Способ нанесения родиевых покрытий на электрические контакты
Использование: электрохимическое осаждение родия на рабочие поверхности электрических контактов, например на контакт детали герконов. Сущность изобретения: родирование и очистку электролита проводят одновременно путем непрерывного прокачивания электролита через сорбент с аминрметиленфосфоновыми группами. Содержание примеси железа в электролите поддерживают в пределах 0,005-0,02 г/л, 1 табл,2 ил. & И
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИч ЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)ю С 25 D 3/50
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЪТ Ю
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ««гав ;
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4938828/26 (22) 28.02.91 (46) 23,05.93. Бюл. Из 19 (71) Особое конструкторское бюро при Рязанском заводе металлокерамических приборов
{72) И.С.Шрагин, А.А.Лобйчер, А.В,Смирнов, М.ЛЛетрова, А,M.Àsèäîâ и Н.М.Михина (56) О.Г, Локштанова, Н,В.Евдокимова, В.В.Карнаухова, М,П.Сенюшкина, Влияние . примесей железа на свойства родиевых покры тий контактов ИЭТ. — Электронная техника, серия 7 "Технология, организация производства и оборудование", вйп. 2 (117), 1983, с. 38-41, Гальванйческое покрытйе, Технологи. ческая карта СЯО.773;706 ТК, лист 18, 1989.
Изобретение относится к гальванотехнике, в частности касается электрохимического осаждения родия на рабочие поверхности электрических контактов, например на контакт-детали герконов, которые используются в качестве коммутационных элементов в asтоматических телефонных станциях, счетнорешающих устройствах и других системах.
Одним из основных требований к контактному покрытию является обеспечение низкого и стабильного переходного сопротивления. Родиевые покрытия, осажденные из чистого электролита, удовлетворяют этому требованию. При осаждении совместно с родием других металлов, например железа, которые попадают в электролит родирования за счет подтравливания подложки в процессе электролиза, на поверхности контактного покрытия образуются пленки потускнения, которые приводят к росту сопротивления при хранении или эксплуатации коммутационного элемента, С учетом этого при гальванопокрытии электрических („>50„„1816807 А1 (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ РОДИЕВЫХ
ПОКРЫТИЙ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОНТАКТЫ (57) Использование: электрохимическое осаждение радия на рабочие поверхности электрических контактов, например на контакт детали герконов. Сущность изобретения; родирование и очистку электролита проводят одновременно путем непрерывного прокачивания электролита через сорбент с аминометиленфосфоновыми группами.
Содержание примеси железа в электролите поддерживают в пределах 0,005-0,02 г/л, 1 .табл, 2 ил. контактов содержание примесей металлов в электролите родирования поддерживают в определенных пределах, которые устанавливают, исходя иэ особенностей конструкции и режимов рабты контактной пары, Известен способ электрохимического родирования электрических контактов, при котором поддержание концентрации железа в электролите не выше 0,02-0,05 г/л осуществляют периодической заменой электролита на свежеприготовленный. Недостатком этого способа является большой расход драгоценного металла — родия.
Известен способ электрохимического родирования электрических контактов. при котором для поддержания концентрации железа в электролите не выше 0,02-0.05 г/л предотвращают подтравливание материала подложки путем применения подслоя золота, осажденного из электролита низкопористого золочения, Недостатком этого способа является использование дополнительного драгоценного металла — золота, 181 6S07
1000 Ч С
56 Е
40
Сн-CH—
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ нанесения родиевого покрытия на контакт-детали герконов, выбранный в качестве прототипа, согласно которому концентрацию железа в сернокислом электролите родирования поддерживают нэ уровне не выше 0,1 г/л путем периодической обработки электролита родирования желеэистосинерадистым калием с последу- "0 ющей фильтрацией через активирсванный угОль.
При добавлении в электролит железистосинеродистога калия железо образует с ним комплексное соединение в виде нерастворимых и растворимых окрашенных.. продуктов. При фильтрации через активиро-. ванный уголь образовавшийся осадок механически задерживается, а растворимые окрашенные продукты сарбируются углем.
Укаэанный способ имеет ряд недостатков. В период между обработками концентрация железа в электролите непрерывно растет, чта ухудшает контактные свойства покрытия. Для проведения обработки электролита. необходимо останавливать технологический процесс, что ведет к простою оборудования. Фильтрация через активйровэнный уголь приводйт к значительным потерям радия и повышенному расходу драгоценнага металла для корректировки электролита.
Цель изобретения — улучшение качества родиевого контактного покрытия и уменьшение потерь радия.
Поставленная цель достигается зэ счет того, что в процессе нанесения родиевого покрытия на электрические контакты содержание железа в сернокислом электролите радирования поддерживают в пределах
0;005-0,02 г/л путем непрерывного прокачивания электролита через емкость, заполненную сорбентом с аминометиленфосфоновыми группами. При этом количества сорбента в где R = -NH-ÑH2-СН -; К = О, 1, 2, fIpvi прокачивании сернокислога электролита радирования находящееся в растворе железо связывается сарбентом. Его концентрация снижается до равновесного значения, которое поддерживается в тече- 50 емкости должно быть достаточным для полного поглащечия присутствующего в электролите железа и составлять не менее рассчитанного по формуле: где М ин — минимальная масса сорбента, г;
V- обьем сернакислого электрОлита рОдирования, л;
С вЂ” концентрация железа в электролите, г/л
Š— емкость сорбента, ммоль/г, Известен способ поддержания концентрации железа в пределах 0,02-0,05 г/л в промышленных электролизерах с электролитам родирования за счет очистки от железа исходных солей радия, применяемых при приготовлении электролитов и корректировочных растворов. Очистка производится пропусканием через ионна-обменную колонку, Однако такой рпособ неприемлем для обработки готового электролита родирования,: так как в условиях высокой кислотности сорбция катионов металлов подавляется избыт- . кам катионов водорода.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает новизной по сравнению с прототипом и существенными отличиями па сравнению с известными решениями, Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.
В существующую рециркуляционную систему гальванической ванны, включающую насос, нагреватель и фильтр, которые обеспечивают перемешивание и подогрев электролита, очистку его от механических примесей, дополнительно устанавливают фильтр-патрон, наполненный полимерным сорбентом с аминометиленфосфоновыми группами общей формулы
we всего времени работы фильтр-патрона вплоть до насыщения сорбента, Постоянный и низкий уровень концентрации железа в электролите родирования позволяет получать стабильные па химическому составу и
1816807 по переходному сопротивлению родиевые покрытия в течение всего времени работы сорбента.
Прокачивание электролита через сорбент осуществляется без прекращения процесса электролиза. При насыщении сорбента ионами железа его можно заменить на новый или регенерированный также без остановки работы гальванической ванны.
Сорбент с аминометиленфосфоновыми группами практически не поглощает родий, При смене сорбента остатки электролита родирования с его поверхности смывают во- 15 дой, промывные воды возвращают в гальваническую ванну. При этом потери родия не превышают погрешности анализа.
Влияние примеси железа в сернокислом электролите родирования на качество 20 магнитоуп равляемых герметизирован ных контактов (герконов) можно видеть на фиг, 1 и 2, где представлены распределения герконов типа МК-10-з по величине переходного сопротивления. Родиевое покрытие на 25 контакт-деталях герконов первой партии нанесено из электролита с содержанием железа 0,005 г/л (фиг, 1), на контакт-деталях герконов второй партии — иэ электролита с содержанием железа 0,28 г/л (фиг. 2). Объем 30 выборки в каждой партии 50 штук. Норма сопротивления по техническим условиям на данный тип герконов — не выше 0,3 Ом. При повышенном содержании железа свыше
40 герконов бракуются по переходному 35 сопротивлению, Пример. 1,0 кг сорбента с аминометиленфосфоновыми группами, предварительно обработанного для перевода в рабочую форму, загружают в фильтр-патрон, Фильтр-пат- 40 рон устанавливают в рециркуляционную систему гальванической ванны емкостью 16 л.
С помощью насоса осуществляют непрерывное прокачивание электролита через сорбент. Через определенные промежут- 4 ки времени отбирают пробы электролита и определяют в них содержание железа, В период наблюдения за ванной на ней ведется серийное производство — злектрохимическое родирование деталей из железосодержащего сплава.
Формула изобретения
Способ нанесения родиевых покрытий на электрические контакты, включающий родирование в сернокислом электролите и очистку электролита от примеси железа. о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода годных электрических контактов и уменьшения потерь родия, родирование и очистку производят одновременно путем непрерывного прокачивания электролита через сорбент с аминометйленфосфоновыми группами при минимальной массе сорбента, определяемой.по формуле
1000 V С
Е А
Ммин где Моин — минимальная масса сорбента, г;
Y — объем сернокислого электролита родирования, л;
С вЂ” концентрация железа в электролите, г/л;, * — атомная масса железа, г/моль;
Š— емкость сорбента, ммоль/г, Изменение содержания железа в гальванических ваннах, где родирование ведется по предлагаемому способу и по способу, выбранному за прототип, приведено в талице, Как можно видеть, через 6 недель непрерывной работы по предлагаемому способу сернокислый электролит родирования содержит железо в концентрации намного ниже нормы в 0,1 г/л, установленную технологической документацией. В том случае, когда электрохимическое родирование ведется по способу, выбранному за прототип, при той же норме по железу гальваническая ванна через 3 недели работы требует остановки и очистки электролита. Потери радия при ведении процесса по предлагаемому способу не превышают погрешности анализа 5 (, по прототипу достигают 18 .
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать родиевые покрытия высокой чистоты без снижения производительности оборудования и практически без потерь драгоценного металла.
1816807!
Б )Г-В свх оаФО. аФ„C х т a.CL
Ф
r ф
v o
0 v с в х
Б CD
<:Г.! - 0
Q.
Ф %
Z Г
Б
0 в
0! а т
m х z
0 <
a <
C! I
3та!О
aoaomae
0 х !» к lХ
Х K S
Y вв сГФс с
Х 5 !!) C в х
Ф сГ а.
М) М) о о о о о о Б в Ф в а Г
Ф иЭ х д>!
Б в Ф
Ф х а в со (Ч
lD tA о о о о
Ооо Б
И Ф
Ф Х
О. -(Ф
У % Б
С9 Ф
Ф
a. ct в х (5
z
Щ
CO х
Б
Ь Б
Дал
g Ф Гz
Ф Б
g o
Ф в!О свo00сО
О.БЮ к
sme сО
g аО.!в - Ф
Jl Z .!!
Я
Б 0 х сО
ГЬ 0х0
v Ф в!О т ас;
0 с
Б CO
0 Х Х f>
vzsс с!, -
Б со 10 сч
cQ !- О !
3 CO сЧ ойк
Фас
S Б сс х!
cO > .!ай>х 0 Ф»!!
ФХВС а -к0
Ф ов !
- с!! (0
I0 ф
g a. щ 0
О ЕЪ Г% % Ф
emu Ь! .Б с !- 0 в >. Х т Ф 0 a.s
3 аОZ ВБ
Ф s r !» о0ав о !с
Е-00йЕ о с- сч с
CV C9
О.
С:
F p
С1 с
l"z
Ф
V
Б .CL
Ы
Ф
С5
X л а.
Ф
Б !
-"С .0 CL, s
z
Ф
?
О.
Ф
Р
Б
Э .0 ! ! сО
Ф с
Ф
Б
Б
:Г (б а.
lx
Ф
:Г х
Ф
z
Ф х
Ф
X с:!
v 0
5 аz
ОЕ0 ао !
0
moo.
SvO !.! 0
cO m 0 С
m Х
0 х х а0
Б О.
3 в !
00В Б
О-rc !о
Ф >,а
k в <Д с с .0 о Л.Б С а х Г. 0
l- I
Х CO
Q2 m в!Б
moYzv
o <
ФФ! о
ms 0 (D Б > Ф лc,в ас!= со и
И Я Г
0.1- v !
- 0 а !О 0
Ф cg m
5 Q, co
0 х; s
0! cD O
Фвa.S с х хвв в в Х (g m
5,„вт.о Б
Z 0 т
osmmm
-Глух в хх ва !
Г Ф с <
0-ГБ< х хХ5ФФ
oc5m«
5 а
Ф
Б Й
0 Са втт Б М
" - еФ Ев свто
0 ав а 0
О!.. Ф !О c m а. 1
В ГО 0 5 s
rt-ogt-!!) 0 0 В !0щ Ф
P g o.a
0 Ф !- Ф С С
S Б л z 0 ! с хсс Б
Оme.Б ах =Г
О C0 CV Г
CV 4М
Q O 4 О)
С4 С.Э !- (") tA Гй
О О О. о о
О О О
t0 10 о о оooo
th tA о О о О
Ю Ю
О О
tA tA о о о о о
О о о о
СЧ СЧ СЧ о о î о о О oо
Г- СО СЧ СЧ е» ф!Г е о о о о
1816807
Редактор Н. Козлова
Заказ 3736 Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушскал наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 р
И
1 о 1 % л
gg
Ц
М 10
Р,1 02 О,У L7.Ô
Солрати8леиие жр аю а, Р, 02 0.5 04 Р5 РЮфатаУлг ию гадкое, 0
- Фиг. Z
Составитель Г. Борисова
Техред М.Моргентал Корректор O.Кравцова
