Электролит для осаждения покрытий сплавом олово-никель

 

Изобретение относится к гальванотехнике , в частности к электролитам для осаждения металлических покрытий из сплава олово-никель. Цель снижение внутренних напряжений и повышение защитно-декоративных свойств покрытий. Это достигается тем, что электролит дополнительно содержит полиэтиленполиамин и N-ацетонитрилморфолина гидрохлорид при следующем соотношении компонентов, г/л: хлорис-. тое Олово 40-50; хлористый никель 200-300; фтористый аммоний 30-60; фтористый натрий 20-30; полиэтиленполиамин 2-30 мл/л; N-ацетонитрилморфолина гидрохлорид 0,03-0,15. 1 Электролит позволяет получать качественные покрытия сплавом олово-никель , обладаюЕцие низкими . внутренними напряжениями (Oj1-0, Н/м) и вследствие высоког-Ъ блеска (50-60%) и коррозионной стойкости (ток коррозии 1,1-2,5«10 А) покрытий повьш1енными защитно-декоративными свойствами . 3 табл. & (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ц 4 С 25 D 3/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4234684/31-02 (22) 23.04.87 (46) 30.03.89 ° Бюл. N 12 (71) Минский радиотехнический институт и Институт физико-органической химии АН БССР (72) Л,К.Кушнер, А,П.Достанко, Н.С.Козлов, С.И.Козинцев, А.А,Хмыль, М,К.Пархоменко и О.А.Лисай (53) 621.367.7:669,6.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1203132, кл. С 25 D 3/60, 1986.

Вячеславов П,M. Электролитическое осаждение сплавов ° Л.: 1971 Машиностроение, с.43. (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИИ СПЛАВОМ ОЛОВО-НИКЕЛЬ (57) Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к электролитам для осаждения металлических покрытий из сплава олово-никель. Цель

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к электролитам для осаждения металлических покрытий из сплава олово-никель, и может быть использовано для изделий радиотехнической, электронной и ювелирной промьппленности при нанесении защитно-декоративных покрытий.

Целью изобретения является снижение внутренних напряжений и повышение защитно-декоративных свойств покрытий сплавом олбво-никель.

Электролит для осаждения покрытий сплавом олово-никель, включающий хлористый никель, хлористое олово, фтористый аммоний и фтористый натрий, дополнительно содержит полиэтилен„„SUì 146898Î А1 снижение внутренних напряжений и повышение защитно-декоративных свойств покрытий. Это достигается тем, что электролит дополнительно содержит полиэтиленполиамин и N àöåòoêèòpèëìîðфолина гидрохлорид при следующем соотношении компонентов, г/л: хлористое олово 40-50; хлористый никель

200-300; фтористый аммоний 30-60; фтористый натрий 20-30> полиэтилен- полиамин 2-30 мл/л; N-ацетонитрилморфолина гидрохлорид 0,03-0,15.

Электролит позволяет получать качественные покрытия сплавом олово-никель, обладающие низкими внутренними напряжениями (0,1-0,15 1О Н/r ) и вследствие высокого блеска (50-603) и коррозионной стойкости (ток коррозии 1,1 2,5 10 А} покрытий повьппенными защитно-декоративными свойствами. 3 табл. полиамин и N-ацетонитрилморфолина

С5 гидрохлорид, Об

Синтез N-ацетонитрилморфолина гидрохлорид осуществляют по .следующей методике. К раствору 1 моль морфоли-. на в 100 мл бутанола-1 при охлаждении (10-!2 С) в течение 2 ч добавляют по каплям 0,5 моль нитрила монохлоруксусной кислоты. Затем смесь нагревают при перемешивании на кипящей водяной бане 3 ч. Выпавшие после охлаждения кристаллы растворяют в воде и обрабатывают 207-ным раствором К СО> с последующей экстракцией эфиром. Эфирную вытяжку высушивают над прокаленным поташом. Выпавшие после.отгонки растворителя кристаллы перекристал3. 146898 г лизовывают иэ этилового спирта, Выход

N-ацетонитрилморфолина составляет

-907., т.пл. 59-60 С. Для получения гидрохлорида N-ацетилнитрилморфолина

5 последний растворяют в сухом эфире с последующим насыщением сухим FIC1. Полученные кристаллы гидрохлорида перекристаллизовыва1ат из этилового спирта. Структурная формула N-ацетонитрилморфолина гидрохлорида имеет вид:

О

Я С CHz и

ИС1 СБ q — С ra%

Приготовление электролита осуществляют следующим образом.

В раствор хлористого никеля Ь ro" рячей дистиллированной воде вводят при перемешивании половину объема раствора фторидов аммония и натрия, saтем раствор хлористого олова и остатки раствора фторидов. После этого до- 25 бавляют полиэтиленполиамин и растворенный в воде 11-ацетонитрилморфолина гидрохлорид с последующим доведением до pFI 2-3 раствором соляной кислоты и доведением объема электролита до необходимого.

11риготовленный электролит работает при 50-70 С, рН 2-4 и плотности тока

0,5--5 а/дм .

Примеры конкретного опробования электролита и результаты опробования 35 приведены в табл.i.

В табл.2 показано влияние плотности тока на степень блеска покрытий и коэффициент растекания припоя для состава электролита по примеру 1.

40 В табл.3 приведена зависимость

Внутрене1их напря)1(ений покрытий от концентрации Й-ацетонитрилморфолин гидрохлорида. 45

Исследование рассеивающей способности электролита проводили в щелевой ячейке Молера с разборным катодом, . состоящим из десяти латунных пластин шириной 9,8 мм каждая,,Микротвердость покрытий сплавом олово-никель измеряли на микротвердомере ПМТ-5 методом статистического вдавливания алмазной пирамиды нагрузкой 50 г. Блеск покрытий определяли с помощью фотоэлектрического блескомера ФБ-2 в относитепьных единицах по отношению к свеженапыленному серебряному зеркалу.

Коррозионную стойкость осадков определяли электрохимическим методом регистрации катодно-анодных поляризационных кривых и:вычисления. тока коррозии. Внутренние í" ïðÿæåíèÿ покрытий измеряли по методу деформации гибкого катода.

Способность покрытий к пайке измеряли методом опрецеления коэффициента растекания припоя по высоте капли растекающегося припоя по формуле

«D-Н, к, - —" iоох, где ̈́— высота капли растекающегося припоя;

D — диаметр гипотической капли припоя, определяемый из предложения отсутствия силы тяжести исходной дозы припоя по уравнению 6М

1 -J где М вЂ” масса дозы припоя;

Р— плотность припоя в расплавленном состоянии, Результаты опробования показывают, что электролит имеет высокую рассеи-вающую способность (63-67Ж) и позволяет получать качественные покрытия сплавом олово-никель, обладающие низкими внутренними напряжениями (0,10.15:10 Н/м ) и, вследствие высокого блеска (50-60K) и коррозионной стойкости (ток коррозии 1,1-2,5-10 А) покрытий, повышенными защитно-декора- . тивными свойствами. Микротвердость покрытий составляет 450-480 кгс/мм

Использование для электролита нестационарных режимов электролиза (импульсного и реверсивного тока) способствует дальнейшему повышению качества покрытий. Так, например, исполь." . зование реверсивного тока при а .1, = 60:20 мс обеспечивает осаж"р 1 Оыр дение покрытий сплавом олово-никель, которые уже при толщине в 6 мкм практически не корродируют (ток коррозии равен О) .

Формула изобр етения

Электролит для осаждения покрытий сплавом олово-никель, включающий хлористое олово, хлористый никель, фтористый аммоний и фтористый натрий, 5 1468980 отличающийся тем, что, с целью снижения внутренних напряжений и повышения защитно-декоративных свойств покрытий, он дополнительно

5 содержит полиэтиленполиамин и М-ацетонитрилморфолина гидрохлорид при следующем соотношении компонентов, г/л:

40-50

200-300

30-60

20-30

Хлористое олово

Хлористый никель

Фтористый аммоний

Фтористый натрий

Полиэтиленполиамин, мл/л

N-Ацетонитрилморфолина гидрохлорид

2-30

0,03-0,15

Таблица

Примеры

Компоненты электролитов и результаты опро- 1 бования

Прототип

Хлористый никель, г/л

Хлористое олово, г/л 45

Фтористый аммоний, г/л 50

Фтористый натрий, г/л 35

Полиэтиленполиамин, мл/л 15

N-Ацетонитрилморфолина гидрохлорид, г/л

Температура, С

Толщина, мкм

Степень блеска, Z

Ток коррозии, 10 А 1,1

Рассеивающая способность 65

Коэффициент растекания припоя, 79

300

400

100

300

200

250

50

70

40

10

30

50

1О

20

0,5

0,01

43

0,3

60 . 6

0,03 .,0,15

60 60 б 6

51 60

0,09

60 .6

6 5

3,6

2,5

61

67

76,2

77

80,8

80,1

Таблица 2

Плотность тока, А/дм

Показатель

2 . 3 5

0,5 1 1

Степень блеска покрытий, 50

Коэффициент растекания припоя, 78

49,7

55,3

56,3

54,5

77

81 78,5

80,3

79,1

1468980

Таблица 3

Состав электро- . лита, г/л

0,09

250

40

+0,2

40 -1,3

Составитель В.Букреев

Редактор M,Áÿíäóðà Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Я

Заказ 132! /28 . Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Хлористый никель

Хлористое олово

Фтористый аммоний

Фтористый натрий Полиэтиленполиамин

Хлористый ник ель

Хлористое олово

Фтористый аммоний

Фтористый натрий (прототип) 8 2

Внутренние напряжения, 10 Н/м, при концентрации ¹àöåтонитрилморфолина гидрохлорида, г/л

0 0 03 0 15 0 01 0 3

15 -0,5 +О,l +0,04 +0,12 -0,3

300