Электролит для электрохимического осаждения осмиевых покрытий Советский патент 1982 года по МПК C25D3/50 

(5) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ОСМИЕВЫХ ПОКРЫТИЙ

1

изобретение относится к нанесению гальванических покрытий и может быть использовано в химической технологий платиновых металлов, в частности осмия.

Известен щелочный электролит, содержащий соединение восьмиаалентного осмия и щелочную соль сульфаминовой кислоты. Данный электролит позволяет получить блестящие, хорошо сцепленные с основой осмиевые покрытия толщиной до 25 мкм с высокой скоростью осаждения fl Однако его недостатками являются сложность приготовления, использование ядовитого соединения OsOj, а также высокая температура проведения процесса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электролит для электрохимического осаждения осмиевых покрытий, содержащий соединение осмия и минеральную кислоту, в частности соляную 2..

Недостатками электролита являются сложность и многостадийность его приготовления, низкий выход осах; даемого металла по току, малая толщина получаемых покрытий и низкая прочность сцепления их с основой.

Цель изобретения - увеличение скорорти осаждения, толщины и прочности сцепления покрытия с основой.

Поставленная цель достигается

10 тем, что электролит, содержащий соединение осмия и минеральную кислоту, в качестве минеральной кислоты содержит серную кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л:

15

Соединение осмия Ч в пересчете на

металл)0,

Серная кислота 10-500

Кроме того,изобретение позволя20ет упростить приготовление электролита.

Процесс электрохимического осаждения осмиевого покрытия ведут при

393

20 - 25° С и катодной плотности тока 0,1 - 30 мА/см.

В качестве катода используют покрываемую деталь из меди, латуни, титана, ниобия, платины и других металлов, а в качестве анода - осмий (порошок металла или твердый электрод) , платину, ниобий и другие нерастворимые металлы.

Электролит готовят следующим образом.

Металлический осмий (в виде порошка или пластины ) электролитически растворяют в растворе серной кислоты ( 10 - 500 г7л) при протекании асимметричного переменного ,мышленной частоты с анодной составляющей большей, чем катодная ()

Использование асимметричного переменного тока позволяет получать

74

электролит для осаждения осмиевых покрытий стабильный во времени и в работе, поскольку в этом случае в растворе образуется соединение только четырехвалентного осмия.

.. В качестве электролита может быть также использован сернокислый осмийсодержащий раствор,полученный после реЭкстракции экстрагента, насыщенного осмием.

Электроосаждение осмиевых покрытий позволяет достигнуть скорости осаждения 3-3,5 мкм/ч, толщиной до 5 мкм, имеющих внутренние напряже-. ния 890 - 1200 кг/ммf

Сравнительные характеристи ки свойств электролитов и покрытий приведены в таблице.

0,5-1 0,25-1,5 1-2 3-3,5 5,5-15 1-5

Применение предлагаемого электролита позволяет получить матовые и полублестящие осмиевые осадки, а также прочно сцепленные осадки осмиевой черни, в зависимости от плотности тока, пригодные в качестве антикоррозионных и каталитических покрытий.

П р и м е р 1. Получение электролитических осадков осмия из сернокислого электролита.

В электролитическую ячейку с частично разделенным катодным и анодным пространством заливают 50 мл 0,2 н. раствора серной кислоты ( г/л), температура электролита 20 С. В качестве электродов берут порошок ме21

тал5лического осмия. При протекании через эту систему асимметричного

ременного тока с i д 7 i .. (

к, 1

0,7 А

) частоты 50 Гц через 30 мин 0,3 А

получают осмийсодержащий сернокислый электролит с содержанием осмия ( в пересчете на металл) 3,5 г/л. Приготовленный таким образом осмийсодержащий электролит помещают в электролизер, в качестве катода берут пластину металлического ниобия, в качестве анода - платиновую фольгу. При катодной плотности тока 0,1 мА/см. олучают полублестящие осадки осмия толщиной 5 мкм. Выход по току состав ляет 15. П р и м е р 2. Получение электролитических осадков осмия из сернокислотных растворов реэкстрактов. 50 мл органического экстрагента (триоктиламинбензол, Содержащего ос мий, подвергают реэкстракции 50 мл серной кислоты с концентрацией 500 г/л и получают реэкстрагент, содержащий 500 г/л серной кислоты и 0,3 г/л осмия (в пересчете на металлh Этот осмийсодержащий раствор помещают в электролизер, температура раствора . В качестве катода берут медную пластину, в качестве анода - пластину металлического осмия. При катодной плотности тока 30 мА/см получают матовые осадки осмия толщиной мкм. Выход по току составляет 5,5 П р и м е р 3. Получение электролитических осадков осмия из сернокислого электролита. Аналогично примеру 1 пoлyчaюt осмийсодержащий электролит. При протекании через раствор асимметричного переменного тока частоты 50 Гц чере 5 ч получают осми содержащий электролит с содержанием осмия (в пересчете на металл) 30 г/л. Приготовлен ный электролит помещают в электролизер. В качестве катода используют пластину металлической меди, в качестве анода - платиновую фольгу. При катодной плотности 0,3 мА/см получают полублестящие осадки осмия толщиной 2 мкм. Выход по току составляет 2Z. Электроосаждение осмия из предлагаемого электролита позволяет более полно извлекать его из сульфатных растворов, получаемых при промышленной обработке осмиевых руд, что резко снижает энергозатраты при получении осмия. Увеличение выхода по току в 1 О раз по сравнению с солянокислым электролитом снижает энергозатраты при осаждении осмия и дает возможность добиться более полного осаждения . При использовании сернокислого электролита возрастает производительность труда за счет исключения подготовительных операций концентри- рования растворов, менее частых корректировок растворов за счет расширения рабочих концентраций по осмию. Изобретение позволяет получить осмиевые покрытия с улучшенными антикоррозионными свойствами за счет увеличения их толщины до 5 мкм и прочности сцепления с основой. Формула изобретения Электролит для. электрохимического осаждения осмиевых покрытий, содержащий соединение осмия и минеральную кислоту, отличающийся тем, что, с увеличения скорости осаждения, тощины и прочности сцепления покрытия с основой, в качестве минеральной кислоты он содержит кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л: Соединение осмия ( в пересчете на металл; 0,3-30 Серная кислота 10-500 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США ff 3622 7«, кл. 20t-i 7, опублик. 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. С 25 D 3/5U, 1972.