Электролит для осаждения ртути на по-ВЕРХНОСТь МЕТАллОВ Советский патент 1981 года по МПК C25D3/54 

Изобретение относится к осаждению гальванических покрытий, в частности к электрохимическому осаждению ртути на металлы и сплавы группы железа, и может быть использовано при изготовлении герметизированных ртутных контактов и в процессах промышленного электролиза для приготовления катодо

Известен способ амальгамирования железаj стали, никеля и других не смачивающихся металлов и сплавов при обработке их металлической ртутью в кислых или щелочных средах, заключающийся в обработке поверхности меташлической ртутью в водном растворе соляной кислоты с добавкой металлического магния и хлорного железа 1

Однако по этому способу процесс протекает небезопасно, так как растворение в ртути щелочноземельного металла - магния сопровождается выделением тепла и может вызвать разбрызгивание раствора. Кроме того, реакционную смесь для обработки металла можно использовать только однократно .

Известен также способ, перед обработкой поверхности ртутью включающий предварительное нанесение на поверхность слоя метгшла, хорошо

смачиваемого ртутью, например олова 2.

Однако этот способ, включающий предварительное лужение металлической поверхности, мало пригоден в тех случаях, когда требуется получение ртутного без примесей каких-либо других металлов. С другой стороны, для растворения олова необoходима многократная обработка детали металлической ртутью, что требует соблюдения определенных мер по технике безопасности. Кроме того, при использовании данного способа воз5никает необходимость проводить регенерацию использованной для промывки ртути.

Известен также способ нанесения ртутной пленки на меташлы, в част0ности нержавеющую сталь и сплавы, содержащие алюминий, путем обработки ртутью в процессе катодной поляризации в спиртовой ванне с предварительным злектрополированием, кото5рый предусматривает использование неводного растворителя - этилового спирта (94%) раствор), что мало экономично. Кроме того, из-за низкой электропроводности раствора тре0буется поддерживать на ванне сравнительно высокое напряжение до 4Ь В Известен также способ получения ртутной пленки, заключающийся в том, что образец из стали или никеля по.мещагот в ванну с раствором гидроокиси натрия и цианида ртути и подключают в цепь в качестве катода. При пропускании тока плотностью 330 мА/с в течение 1-2 мин, на поверхности (Образца образуется слой мелких капелек ртути. Затем образец помещают воду или раствор разбавленной кислоты для удаления из ртути натрия, пе решедшего в нее при электролизе.Посл промывки образец вновь подвергают электролизу. Промывку катода и элек тролиз повторяют до получения сплош ного ртутного покрытия на образце Г Недостатком способа является тру доемкость и нетехнологичность, так как для получения устойчивой ртутной пленки на поверхности образца н обходимо многократно повторять операции электролиза и промывки, использование достаточно высокого напряжения на ванне (10-12 В). КромеТОГО, используемый электро лит содержит значительное количеств токсичного вещества - цианидов ртут и щелочного металла. Это требует со пюдения особых мер по технике безопасности и, естеств енно, з атрудняет пр менение электролита в промышленности Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ электрохимического осажде ния ртути на поверхность металлов, например стальных или никелевых эле тродов, заключающийся в том, что бе электролит,содержащий кремнефторист водородную соль ртути и кремнефтори товодородную кислоту, и процесс эле тролиза ведут при температуре от - 35°С до +80°С и плотности тока до 200 мА/см 5 . Однако из данного электролита ос дается пленка ртути, которая не име ет прочного сцепления с основой, т. процесс взаимодействия ртути с мета лами группы железа не происходит. Цель изобретения - получение пленки ртути, прочно сцепленной с основой.из металлов группы железа. Эта цель достигается тем, что электролит дополнительно содержит с нокислую соль щелочного или щелочно земельного металла, а в качестве соли ртути и кислоты - сернокислую соль двухвалентной ртути и серную кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л: Сернокислая соль двухвалентной ртути 14-30 Серная кислота 50-100 Сернокислая соль щелочного или щелочноземельного металла 100-150 Процесс амальгирования мета: лов из электролита проводят следующим образом. Образец металла или сплава после обезжиривания и травления помещают в электролит и подключают в цепь лостоянного тока в качестве катода. Анодом может служить платина или другие благородные металлы такие, как золото, серебро. Время электролиза 40-60 мин, плотность тока 200 мА/см, напряженке - 4 В. Узе чение плотности тока нецелесообразно, так как это не приводит к ускорению процесса и не влияет на устойчивость покрытия. При осуществлении электролиза предусматривается, чтобы осаждение ртути на металл и сплав сопровождалось параллельна. процессом выделения газообразного водорода. Вьщеляющимся водородом происходит обработка металлической гюьерхноети и тем самым улучшаются условия сцепления осажда ощейся ртути с поверхностью, повышается качество ртутной пленки. После электро.пиза образец вынимают из электролита, промывают дистиллированной водой, сушат и для сохранения ртутного покрытия помещают в ртуть. Устойчивость ртутного покрытия проверяют це;-:трифугированием амальгамированных образцов с использованием известных режимов оценки качества ртутной пленки (600, 1500 об/мин). Пример 1., Амальгамированию подвергают цилиндр из стали Х18Н10Т диаметром 4 Mivi, длиной 19 J.IM. Образец обезжиривают и подвергают травлению известньЦ способом, промыва.ют дистиллированной водой, затем помещают в сосуд объедМОм 50-60 см с электролитом, содержащим 14 г/л сернокислой соли двухвалентной ртути, 100 г/л сернокислого натрия и 50 г/л сермой кислоты при комнатной температуре и подключают в качестзе катода. Процесс электролиза .-ёедут при токе 200 мА в течение 60 мин. Ртутное покрытие на образце рознее, гладко-э. После центрифугирования образца ..ри 1500 об/мин толщина покрытия 6 см. Пример 2 . а альгамированию подвергают проволоку из сплава 29Н18К диаметром 1 №л, длиной 3040 мм. Образец обезжиривают, подвергают травлению и химической полировке известным способом, промывают дистиллированной водой. Затем помещают в сосуд с электролитом, содержащим 30 г/л сернокислой соли ртути, 120 г/л сернокислого магния и 100 г/л серной кислоты при комнатной температуре и подключают в качестве катода.Процесс электролиза ведут при токе 120 мА в течение 40 мин. Ртутное покрытие на образце ровное, на воздухе устойчивое в течение 2 ч. После центрифугирования