Электролит для получения осмиевых покрытий

ае ггггЗЮС 2 В 0 СОЮЗ ООВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 0,19-19 50 -3000,00004-40 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Харьковский государственныйпедагогический институт им. Г.С. Сковдроды(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 334276, кл. С 25 Э 3/50, 19702, Патент США й 3622474кл. 04-47) опублик, 1971(54)(57) ЭЛЕКТРОЛИОСНИЕВЫХ ПОКРЫТИЙосмия, комплексообксид натрия, о т лтем что, с цельюпокрытий и упрощенкачестве комплексролит содержит сулследующем соотноШег/л:Ионы осмия( в пересчетена металл )Сульфат натрияГидроксиднатрия Т ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯсодержащий ионы разователь и гидрои ч а ю щ и й с я увеличения толщины ия процесса, в ообразователя электьфат натрия при нии компонентов,0,19-19 1 10149Изобретение относится к гальваностегии, в частности, к электрохимическому осаждению осмия.Известен электролит для электрохимического осаждения осмия, содержащий комплексные соединения осмия,соляную кислоту, хлористый аммонийи аммиак 1 1Недостатком указанного электролита является малая толщина осмиевых 10покрытий и низкий катодный выход потокудо 1),Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является электролит, 15содержащий ионы осмия при использовании в качестве комплексообразователя натриевой соли сульфаминовойкислоты и гидроксид щелочного метал.ла Г 21 .20Существенным недостатком данногоэлектролита является его низкая ста-бильность, обусловленная снижениемустойчивости осмий-сульфаматного комплекса при незначительном отклонении кислотности раствора от аптИмального значения, что значительноусложняет процесс электрохимическогоосаждения осмия,Кроме того, из указанного электролита не удается получить качественныеосмиевые покрытия толщиной более 3 мкмЦель изобретения - увеличение толщины покрытий и упрощение процесса.Указанная цель достигается тем,35что электролит для получения осмиевых покрытий, содержащий ионы осмия,комплексообразователь и гидроксидщелочного металла, в качестве комплексообразователя содержит сульфатнатрия при следующем соотношениикомпонентов, г/л:Ионы осмияв пересчетена металл)Сульфатнатрия 50 -300Гидроксиднатрия 0,00004-40Процесс осаждения проводят вячейки без диафрагмы при 50-90 С иплотности тока 0,1-10 А/дм, Приуказанных режимах осаждения скоростьнаращивания покрытий составляет,0,08-0,4 мкм/мин.Катодный выход по току составляет2,5-423.Электролит готовят путем анодногорастворения металлической осмиевой 96 1пластины в растворах сульфата натрия с концентрацией соли от 50 до 300 г/л при рН 8 - 14, регулируемом добавлением определенного количества гидроксида натрия, и температуре 50-90 С в электролизере без разделения анод- ного и катодного пространства. Растворение протекает со 1004-ным выхо дом по току в интервале плотностей тока 0,02 - 2 А/дм.Растворение ведут до накопления необходимого количества металла в растворе.Электроосаждение осмия из полученного раствора можно осуществлять как с растворимым анодом 1 металлический осмий), так и нерастворимыми 1, платина, родий, графит) .Электроосаждение осмия в ванне с растворимым анодом исключает . необходимость корректировки раствора в процессе электролиза.При соответствующих соотношениях катодной и анодной поверхностей, выбираемых с учетом анодного и катодного выходов по току, можно длительное время поддерживать неизменной концентрацию осмия в растворе.Кроме того, для поддержания постоянной концентрации осмия можно применять определенное сочетание площадей растворимого и нерастворимого анодов.Концентрации компонентов, используемые для приготовления электролита являются оптимальными и обеспечивают получение качественных осадков осмия в широком интервале рН раствора.Гидроксид натрия добавляют в электролит с целью поддержания необходимой кислотности раствора, которая в области граничных значений содержания этого компонента в растворе составляет рН 8 - 14. Предельные значения концентрации осмия в электролите обусловлены областью получения качественных покрытий и высоким выходом осмия по току. Кро" ме того, .при высоких концентрациях осмия неоправдано возрастает стоимость ванн и увеличиваются затраты, связанные с уносом электролита деталями. Предельные концентрации сульфата натрия в растворе объясняются необходимостью поддерживать постоянным со". отношение между сульфат-ионами и,О 40,0 дроксид натр рН, ед. 12,8 гПлотность тока,Ф/дмТемпература, С 70Толщина покрытий,мкм5 7 7 160 . 240 Время осажд м Выход по току,Ж Переходное сопротивление, ИОмпри нагрузке 100 г, величи" . не тока 25 мА ,(ГОСТ 16875"71)Пористость, пор Адгезия:С ГОСТ 16875-71) 42Беспористо спористое пористое Отслаиванияне наблюдается тслаивани е наблюда Отслаиванине наблюдается ется 4 Светло-сероветло-сероеголубоватымттенком, мелко- ристаллическое Светло-сероеполублестящеемелкокристаллческое ешний лическо 3 1014996 ионами осмия в пределах от 60: 1 до при 65-75 С, При более низких темпе:1. ратурах скорость. осаждения снижается,Нижний предел содержания сернокис- а при более высоких происходит интен" лого натрия обусловлен тем, что недо-. сивное испарение ванны. статок сульфат-ионов сказывается наЭлектролит стабилен в работе и не непостоянстве образующегося,осмий-. требует частой корректировки. После сульфатного комплекса при накоплении . пропускания через электролит количев электролите осмия свыше 0,5 г/л, ства из расчета 42 А:" продолжают несвязавшиеся в комплекс ионы осмия осаждаться качественные осадки осмия 1,вследствие дефицита сульфат-ионов, 1 ф необходимой толщины, характеризующие- являющихся лигандами), перешедшие в ся хорошим сцеплением с подложкой и раствор при анодном растворении метал- отсутствием трещин. Содержание осмия ла, окисляютя до токсичной летучей в электролите в продолжение его эксчетырехокиси осмия, что приводит к плуатации остается практически посто- обеднению электролита осмием и отри янным. цательно сказываетсяна условияхтруда. Электролит позволяет осуществлятьВерхний предел концентрации натрия ,непосредственное осаждение осмия наобусловлен возможной кристаллизацией различные проводящие материалы, в том соли на катоде и в растворе при пони-;, числе на медь и медные сплавы, пержении температуры электролита. в маллой, никель, вольфрам, молибден,Скорость осаждения осмиевых покры- титан, золото, серебро, платину, ротий и,выход по току осмия повышается дий, палладий, индий, графит. с увеличением температуры. Предпочти- . Примеры, иллюстрирующиеиспользовательно процесс осаждения осмия ведутние изобретения представлены в табл.1.Т а б л и а 1% 1014996Для сравнения были получены покры тия иэ известного электролита. в 4Сравнительные данные приведенытабл. 2,Таблица 2 Показатели Электролит евтетее иветт Адгеэия( по ГОСТ16875 т 7 1Толщина Внешний покрыти вид помкм крытия Переходноесопротивле,"ние( ГОСТ 16875-71)МОМ т веттететететт Известный 3 Отслаивание беспористоев местах пере-,сечения надрезов ненаблюдалось Плотное, 30-.40блестя- щее,5 Тусклое,рыхлое Более 1000 Наблюдалось 2 т 4отслаивание 27 т 34 беспористое Предлагаемый 3 42 т 50 То же Темно-сет 100-250рого цветас губча- .той поверх- ностью Как видно из таблиц, предлагаемый электролит обеспечивает возможность получения качественных осмиевых покрытий толщиной до 5 мкм с высоким вы" ходом по току, позволяет значительно упростить процесс эа счет его анодного растворения и увеличить срок службы электролита без его замены или корректировки.Изобретение может быть использовано в радиоэлектронной и химической отраслях промышленности для получения стойких гальванических осмиевых покрытий. ВНИИПИ Заказ 3150/26 Тираж 643 Подписное фили а ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Плотноемелкокрйсталличес-.кое сероголубогоцвета Плотное мелкокристаллического серого цве- та Отслаиваниев местах пересечениянадрезов ненаблюдалось Наблюдалосьотслаиваниев местахпересечениянадрезов Пористость