Гальванопластический способ изготовления фольги Советский патент 1991 года по МПК C25D1/04 

Изобретение относится к гальванопластике, в частности к изготовлению тонкой металлической фольги, применяемой в радиотехнической, электротехнической и химической промышленности.

Целью изобретения является повышение равномерности фольги по толщине.

Металлическую фольгу получают электролитическим осаждением металла на плоский вращающийся катод, расположенный вертикально соосно и параллельно плоскому аноду, причем катод вращают относительно вертикальной оси, делящей его поверхность пополам, при отношении площади катода к площади анода 0,5:1,0 и приближении ближнего края катода к поверхности анода на расстояние 1,0 мм. При этом катод является самоперемешивающим, .так как обеспечивает равномерное перемешивание электролита и исключает необходимость в любом другом дополнительном перемешивании его.

Кроме того, он одновременно является и локально самоэкранируемым, так как равномерность полученной фольги по толщине достигается за счет периодического закономерного удаления различных участков поверхности катода от анода что позволяет перераспределять силовые линии тока по поверхности образца в процессе вращения катода вокруг вертикальной оси, делящей поверхность катода пополам. При этом края образца периодически и последовательно удаляются от анода на самое большое расстояние при вертикальном положении пло- ct ости катода от анода, причем дальний край полностью экранируется от анода ближним краем катода, что позволяет избежать наплывов металла по краям образца. Центральная часть катода, которая обычно обеднена металлом, находится на одном и том же расстоянии от анода. Все это способствует выравниванию осадка по поверхности катода, благодаря чему достигается равномерность покрытия по толщине

С

-V W

«яо

t

о о

о

4

П р и м е р 1. Для получения никелевой фольги на предварительно отполированную и обезжиренную поверхность самоперемешивающего и самоэкранируемого стального катода из нержавеющей стали марки 2x13, обработанного со степенью чистоты не ниже 8 класса и представляющего собой плоскую вертикальную пластину размером 2x4 см с токоотводом и приводимую в движение с помощью электромотора, наносят электролитическое никелевое покрытие из электролита состава, г/л: сернокислый никель (кристаллогидрат) 300; хлористый никель (кристаллогидрат) 60; борная кислота 25. При этом катод вращают относительно вертикальной оси, делящей его поверхность пополам. Осаждение проводят при плотности тока 4,0 А/дм2, температура 40 ± 2°С, рН электролита 3,5-4,0, время осаждения 4,0 мин. Скорость осаждения 1 мкм/мин, В качестве анода используют плоскую пластину, расположенную вертикально и параллельно катоду при отношении площади катода к площади анода 0,5:1,0 и приближении ближнего края катода к поверхности на расстояние 1,0 мм.

После промывания-в проточной воде и подсушивания края катода подпиливают надфилем, покрытие легко снимают с нержавеющей стали, Методика определения равномерности фол и основывается на весовом методе и сводится к тому, что покрытие, снятое с одной стороны катода, разрезают на четыре равные части по двум перпендикулярным линиям и взвешивают на аналитических весах. Толщину каждой части определяют по формуле

где о-толщина покрытия, мкм; m - масса покрытия, г; р- плотность никеля, г/см ;

п

S - поверхность образца, см .

Данные по определению равномерности никелевых покрытий по толщине приве- дены в табл. 1-3 и соответствуют покрытиям, снятым с двух сторон, и усреднены по четырем образцам. В табл. 1-3 даны сравнительные данные по получению фольги при пропеллерном перемешивании и с помощью самоперемешивающего самоэкранируемого катода. Из данных видно, что равномерность по толщине достигается лишь в случае самоперемешивающего катода. Интенсивность процесса осаждения также выше во втором случае.

Пример 2. В условиях примера 1 получают композиционную фольгу. Осаждение композиции проводят из электролита

никелирования и второй фазы, диспергированной в нем. Концентрация полиэфира в суспензии 50 г/л, Размер частиц 1,0-4,0 мкм. Количество включений полимера в KOV,позиции уменьшается с увеличением толщины, поэтому в случае равномерной композиционной фольги по толщине количество включений одинаковое. Для определения количества включений снятую

композиционную фольгу с одной стороны электрода разрезают на две равные части по горизонтали и каждую отдельно растворяют в разбавленной азотной кислоте (1:1). При этом никелевая основа растворяется, а

частицы полимера отфильтровываются через плотный фильтр, промываются и высу- шиваютсл. По отношению веса частиц к весу композиционной фольги определяют содержание частиц в композиции, Усредненные

данные по четырем образцам сведены в таблицу.

Таким образом, в случае самоперемешивающего электрода можно получить не только равномерную композиционную

фольгу по толщине, но и фольгу с равномерным распределением полимера в ней, а в случае удаления последнего и микрофильтры с равномерной пористостью,

П р и м е р 3. В условиях примера 1

получена медная фольга, отличие состоит в том, что электролитическое осаждение меди проводят из электролита состава, г/л: сернокислая медь 250; серная кислота 50.

Плотность тока 5 А/дм, температура

электролита 20°С. Время осаждения 4 мин. Данные представлены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать равномерную по толщине фольгу, которая может найти применение

в различных областях техники.

Формула изобретения Гальванопластический способ изготовления фольги, преимущественно толщиной 1-4 мкм, включающий электролитическое

осаждение на матрицу из электролита слоя материала на плоский катод, установленный параллельно плоскому аноду и вращающийся относительно него, последующее отделение слоя материала от катода, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения равномерности фольги по толщине, катод и анод устанавливают в вертикальном положении, причем катод вращают относительно вертикальной оси. делящей его

поверхность пополам и параллельной поверхности анода, при отношении площади катода к площади анода 0,5:1,0 и приближении ближнего края катода к поверхности анода на расстояние 1.0 мм.

Таблица

Изобретение касается гальванопластики, в частности изготовления тонкой (1-4 мкм) металлической фольги, применяемой в радиотехнической, электротехнической и химической промышленности. Целью изобретения является повышение равномерности покрытий по толщине. Фольгу получают электрохимическим осаждением металла на плоский вращающийся катод, расположенный вертикально соосно и параллельно плоскому аноду, причем катод вращают относительно вертикальной оси, делящей его поверхность пополам, при отношении площади катода к площади анода 0,5.1,0 и приближении ближнего края катода к поверхности анода на расстояние 1 мм. 3 табл

Таблица 2

Таблица 3