Электролит для осаждения покрытий сплавом палладий-рений

 

Использование: для электролитического осаждения покрытий сплавом палладий-рений. Сущность изобретения: электролит содержит, г/л: двухлористый палладий 17 - 34, перренат аммония 1,5 - 5,5, хлорид аммония 20 - 30, однозамещенный лимоннокислый натрий 100 - 140, нитрит натрия 15 - 25, трилон Б 70 - 140, гидроксид аммония (25%-ный водный раствор) 200 - 300 мл/л. 1 табл.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению покрытий сплавом палладий-рений.

Известен электролит для осаждения сплава палладий-рений с содержанием рения до 53 мас.% следующего состава, г/л: хлорид палладий 4,7-9,9, рениевокислый калий 0,12-6,36, нитрит натрия 5-10 [1]. Осаждение проводят при рН 2, комнатной температуре и плотности тока 4 А/дм². Однако из данного электролита при указанных режимах электролиза осаждается покрытие в виде порошка, что не позволяет его использовать в качестве износостойкого покрытия.

Наиболее близким к изобретению является электролит для осаждения сплава палладий-рений следующего состава, г/л: хлорид палладия 35-100, перренат аммония 2,5-10, хлорид аммония 20 и гидроксид аммония до рН 9,0-9,5 [2]. Электроосаждение осуществляется при температуре 50-55^оС и катодной плотности тока 1,5 и 15 А/дм^2. Покрытия плотные полублестящие. Однако содержания рения в сплаве не превышает 2%. Такие покрытия по свойствам мало отличаются от палладия, тогда как согласно правилу Курнакова наиболее высокими физико-механическими свойствами обладает сплав в виде твердого раствора, содержащий максимальное количество второго компонента. Данному условию соответствует содержание рения в сплаве около 20%.

Цель изобретения - повышение износостойкости покрытий сплавом палладий-рений путем увеличения содержания рения.

Цель достигается тем, что электролит, содержащий двухлористый палладий, перренат аммония, хлорид аммония, гидроксид аммония и комплексообразователи, в качестве комплексообразователей содержит однозамещенный лимоннокислый натрий, трилон Б и нитрит натрия при следующем соотношении компонентов, г/л: Двухлористый палладий 17-34 Перренат аммония 1,5-5,5 Хлорид аммония 20-30 Однозамещенный лимон- нокислый натрий 100-140 Нитрит натрия 15-25 Триллон Б 70-140 Гидроксид аммония, 25-ный водный раствор, мл/л 200-300 Отличием электролита является то, что в качестве комплексообразователей используются трилон Б, однозамещенный лимоннокислый натрий и нитрит натрия. При новом соотношении компонентов двухлористый палладий и перренат аммония являются источниками ионов, разряжающихся на катоде. Хлористый аммоний необходим для увеличения электропроводности раствора и улучшения его буферных свойств. Нитрит натрия и однозамещенный лимоннокислый являются комплексообразователями для рения. Последний, к тому же, увеличивает выход по току сплава. Гидроксид аммония и трилон Б являются комплексообразователями для палладия. Гидроксид аммония необходим также для поддержания рН электролита в необходимых пределах и для улучшения буферных свойств раствора. Концентрации комплексообразователей подбираются такими, чтобы содержание рения в покрытии можно было изменять в широких пределах.

Комплексообразование в предлагаемом электролите способствует повышению поляризации для разряда сплава, смещению потенциала осаждения в отрицательную сторону. Эти факторы позволяют получать полублестящие, плотноупакованные, мелкокристаллические покрытия с повышенным содержанием рения и высокой износостойкостью. Использование других комплексообразователей (тартратов, роданидов, цианидов, оксалатов и т.п.) также вызывает увеличение поляризации и делает осадки более мелкокристаллическими, однако компактными, плотноупакованными, полублестящими покрытия при этом не становятся, склонны к осыпанию и в качестве износостойких применяться не могут. Содержание рения в таких покрытиях не превышает 2%.

Следовательно, цель (повышение износостойкости сплава палладий-рений путем увеличения содержания рения) может быть достигнута комплексообразованием не с любым, а только с рекомендуемыми компонентами в указанных соотношениях.

Таким образом, предложенный электролит при новой совокупности признаков (комплексообразование) проявляет новые свойства (увеличивает содержание рения до 38% и повышает износостойкость покрытий), т.е. соответствует критерию "существенные отличия".

Для приготовления электролита используют палладий двухлористый ТУ6-09-2025-72, аммоний рениевокислый (аммония перренат) ТУ6-09-04-133-75, аммония хлорид ГОСТ 3773-72, гидроксид аммония ГОСТ 3760-64, натрия нитрит ГОСТ 4197-66, натрий лимоннокислый однозамещенный ТУ 43 63-65, трилон Б ГОСТ 10652-63.

Электролит готовят следующим образом. Расчетное количество двухлористого палладия растворяют при 70-80^оС в 25%-ном водном растворе гидроксида аммония (из расчета 6 мл 25%-ного раствора гидроксида аммония на 1 г соли). В этот раствор вводят расчетное количество трилона Б и после выдержки в течение 12 ч половину расчетного количества однозамещенного лимоннокислого натрия и все расчетное количество нитрита натрия. Отдельно в 25%-ном растворе гидроксида аммония растворяют сухую смесь расчетного количества перрената аммония и оставшуюся половину расчетного количества однозамещенного лимоннокислого натрия. Растворы сливают, вводят расчетное количество хлорида аммония, фильтруют и доводят дистиллированной водой до нужного объема.

Процесс осаждения рекомендуется проводить при рН 8,4-9,0, температуре 18-22^оС и плотности тока 0,5-2,0 А/дм² с использованием нерастворимых платиновых, палладиевых или графитовых анодов. В указанных режимах осаждаются компактные полублестящие покрытия сплавом палладий-рений.

Изобретение иллюстрируется данными таблицы.

Как видно из приведенных данных, предлагаемый электролит позволяет получать полублестящие покрытия сплавом палладий-рений с содержанием рения до 38% , которые обладают значительно более высокой (в 10-14 раз) износостойкостью.

Гальванические сплавы палладия (с никелем, индием и висмутом) получили распространение в промышленности в качестве покрытий скользящих контактов, к которым предъявляются требования по паяемости, микротвердости, переходному электросопротивлению, коррозионной износостойкости, коэффициенту трения. Покрытия палладий-рений из разработанного электролита превосходят указанные сплавы палладия по износостойкости и близки по другим характеристикам (см. таблицу). Следовательно, предлагаемый электролит целесообразно использовать в электро- и радиопромышленности для покрытия скользящих контактов.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ СПЛАВОМ ПАЛЛАДИЙ-РЕНИЙ, содержащий двухлористый палладий, перренат аммония, хлорид аммония и гидроксид аммония, отличающийся тем, что в качестве комплексообразователей он содержит однозамещенный лимоннокислый натрий, нитрит натрия и трилон Б при следующем соотношении компонентов, г/л: Двухлористый палладий 17 - 34 Перренат аммония 1,5 - 5,5 Хлорид аммония 20 - 30 Однозамещенный лимоннокислый натрий 100 - 140 Нитрит натрия 15 - 25
Трилон Б 70 - 140
Гидроксид аммония 25%-ный водный раствор 200 - 300