Электролит для осаждения сплава палладий-никель Советский патент 1990 года по МПК C25D3/56 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осазкдению сплава палладий - никель.

Цель изобретения - повышение стабильности электролита и уменьшение пористости осадков.

Состав готовят растворением исход ных солей палладия и никеля (хлористого палладия и сульфата никеля) в водном растворе, в который введены требуемые количества моноэтаноламина и сульфата (в качестве проводящей соли). Окончание процесса растворения хлористого палладия хорошо заметно по переходу цвета электролита от коричневого к зеленому с желтизной. После доведения рН до требуемого значения серной кислотой (а при введении ее избытка - щелочами калия, натрия или гидроксидом аммония), введения в его состав трилона Б и аланина (или глицина, или их смеси) электролит готов к употреблению.

Условия проведения электролиза: температура электролита 20-22 С, катодная плотность тока 0,2-0,8 А/дм. Выбор катодной плотности тока определяется в первую очередь требуемым состаром сплава. Электролиз можно весел

00

сд оо со

ти как на стационарных подвесках, так и с использованием барабанных или колокольных ванн, В качестве анодов используют графит. Аноды отделяют от ка тодного пространства с помощью керамических диафрагм, анолитом служит водный раствор провддящей соли (той же, что используют при приготовлении рабочего электролита).в концентрации 50-80 г/л.

Корректировку рабочего электролита по содержанйк палладия, никеля и моно этаноламина проводят на основании анализа рабочего электролита по этим KOM понентам (по палладию и никелю) 1-.2 раза в смену в зависимости от выработ ки электролита (не следует допускать снижения содержания металлов- в электролите ниже чем на 5 ртн,%). Коррек-- .тировку электролита по моноэтаноламину проводят значительно реже (с м.табл, 1) так как расход моноэтаноламина связан лишь с уносом его деталями. Такие компоненты электролита, как трилон Б и аланин (глицин), практически не расходуются в ходе электролиза, потери этих веществ могут быть связаны лишь с уносом электролита г|,еталями.

Концентрационный интервал содержа- ВИЯ моиоэтаноламина (70-180 г/л) определяется иосодя из необходимости полного перевода ионов палладия и никеля в комплексы состава PdEtm H NiEtm4(гдe Etin - моноэтаноламин)- и

сохранения .небольшой (до 0,1 моль/л) концентрации свободного лиганда для

5

обеспечения стабильности состава комплексов этих металлов..Увеличение концентрации моноэ.танолами1 а выше 180 г/л, кроме нежелательного увеличения вязкости раствора, не приводит к изменению качества получаемых покрытий,

В качестве проводящих солей могут быть использованы сульфаты щелочных металлов (калия или натрия) или аммония . Концентрация проводящих солей должна быть макс-ймальнд в электролите, содержащем минимальные количества со-, осаждаемых .металлов (палладия и нике- .ля), - 50 г/л, минимальна в растворе, содержащем максимальные количества комплексов этих металлов, - 25 г/л.

С учетом опыта эксплуатации электролита концентрационный интервал три- лона Б ограничен 1,5-2,0 г/л.

Если концентрация аланина (глицина) меньше Oj5 г/л, качество (порис- . тость) получаемых покрытий ухудшается, а при концентрации этих веществ выше 2 г/л дальнейшее ее повышение не приводит к каким-либ.о изменениям в качестве получае -1ых осадков.

рН электролита поддерживают в интервале 8-9, так как в нем обеспечивается наибольшая стабильность состава комплексов соосаждающихся метал-, лов.

В табл-. 1 представлены составы и свойства предлагаемого электролита, режимы электролиза и свойства получа- емого сплава в сравнении с известным.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению сплава палладий - никель. Цель изобретения - повышение стабильности электролита и уменьшение пористости осадков. Электролит для осаждения сплава палладий-никель содержит, г/л : палладий (по металлу) 10-15

никель (по металлу) 10-35

сульфат аммония (или натрия, или калия) 25-50

моноэтаноламин 70-180

трилон Б 1,5-2,0

аланин или глицин (или их смеси) 0,5-2,0

PH 8-9. Повышение стабильности электролита и уменьшение пористости осадков достигаются использованием в качестве комплексообразователей моноэтаноламина, трилона Б и аланина или глицина (или их смесей). 2 табл.

.25 .25 До рН 7,7 До рН 8,

7,7

8,1

.25 7,7 До рН 8,

8,1

50 2 1 8,5

0,5 8,0

135 2 1 8,5

в табл, 2 представлены результаты сравнительных испытаний электролитов , с6дер°жащих ПАВ-комплексообра- зователи в различных сочетаниях, на стабильность и осадков, полученных из этих электролитов, на пористость, (все электролизы проводят при катодной плотности тока 0,4 А/дм и температуре 20°С в электролите состава, г/л: палладий (по металлу) 10; никель (по металлу) 10; сульфат аммония 50; этаноламин 100, рН 8,3).

Пористость покрытий, нанесенных на медь и латунь, определяют по методу наложения.

Испытания на износостойкость проводят методом истирания на установке, использующей . возвратно-поступательно

прямолинейное движение, при трении друг о друга двух образцов, покрытых исследуемым сплавом, при нагрузке 250 г/см. Испытания на электросопротивление проводят на установке по методу скрещенных нитей при нагруз - Кб 15 г.

Как видно из данных табл, 1 и 2, стабильность предлагаемого электролита по сравнению с известным (увеличивается в 6-7 раз, пористость осажда емых покрытий снижается с 6 до 1,5 мкм, повышается их износостойкост (л/на 5%).

Одновременное введение в электролит Iтрилона Б и аланина (и/или глицина) приводит к резкому улучшению стабильПредлагаемый электролит

25

40

200 2 1 8,5

135 2 1 8,5

135 1,5 1

8,5

5391

ности электролита при сохранении высокого качества покрытий,

Предлагаемый электролит может быть использован для получения коррозионно- и износостойких покрытий с высокими удельными электрическими характеристиками, в частности для замены дорогостоящих золотых йокрытий.

0

5

Q

Формула изобретения

Электролит для осаждения сплава палладий - никель, содержащий соли палладия и никеля., соль серной кислоты и комплексообразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности- электролита и уменьшения пористости осадков, он в качестве солей палладия и никеля содержит хлорид и сульфат соответствен- ) но, в ка шстве соли серной кислоты сульфат аммония, калия или натрия, а в качестве комплексообразователя - моноэтаноламин, трилон Б и аланин или тлицин, или Л1Х смеси при следующем соотношении компонентов, г/л:

5

Палладий (по металлу)

Кпкель (по металлу)

Сульфат аммония, калия

или натрия

Моноэтаноламин

Трилон Б

Аланин или глицин,

или их смеси

рН

10-15 10-35

25-30

1,5-v,0

0,5-2,0 я-о

Таблица

50

25

40

50

135

П5

1

8,5

135 2 1 8,5

135 2 1 8,5

2-3 0-1 О

1-2

О

О

Состав катодного

осадка, % Ni. : 22+3 24+3

Свойства покрытий Пористость, пор/см, при толщине покрытия, мкм: 1 1,5 .

3

6

Износостойкость, число срабатываний на 1 мкм

толщищы

Электросопротивление (для золота принято за 1)3,0

Срок службы электролита (интервал меязду корректировками по основному комплексообразо- вателю), дни

Количество электричества, пропускаемого через электролит между корректировками по основному крмплексооб- разователю„ А ч/л80 80

15+2

15+2

1-2 0-1

О

1-2

О

О

27+:

1

о о

18300+600 18400+500 18100+500 18300+500 18600+ 600

3,4

8

2,4

40

2,4

60

2,8

60

320

480

480

бсавдение сплава из электролита по прототипу при рекомендуемых максимальных перемешивания электролита.

15+2

15+2

27+:

1-2 0-1

О

1-2

О

О

1

о о

3,4

2,4

2,4

2,8

8

40

60

60

320

480

480

36+2

36+2

26+2

27+2

1

0-1

о о

0-2 0-1

0-1

о о

19000+700 19000+700 18400+600 18800+500 18800+600 18200+,700 18600+ 700 18800+600

3,2

3,2

2,9 . -2,9 . 2,9

75

75

60+5, 60

600 600 440 460 480 450 470 470 плотностях тока (до 6 А/дм) возможно лишь при высокой интенсивности

Продолжение табл.1

27+2

25+2

26+2

27+2

1

0-2 О

0-1

о о

0-t

о о

2,9

60

60+5

60

60

11

1585391

12 . Таблица 2