Электролит для осаждения сплава цинк-олово
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1808883
Авторы: Ваграмян, Вакка, Горкуненко, Никольский, Харламов
Текст
(71) Московский химико-технологическийинститут им.Д,И,Менделеева и Институтэкологически рациональных технологий обработки поверхности, Академия творчестваСССР72) В.И,Харламов, М,В.Никольский,(56) Шлугер М,А, Гальванические покрытияв машиностроении, Справочник, М.: Машиностроение, 1985, т 1985, с,240,Химический энциклопедический словарь. / Под ред, И,Л.Кнунянц. М.: Советскаяэнциклопедия, 1983, с.792. Изобретение относится.к области гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению покрытий сплавом цинк-олово, и может найти применение в радиотехнической, электронной; автомобильной, машиностроительной и других отраслях промышленности,Цель изобретения является снижение шероховатости получаемого покрытия, повышение его пластичности, уменьшение внутренних напряжений,Указанная цель достигается тем, что в электролит для нанесения покрытий из сплава цинк-олово, содержащий оксид цинка, тетрахлорид олова и гидроксид натрия дополнительно вводят продукт поликонденсации этилендиамина с эпихлоргидрином. а также й-(3-оксиэтил)-И-этил-и-фенилендиа 1808883 А(54) ЭЛ Е КТРОЛ ИТ ДЛСПЛАВА ЦИНК-ОЛОВО(57) Использование: вэлектронной, автомобилраслях промышленноститения: электролиттетрахлорид олова 5-30;гидроксид натрия 100 иконденсации этилендигид р и н а 0,2-5,0; И-ффенилендиаминсульфат минсульфат при следующем соотношении компонентов, г/л:ЕпО 8-14 Я и С 4 5 Н 20 5 МаОН 1 Продукт поликонденсацииК-оксиэтил)-й-этил- и-фенилендиаминсульфат 0,1-0,2 Процесс осаждения проводится при температуре 18-40 С и катодной плотности тока 25-1000 А/м . В качестве анодов ис 2пользуются цинковые пластины марки Ц 1, Электролит периодически корректируется по содержанию ионов олова.Органическая добавка И-ф оксиэти этил-и-фенилендиаминсульфат (ЦП представляет собой бесцветные кристхорошо растворимые в воде. Добавка ЦПВ используется в цветной Фотографии и имеет следующую Формулу: (НОСН 2 СНЙС 2 Н 5) ЫС 6 Н 4 ИН 2 Н 2504, Применение этого вещества в гальванотехнике неизвестно,Продукт поликонденсации этилендиамина с эпихлоргидрином представляет собой вязкую жидкость от желтого до светло-коричневого цвета, смешивающуюся с водой в любых соотношениях, имеет характерный запах, Применение подобного рода добавок известно в цинковании для получения блестящих цинковых покрытий.Синтез добавки проводится следующим образом. Расчетное количество этилендиамина смешивается с расчетным количеством горячей воды, Смесь заливается в ячейку, к которой подключаются термостэт, обратный холодильник, механическая мешалка, Нагревание продолжается при перемешивании до достижения температуры 70 С. Затем через каждые полчаса в ячейку вводится одна десятая часть от расчетного количества эпихлоргидрина, После добавления последней порции эпихлоргидрина термастат отключается, перемешивание раствора продолжается еще в течение 1 ч. Смесь при этом остывает,В табл.1 приведены результаты испытаний из которых следует, что положительное действие на свойства электролитов и осадков, оказывает добавка, синтезируемая при указанном в табл.,2 (примеры 1-3) соотношении компонентов.Изменение весовых соотношений этилендиамина и эпихлоргидрина в синтезе не позволяет получить продукт поликонденсации, который в совокупности с добавкой ЦПВ, дает возможность осаждать покрытия сплавом цинк-олово из цинкатно-станнатных электролитов с улучшенными характеристиками (низкими внутренними напряжениями, высокой пластичностью. малой шероховатостью). При любом изменении соотношения компонентов и условий проведения синтеза (примеры 13-16) покрытия в конечном итоге получаются шероховатыми, с высОкими внутренними напряжениями и низкой пластичностью.Электролит готовят следующим образом. Отдельно приготавливают станнатный и цинкатный комплексы. Первый из них получают путем приливания раствора соли олова к раствору едкого натрэ, образующийся при этом осадок метаоловянной кислоты удаляют декантированием. Для получения цинкатного комплекса порошкообразный оксид цинка вводится при непрерывном перемешивании в подогретый до 90-100 С раствор едкого нэтра. После сливания полученных растворов,к ним добавляют предварительно растворенную добавку ЦПВи заранее синтезированный продукт поликонденсации5 зтилендиамина с эпихлоргидрином. Затемготовый электролит доводят водой до нужного обьема,Например, растворяем 120 г/л едкогонатра. К половине раствора приливаем при"0. перемешивании предварительно растворенные 15 г/л тетрахлорида олова. Раствордекантируем. Подогреваем оставшуюсячасть раствора едкого натра и при непрерывном перемешивании вводим в него по 15 рошкообразный оксид цинка 10 г/л дополного его растворения (табл,10 пример 2),Сливаем полученные растворы и добавляемк ним,предварительно растворенную добавку ЦПВ0,1 г/л и синтезированный про 20 дукт поликонденсации этилендиамина сэпихлоргидрином в количестве 3 г/л. Электролит доводим водой до обьема 1 л.Электроосаждение проводили приплотности тока 500 А/м и температуре30 С. Полученные покрытия содержали18 олова, имели красивый внешний вид(плотные, светлые, полублестящие), Измеренная пластичность составляла 86. Приоценке шероховатости покрытия средне 30 арифметическое отклонение профиля Ра составляло 0,2 мкм, внутренние напряжениясжатия - 30 МПа,Концентрация гидроксидэ натрия выбирэлэсь исходя из соображений наибольшей35 устойчивости цинкатного и станнэтногокомплексов и предотвращения пэссивациианодов. Уменьшение концентрации щелочив электролите ниже 100 г/л приводит к выпадению из раствора гидроксидов цинка и40 олова, уменьшению электропроводностираствора и пассивации анодов, Увеличениесодержания гидроксида натрия в электролите более 150 г/л значительно снижает каквыход по току, так и предел допустимой45 плотности токаВведение в электролит продукта поликонденсации этилендиамина с эпихлоргидрином в совокупности с добавкой ЦПЬ 2в указанных количествах увеличивает плэ 50 стичность покрытия, уменьшает шероховатость поверхности и внутренниенапряжения в осадках, поскольку эдсорбируясь на поверхности, добавки препятствуют включению в осадок водорода.55 После пропускания 100 А.ч/л электричества необходимо дополнительно вводитьпродукт поликонденсации в количестве 0,1г/л и добавку ЦПВв количестве 0,05 г/л.Для расширения предела допустимыхплотностей тока и улучшения качес гвэ осадков получаемых при низких плотностях тока, в состав электролита возможно введение тиомочевины в количестве 0,3-1,0 г/л,Изобретение иллюстрируется следующими примерами, сведенными в таблицу.Осаждение сплава проводили на образцы из углеродистой стали марки Ст,З, Для оценки пластичности покрытия использовали латунные образцы. Пластичность определяли методом гиб-перегиба на приборе НГ-ЗМ и рассчитывали по формуле: й = а/ао 100 , где а - количество перегибов образца до излома осажденного сплава толщиной 20 мкм, ао - количество перегибов латунногообразца без покрытия, Измерение внутренних напряжений проводили методом деформации гибкого катода. Шероховатость оценивали с помощью профилографа Мзавода "Калибр".Как видно из приведенных примеров, увеличение содержания оксида цинка выше 14 г/л (пример 5) и тетрахлорида олова более 30 г/л (пример 7) приводит к ухудшению качества покрытий сплавом цинк-олово. Покрытия становятся темными, матовыми, что ведет к увеличению их шероховатости, Внутренние напряжения растут. Снижение концентрации в электролите тетрахлорида олова менее 5 г/л и оксида цинка ниже 8 г/л (примеры 6, 4) приводит к уменьшению выхода сплава по току, а следовательно, и к падению скорости осаждения покрытия. Сужается интервал допустимых плотностей тока (при 500 а/м осадки получаются матогвыми). Пластичность и шероховатость ухудшаются, в то же время внутренние напряжения в осадках растут Как указано выше, уменьшение общей концентрации гидроксида натрия в электролите ниже 100 г/л приводит к выпадению из раствора гидроксида цинка и олова, уменьшению электропроводности раствора и анодной пассивации. В связи с этим изучение свойств покрытий из электролитов с концентрацией щелочи менее 100 г/л не проводилось, Увеличение содержания более 150 г/л значительно снижает как выход по току, так и предел допустимой плотности тока (пример 8), 0,2-5,0 В присутствии в электролите продуктаполиконденсации менее 0,2 г/л (пример 11),а также ЦПВс концентрацией менее 0,1г/л (пример 9) приводит к ухудшению каче 5 ства осадков, увеличению их шероховатостии росту внутренних напряжений, Пластичность покрытия падает. Повышение кон центрации продукта поликонденсации выше 5г/л (пример 12) и ЦПВболее 0,2 г/л (при 10 мер 10) не оказывает заметного влияния навнешний вид осадков, однако приводит кснижению пластичности покрытия и увеличению внутренних напряжений по сравнению с осадками, получаемыми при15 оптимальной концентрации добавок (примеры 1-3),Повышение температуры электролиза(пример 3) нецелесообразно экономически, .так как при этом не наблюдается дальней 20 шего улучшения характеристик покрытий,Как видно, электролит по изобретениюпозволяет наносить полублестящие покрытия сплавом цинк-олово с содержанием олова до 20 в интервале плотностей тока25 25-1000 А/м, Получаемые осадки обладаютвысокой пластичностью, низкими внутренними напряжениями, имеют малую шероховатость поверхности,Формула изобретения30 Электролит для осаждения сплава цинколово, включающий оксид цинка, соединение олова и гидроксид натрия, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения шероховатости покрытия, повышения его пла 35 стичности, снижения внутренних напряжений, он дополнительно содержит продуктполиконденсации этилендиамина и эпихлоргидрина, М-ф-оксиэтил)-И-этил-и-фенилендиаминсульфат, а в качестве соединения40 олова его тетрахлорид при следующем соотношении компонентов, г/л:Оксид цинка 8-14Гидроксид натрия 100-150Тетрахлорид олова 5-3045 Продукт поликонденсации этилендиаминаи эпихлоргидринаИ-ДЗ-Оксиэтил)-М-этил- и-фенилендиамин 50 сульфат 0,1-0,210 1808883 Таблица 2 Составитель В.ХарламовТехред М,Моргентал Корректор Н,Кешеля Редактор Л,Волкова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1258 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5
СмотретьЗаявка
4921523, 26.03.1991
МОСКОВСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА, ИНСТИТУТ ЭКОЛОГИЧЕСКИ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ АКАДЕМИЯ ТВОРЧЕСТВА СССР
ХАРЛАМОВ ВАЛЕРИЙ ИГОРЕВИЧ, НИКОЛЬСКИЙ МАКСИМ ВАЛЕРЬЕВИЧ, ВАККА АЛЕКСАНДР БОРИСОВИЧ, ГОРКУНЕНКО ГАЛИНА АЛЬБЕРТОВНА, ВАГРАМЯН ТИГРАН АШОТОВИЧ
МПК / Метки
МПК: C25D 3/56
Метки: осаждения, сплава, цинк-олово, электролит
Опубликовано: 15.04.1993
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1808883-ehlektrolit-dlya-osazhdeniya-splava-cink-olovo.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Электролит для осаждения сплава цинк-олово</a>
Предыдущий патент: Анодный штырь алюминиевого электролизера
Следующий патент: Способ обработки металлических изделий
Случайный патент: Способ измерения индукции магнитного поля