Электролит для осаждения сплава медь-висмут Советский патент 1983 года по МПК C25D3/58 

О)

to

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению сплава медь-ви:смут.

Известен электролит для получения покрытий из сплава медь-сурьмс1, содержащий аммонийно-тартратную соль сурьмы и сернокислую медь 1 .

Однако данный электролит на основе тартратных : и сернокислых солей не позволяет получать покрытия из сплава медь-висмут.

Наиболее близким к изЬбретению является электролит для осаждения сплава медь-висмут, содержащий nej)хлораты меди и висмута и хлорную кислоту 2 ,.

Недостатками известного, электролита являются низкая скорость осалсдения покрытий (17-19 мкм/ч) , м:алый выход сплава по току (79,7-95,5%), сложность приготовления исходных компонентов и низкая стабильность электролита.

Цель изобретения - повышение выхода по току сплава и стабильности электролита.

Указанная цель достигается тем, что электролит, содержащий соли мезд и висмута дополнительно содержит .азотнокислый аммоний, полиэтиленгликолевые эфиры высокомолекулярных алкилфенолов (ОП-10) и динатриевую соль, этилeндиa интeтpayкcycнoll кислоты (трилон Б, а в качестве солей меди и висмута - азотнокислую медь и азол.нокислый висмут при следующем соотношении компонентов, г/л . Азотнокислый висмут 80, 8-9 5, () Азотнокислая медь 14,6-40,() Азотнокислый аммоний39,5-40,5 ОП-10 4,5-5,5 Трилон Б 6 2,0-63, О Для приготовления электролита необходимо растворить в отдельных емкостях трилон Б, соли меди и висмута. Раствор комплексообразователя (трилон Б) вливают при перемешивани в растворы солей, а затем перемешивают их. К полученной смеси добавляют азотнокислый аммоний и ОП-10,,

Процесс осаждения сплавов осуществляют при катодной плотности тока 0,6-2,0 А/дм, температуре 18-25(:, рН 0,65-3,7, при перемешивании с использованием анодов из плати:гы. При этих режимах электролиза выход по току составляет 99,4-99,8%, скорость осаждения 20-21 мкм/ч, толщина получаемых покрытий 44-52 мкм. Электролит позволяет получать осадки из сплава медь-висмут с содержанием висмута до 34%.

Использование в качестве комплежсообразователя трилона Б предотврг щает гидролиз солей, позволяет получать стабильный электролит, состаи

которого по основным компонентам и кислотности может варьироваться в широких пределах.

Выбранный предел концентраций трилона Б в растворе обусловлен необходимостью поддерживать постоянной величину соотношения концентрации комплексообразователя к суммарной концентрации металла.:

А Трилон Б г-экв/л JВ 2:1Ме1 г-экв7л

где Т мё const 0,66 г-экв/л.

д

При соотношении , меньшем 0,5, возв

растает количество свободных ионов металла в растворе, что может привести к гидролизу солей висмута. Увеличение соотношения-А/Б выше 0,5 приводит к возрастанию свободного трилона Б в растворе и может сопровождаться выпадением осадка в кислой среде в результате вытеснения слабой этилендиаминтетрауксусной кислоты из ее динатриевой соли.

Оптимальная суммарная концентрация металла в растворе 45,5 г/л. дальнейшее повышение суммарной концентрации металлов нецелесообразно, поскольку это не приводит к увеличению выхода сплавов по току.

Изменение соотношения количества металлов в растворе при постоянной суммарной концентрации приводит к значительному изменению состава сплава и качества осадков. При соотношении меди к висмуту, большем0,3, осадки состоят практически только из меди. При соотношении металлов, меньшем 0,1, разря:д ионов меди идет на предельном токе и качество осадков ухудшается. Эти обстоятельства позволяют выбрать оптимальные интервалы концентрации соли меди (14,6-40,0 г/л) и висмута (80,095,6 г/л). Добавление нитрата аммония к электролиту повышает электропроводность раствора и улучшает равномерность распределения металла на катодной поверхности.

Поверхностно-активное ионогенное вещество ОП-10, адсорбируясь на катоде, ингибирует процесс восстановления ионов металла, одновременно улучшая смачиваемость осадков, что приводит к повышению равномерности распределения металла на поверхности катода и улучшает качеств о покрытий.

Конкретные примеры, иллюстрирующие 0 использование изобретения, приве,цены в таблице.

Микротвердость покрыти 1 определяют на приборе ПМТ-3 при нагрузке 100 г, испытания на коррозиониую 5 стойкость проводят, используя р качестве агрессивной среда 0,1 н, серную кислоту.. Проведенные исследования позволя- ют установить, что электролит в предлагаемых интервгшах состава и кислот- 5 ности является стабильным и может храниться очень долго. После пропускания 1,0-1,5 А-ч/л необходимо производить корректировку электролита по медда и через 30-47 Д-ч/л по висмуту.

ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ СПЛАВА МЕДЬ-ВИСМУТ, содержащий соли меди и висмута, отличающийс я тем, что, с целью повышения выхода по току сплава и стабильности электролита, он дополнительно содержит азотнокислый аммоний, полиэтиленгликолевые эфиры высокомолекулярных алкилфенолов (ОП-Ю) и динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б), а в качестве солей меди и висмута - азотнокислую медь и азотнокислый висмут при следующем соотношении компонентов , г/л: Азотнокислый висмут 80,8-95,6 Азотнокислая медь 14,6-40,0 Азотнокислый аммоний .39,5-40,5 ОП-104,5-5,5 Трилон Б62-63

Как видно из приведенных данных, использование данного электролита 5 позволяет повысить скорость электроосаждения покрытий и .увеличить выход

ПО току сплава. При этом осаждаются качественные пластичные, прочносцепленные с основой осадки сплава медьвисмут „ Покрытия выдерживают иэгиЕ) под утлом 90-100 без излома и не отслаиваются от основы после нагрб ва при 250°С в течение 1 ч и последующего резкого охлаждения.

Электрохимическое легирование в 1смутом медных покрытий приводит к повышению их коррозионной стойкости и прочностных характеристик. У ситывая то, что висмут caNbift нетоксичный из тяжелых металлов, можно использовать покрытия сплавом медьвисмут как защитно-декоративные в производстве предметов домашнего обихода, в качестве промежуточных слоев, а также при изготовлении печатных схем.

Экономическая эффективность от использования .предлагаемого электролита взамен известного хлорнокислого 1300-1900 р./м.