Гальванические покрытия Справочник Ю.Д.Гамбург 2006-600 (1074331), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Имеются сведения, что в растворах, приготовленных анодным растворением, формируются осадки с более низкими внутренними напряжениями. Наносить родий лучше всего на никелевый подслой. Электролиты родирования очень агрессивны, поэтому следует работать в стеклянных или иных химически стойких электролизерах. Толщина родиевых покрытий 0,3 — 1,0 мкм, иногда до 3 мкм. При больших толщинах родий склонен к растрескнванию. По сравнению с чистым родием его сплавы с индием, никелем или кобальтом обладают лучшими характеристиками.
Для получения таких сплавов пригоден сульфатно-сульфаматный раствор, в который достаточно ввести по 2 — 4 г/л солей этих металлов. 3. Е 1.2. Палладий Палладий отличается прежде всего уникальной способностью поглощать водород, а также особой каталитической активностью. Именно поэтому его используют при химической металлизации, В целом палладий как металл для функциональных покрытий можно охарактеризовать следующим образом. Достоииетва 1.
Высокая износостойкость, хорошо работает на трение. 2. Обладает невысоким переходным электросопротивлением, стабильным при температуре до 400 'С. 3. Имеет высокую коррозионную стойкость в различных средах, на воздухе не тускнеет. 4. Может применяться как барьерный слой, особенно перед нанесением золота, имеет низкую пористость.
5. Покрытия относительно пригодны для пайки и сварки. б. Сравнительно низкая стоимость по сравнению с другими платиновыми металлами. Недо се алиса 1. Удельное электросопротивление в несколько раз выше, чем у серебраи золота. 2. Сильно наводороживается, имеет высокие внутренние напряжения, склонен к трещиноватости при толшинах свыше 5 мкм.
3. Темнеет при взаимодействии с органическими средами. 4. При пайке может образовывать хрупкие интерметаллические соединения. Составы растворов и условия осаждения Растворы для палладирования готовят на основе хлорида палладия РдС1, 4Н,О. Для приготовления 1 л стабильно работающего раствора, дающего покрытия с невысокими внутренними напряжениями, хлорид, разведенный в воде в виде кашицы, постепенно добавляют к теплому 25%-му раствору аммиака в соотношении 15 — 20 г хлорида (тетрагидрата) на 100 — 150 мл раствора аммиака. При этом сначала выпадает осадок диаминохлорида палладия, быстро растворяющийся в избытке аммиака.
Затем к раствору добавляют 25 — 30 г хлористого аммония, доводят рН до 9 и добавляют воды до 1 л. Осаждение проводится при 18 — 25 'С, плотность тока 0,3 — 0,4 А/дмз. К раствору полезно добавить 0,2 — 0,3 г/л протальбиновой кислоты, в присутствии которой формируются беспористые блестящие покрытия. С этой же целью можно использовать малеиновый ангидрид (0,15 г/л) и/или хинолин (0,1 г/л).
Палладиевые аноды в электролите не растворяются, поэтому равным образом можно применять платину и платинированный титан. На аноде выделяются кислород и хлор, в результате чего может измениться состав раствора. В связи с этим рекомендуют аноды отделять пористой керамической диафрагмой, а в качестве анолита использовать раствор аммиака с добавлением смеси сульфата и карбоната аммония. Более простой раствор для палладирования, пригодный для осаждения палладия на серебряный нли золотой подслой, содержит (в г/л) хлорида палладия — 2 — 40, 25%-го раствора аммиака — 150 — 200, сульфата аммония — 20 — 50, соляной кислоты (плотность 1,19) — 1Π— 20, а также добавку 0,5 — 1 г/л сахарина. Раствор имеет рН 8,5 — 9,5 и работает при 18 — 25 'С.
Плотность тока 0,5 — 1,5 А/дм'. Раствор также требует разделения катодного и анодного пространств, причем анолитом может служить раствор сульфата аммония (100 г/л). Платина сравнительно редко применяется в качестве гальванического покрытия. Иногда ее применяют как коррозионностойкое покрытие. Кроме того, платинируют титан для получения нерастворимых анодов. В лабораторной технике применяют платинированную платину. Некоторые свойства платины рассмотрены ниже. Достоинства 1.
Очень высокая химическая и коррозионная стойкость почти во всех средах. 2. Может быть использована в качестве анодного материала (в виде покрытия на титане), например при нанесении покрытий из золота или хрома. 3. Легко выдерживает нагревание на воздухе до 1000 'С и выше. 4. Пригодно в качестве материала для электрических контактов, особенно работающих при высокой температуре. 5. Высокая стойкость против истирания.
Неоостатии 1. Высокие внутренние напряжения. 2. Дефицитность и высокая стоимость. 3. Способность диффундировать в другие металлы. Составы растворов и условия осазгсдеиия Исходным веществом для получения электролитов платинирования служит хлорил четырехвалентной платины Р(С!4, который чаше применяется в виде платинохлороводородной кислоты Н [Р1СЦ.
Наиболее простой раствор, дающий покрытия сравнительно высокого качества, но пористые и неблестящие, состоит из 24 г/л этой кислоты и 120 г/л гидрофосфата натрия Ма,НРОс К этому раствору можно добавить 20 г/л двузамешенного фосфата аммония. Такой раствор можно применять при температуре от 20 до 50 'С при плотности тока 0,2 — 0,4 А/дм'. Менее пористые осадки (и при большей скорости осаждения) позволяет получать диаминодинитритный электролит. Для его приготовления требуется перевести платину в диаминодинитрит.
Для этого в горячий (90'С) раствор Н,[Р1С1,[ вводят десятикратный избыток нитрита натрия МаМО,, а после охлаждения — 5%-й раствор аммиака до нейтральной или слабошелочной реакции. В результате выпадает желтый осадок динитродиаминоплатины, который необходимо отделить и тщательно очистить перекристаллизацией, Рабочий раствор содержит 20 — 30 г/л этого вещества и около 100 г/л сульфаминовой (лучше) или серной кислоты. Процесс осаждения идет при бО 'С и плот- (158 ГЛАВА 3. Технология нанесения покрытий металлами и сплавами ности тока до 1 А/дм', с платиновыми анодами.
Раствор приходится корректировать по аммиаку, так как последний ловольно быстро испаряется при рабочей температуре. Кроме того, раствор агрессивен, и покрытия желательно наносить по золотому или серебряному подслою. Для осаждения на глалкую платину платиновой черни применяют раствор 30 г/л хлорида платины с добавлением 0,2 — 0,3 г/л ацетата свинца. Осаждение производят в течение 1 — 2 минут с платиновым анодом при комнатной температуре. Процесс обычно проводится без контроля плотности тока, при напряжении на электролизере около 2 В.
3.11. Электрокаталитическое (химическое) восстановление металлов 3. 12.1. Общие сведения Бестоковое (ве!ес!го!еззя), химическое, или, точнее, электрокаталитическое, осаждение металлов осуществляется в результате передачи электронов ионам выделяемого металла от присутствующего в растворе химического восстановителя. Этот процесс происходит не во всем объеме раствора, а лишь на поверхности изделия, которой предварительно придают каталитические свойства.
Наиболее распространен метод восстановления никеля гипофосфитом, а также некоторыми борсодержащими веществами, в частности борогидридами. В результате этих процессов на поверхности выделяются сплавы Кй — Р или Кй — В, содержащие до 15% неметалла. Такие сплавы обладают пониженной температурой плавления (около 900 'С) и высоким удельным электросопротивлением (в несколько раз выше по сравнению с чистым никелем). Кроме того, эти сплавы обладают высокой твердостью, которой можно управлять с помощью термической обработки, и высокой равномерностью распределения по поверхности. Третьим и главным их преимушеством является возможность осаждения на неметаллические поверхности, например на различные полимерные, керамические и полупроводниковые материалы.
Часть восстановителя при этом расходуется на выделение водорода. Большинство существующих процессов восстановления проводят при температуре выше 90 'С, причем скорость осаждения составляет 10 — 20 мкм/ч и очень сильно зависит от температуры. 3. 12.2. Предварительные анерации Неметаллические, а в ряде случаев и металлические поверхности необходимо предварительно подготовить. Для этого сначала поверхности придают некоторую шероховатость (химически или механически), З.(з.р р,, ( „ц, „ф затем сенсибилизируют в течение 3 — 5 минут в растворе, содержащем 30 — 40 г/л соляной кислоты и 30 г/л дихлорида олова (температура 20 — 25 'С).
Последней операцией является активация (придание каталитической активности) в растворе, содержащем соль палладия, в течение 1-2 минут при комнатной температуре. Типичный раствор имеет состав (в г/л): РбС!, — 1, БпС!, — 40-50, КС1 — 140 — 150, НС!— до рН 2,5 — 3,0. В результате этих процессов на поверхности возникают островки палладия, активирующие последующий процесс химического восстановления металла. 3, 12.3. Состав и приготовлеиие растворов Таблица 3.11 Состав покрытия Компоненты раствора Никеаь— фосфор Никель— Медь 20 — 25 25 — 30 40 Хлорна (с льфат) никеля С ль ат кобальта Сульфат мели 30-40 8 — 15 25-30 20 — 25 20 — 25 20 — 25 Гипофосфит натрия !Π— 20 Формалин (40%) Сульфат (хлорнд) аммония 40 35-45 20-25 6 — !О уксусная кислота 1,5-2,0 Малеиновый ан ид !Π— 15 Ацетат натрия Нитрат натрия Тиомочевина 40 0,003 20-30 Сегнетова соль 10-!5 Гидроксил натрия 5,0-5,5 8 — !О рН Все эти компоненты растворяют отдельно, затем соединяют и корректируют рН.
При этом раствор гипофосфита вводят лишь непо- Растворы для выделения сплава никель — фосфор содержат: а) источник выделяемого металла — сернокислый или хлористый никель в концентрации 20 — 30 г/л, б) восстановитель — гипофосфит натрия (! 0 — 30 г/л), в) дополнительные компоненты, служащие для поддержки кислотности; для этого применяют борную кислоту, ацетат натрия, цитрат аммония, глицин и другие вещества; г) блескообразователи — например, тиомочевину. В случае осаждения меди восстановителем служит формальдегид. (160 ТЛ4ВА 3.
Технология нанесения покрытий металлами и сплавами средственно перед началом осаждения. Во время осаждения важно соблюдать плотность загрузки изделий, которая, как правило, не должна превышать 1 — 3 дм' поверхности на 1 л раствора. Полезно непрерывно следить за величиной рН раствора. Составы растворов для химического осаждения никеля, меди и кобальта (в г/л) приведены в табл. 3.11. Сочетание солей никеля и кобальта в растворе с гипофосфитом позволяет осаждать сплавы Х1 — Со — Р различного состава, а введение вольфрамата — сплавы М вЂ” ху — Р и Со — ЪУ вЂ” Р. Из указанных в табл. растворов можно осаждать покрытия на сталь, медь, латунь, Перед осаждением на сплавы алюминия необходимо провести пиикатиую обработку в растворе 10 г/л ХаОН, 5 г/л ХпО и 1О г/л сегнетовой соли в течение 2 минут прн комнатной температуре.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
