Устройство для автоматического регулирования кислотности электролитов Советский патент 1992 года по МПК C25D21/12 

8

(Л

С

Использование: электрохимия, в частности гальванотехника. Сущность изобретения; устройство содержит источник питания б, измерительный электрод 2, измеритель рН 3, сетку 4 для ограничения области стабилизации рН, генератор импульсов 8 для учета градиента кислотности в ванне 1 по направлению электрод-электролит. С целью интенсификации процесса и улучшения качества получаемых покрытий, сетка 4 смонтирована на измерительном электроде 2, при этом измерительный электрод через рН-метр 3 подключен к первому входу блока сравнения 7, второй вход которого подключен к источнику питания 6, управляющий вход которого соединен с генератором импульсов 8. 1 ил.

I

А

W,

4

/

/

4 СЛ О СО Ч О

-7

Изобретение относится к нанесению гальванических покрытий, в частности кус- тройствам для электроосаждения защитно- декоративных покрытий сплавами на основе ионов хрома (111) и ионов железа (II).

Известно устройство, содержащее рабочую ванну, насос с электродвигателем и фильтр с дополнительной буферной ванной, снабженной поплавковым регулятором уровня и датчиком кислотности электролита. Устройство позволяет получать информацию, передаваемую датчиком в любой момент процесса, практически из любой точки ванны.

Недостатком данного устройства является развитая граница электролит-атмосфера, обусловленная наличием фильтра, дополнительной буферной ванны и системы насос-трубопровод, что приводит к постоянному интенсивному окислению компонентов электролита кислородом воздуха.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для стабилизации рН, со- держащее рН-электрод, электрод сравнения, размещенные в проточной среде в области стабилизации рН, подключенныечерезпредварительныйдифференциальный усилитель к входу регулятора, двойную сетку, охватывающую область стабилизации рН, причем двойная сетка и вспомогательные электроды подключены к выходу регулятора. Поставленная цель достигается изменением величины протекающего через ванну тока от значения рН в объеме электролита, ограниченного, двойной сеткой.

К недостаткам указанного устройства относятся:поддержание заданного рН возможно осуществлять лишь путем простого снижения величины катодной плотности тока, что обусловлено жесткой связью между предварительным дифференциальным усилителем и входом регулятора тока выпрямителя. Все это приводит к снижению скорости осуждения и возможности выхода из зоны рабочих плотностей тока;

конструкция датчика рН позволяет измерять лишь среднюю величину рН в объеме электролита, без учета градиента кислотности по направлению электрод- электролит;

нестабильность протекающего через ванну катодного тока, вызванного колебаниями величины рН в относительно большом объеме электролита, как за счет защелачивания, так и конвекции, приводит к невозможности получения покрытий с заданными физико-механическими свойствами.

Цель изобретения - интенсификация процесса и улучшение качества получаемых покрытий.

Поставленная цель достигается путем автоматического регулирования рН - приэлектродной зоны, для чего устройство содержит датчик, конструктивно выполненный в виде измерительного электрода с плотно прилегающей металлической сеткой, подключенной к катоду, и систему

0 обратной связи.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, содержащее рабочую ванну 1, предназначенную для нанесения покрытий, датчик 2 кислотности, который соединен с

5 рН-метром 3, металлическую сетку 4, смонтированную на измерительном электроде (датчике 2) и соединенную с катодом 5. рН- метр 3 связан с импульсно-ревер сивным выпрямителем 6, автоматическое включение

0 анодного импульса которого обеспечивается цепью блок сравнения. (компаратор) - генератор 8 импульсов, по превышению критического значения рН.

Устройство работает следующим обра5 зом.

Рабочая ванна 1 питается отимпульсно- реверсивного выпрямителя 6, имеющего на выходе сигнал прямоугольной формы с большой скважностью при оптимальных

0 значениях рН. В процессе электролиза при- электродная зона защелачивается вплоть до достижения величины рН гидратообразо- вания, что приводит к включению в осадок гидроксидов осаждаемых металлов, резко

5 ухудшающих качество покрытий,

Сигнал от датчика 2 поступает на рН- метр 3, обрабатывается и вводится в блок 7 сравнения (компаратор), где происходит сравнение величины сигнала с эталонной,

0 задаваемой предварительно в зависимости от металла покрытия.

При достижении граничной величины рН блок сравнения выдает сигнал на генератор 8 импульсов, вырабатывающий оди5 ночный импульс, длительность которого может меняться. Полученный на выходе задающего генератора 8 командный импульс запускает импульс импульсно-реверсивно- го выпрямителя б анодной полярности, В

0 результате величина рН становится ниже величины рН гидратообрэзования и выпрямитель 6 имеет на выходе сигнал постоянного значения.

При осуществлении процесса с приме5 нением предлагаемого устройства существенно повышается интенсивность процесса, улучшается качество покрытий, снижаются затраты по корректировке ванн. Снижается скорость накопления анодного

шлама, что позволяет длительное время работать без перерывов на фильтрацию и проработку электролита. Обеспечивается автоматический контроль кислотности в приэлектродной зоне, что способствует достижению стабильного качества осадков.

Пример. Проведена экспериментальная проверка эффективности нанесения сплава на основе ионов хрома (111). Температура электролита составляет 20°С. Покрытию подвергают изделия из стали марки 3. до толщины покрытия 10 мкм на сторону.

Формула изобретения Устройство для автоматического регулирования кислотности электролитов, преимущественно при гальвзноосаждении,

содержащее источник питания, измерительный электрод, измеритель рН, электрод сравнения, блок сравнения, сетку для ограничения области стабилизации рН, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса и улучшения качества получаемых покрытий путем стабилизации скорости осаждения и учета градиента кислотности по направлению электрод-электролит, оно снабжено генератором импульсов, сетка смонтирована на измерительном электроде, при этом измерительный электрод через рН-метр подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к источнику питания, управляющий вход которого соединен с генератором импульсов.