможно ухудшение качества получаемых осадков. При уменьшении концентрации сульфата натрия электропроводность электролита ухудшается, а повышение концентрации нецелесообразно, так как не приводит к ее увеличению. Несоблюдение какого-либо из этих условий приводит к появлению в электролите осадка гидроксида индия и изменению состава покрытия Ni-In.

Сравнительные данные по составу электролита, его стабильности и условиям электролиза для известного и предлагаемого представлены в табл. 1, а по свойствам получаемых осадков в табл. 2. Как видно из приведенных данных, предлагаемый электролит характеризуется меньшей сложностью по составу, более высокой стабильностью, содержит менее дефицитные, непищевые компоненты и позволяет получить блестящие, мелкокристаллические, выровненные покрытия Ni-In с содержанием индия до 1% обладающие высокой коррозийной стойкостью, отсутствием пор, способностью к сварке и пайке, что определяет их применение в качестве функциональных в радиоэлектронной промышленности и в ряде отраслей приборостроения и машиностроения в качестве коррозионно-стойких, защитно-декоративных.

Источники информации
3. Розенфельд М.А. Жигалова К.А. Ускоренные методы коррозийных испытаний металлов. М. Металлургия, 1986, 347 с.

Похожие патенты RU2082836C1

название год авторы номер документа
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ НИКЕЛЬ - БОР 1993
  • Фаличева А.И.
  • Звягинцева А.В.
RU2124072C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО НИКЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) 1998
  • Задиранов А.Н.
  • Потапов П.В.
  • Кудрявцев В.Н.
  • Дровосеков А.Б.
  • Цупак Т.Е.
  • Ярлыков М.М.
  • Чернышова И.С.
  • Чичаев А.Н.
RU2132889C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ 1999
  • Виноградов С.С.(Ru)
  • Кудрявцев В.Н.(Ru)
  • Ярлыков М.М.(Ru)
  • Шахамайер Стив(Us)
RU2139369C1
ЭЛЕКТРОЛИТ И СПОСОБ ДЕКОРАТИВНОГО НИКЕЛИРОВАНИЯ 1995
  • Владимирова В.Ф.
RU2095491C1
НИЗКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ БЛЕСТЯЩЕГО НИКЕЛИРОВАНИЯ 2002
  • Балакай В.И.
  • Кудрявцева И.Д.
RU2213810C1
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО НИКЕЛИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ 1992
  • Николаев В.В.
  • Пелле И.А.
RU2061104C1
НИЗКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ НИКЕЛИРОВАНИЯ 2003
  • Балакай В.И.
  • Кудрявцева И.Д.
RU2248414C1
Способ нанесения гальванических покрытий медью 2022
  • Киреев Сергей Юрьевич
  • Анопин Константин Дмитриевич
  • Киреева Светлана Николаевна
RU2779419C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ ИНДИЕМ 2023
  • Кирилина Юлия Николаевна
  • Перелыгин Юрий Петрович
RU2809766C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ 1999
  • Виноградов С.С.(Ru)
  • Кудрявцев В.Н.(Ru)
  • Ярлыков М.М.(Ru)
  • Шахамайер Стив(Us)
RU2139368C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 082 836 C1

Реферат патента 1997 года ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НИКЕЛЬ-ИНДИЙ

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к электролитическому осаждению никелевых покрытий, легированных индием до 1%, и может быть использовано в качестве функциональных в радиоэлектронной промышленности для обеспечения сварки ультразвуком, а также в качестве коррозионно-стойких, защитно-декоративных покрытий в ряде отраслей приборостроения и машиностроения. Электролит для электрохимического осаждения покрытий никель-индий содержит, г/л: сульфат никеля 7-ми водный 120-180; хлорид индия 6-9; малоновую кислоту 40-6; сульфат натрия 10-ти водный 15-25; борфторид аммония 5-12; лаурилсульфат натрия 0,03-0,06. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 082 836 C1

Электролит для электрохимического осаждения покрытий никель-индий, содержащий сульфат никеля, соль индия, сульфат-ионы и карбоновую кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит борфторид аммония и лаурилсульфат натрия, в качестве соли индия хлорид индия, в качестве сульфат-ионов сульфат натрия, а в качестве карбоновой кислоты малоновую кислоту при рН 2,5 3,5 при следующем соотношении компонентов, г/л:
Сульфат никеля 7-водный 120 180
Хлорид индия 6 9
Малоновая кислота 40 65
Сульфат натрия 10-водный 15 25
Борфторид аммония 5 12
Лаурилсульфат натрия 0,03 0,06т

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2082836C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Беленький М.А., Иванов А.Ф
Электроосаждение металлических покрытий
Справочник
- М.: Металлургия, 1985, с
ДВОЙНОЙ ГАЕЧНЫЙ КЛЮЧ 1920
  • Травников В.А.
SU288A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Электролит для осаждения покрытий сплавом никель-индий 1983
  • Перелыгин Юрий Петрович
  • Виноградов Станислав Николаевич
SU1211342A1
Видоизменение пишущей машины для тюркско-арабского шрифта 1923
  • Мадьяров А.
  • Туганов Т.
SU25A1

RU 2 082 836 C1

Авторы

Звягинцева А.В.

Фаличева А.И.

Даты

1997-06-27Публикация

1993-07-14Подача