Электролит для осаждения сплава никель-кобальт

Изобретение относится к области гальванотехники. Электролит содержит, г/л: сульфат никеля 15-22; сульфат кобальта 18-22; трилон Б 28-32; 1,4-бутандиол, мл/л 0,8-1,2; борную кислоту 28-32; сульфат натрия 114-170 и воду. Технический результат: повышение блеска и коррозионной стойкости покрытий. 1 табл.

 

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электролитическому осаждению сплава никель-кобальт.

Известны фторидные [1], оксалатные [2] и сульфатные [1,3-6] электролиты для электроосаждения сплава Ni-Co. Однако фторидные электролиты очень коррозионно-активные, а из оксалатных и сульфатных электрлитов осаждаются покрытия, облажающие недостаточным блеском, сцепляемостью с основой и коррозионной стойкостью.

Наиболее близким к изобретению является электролит для осаждения сплава никель-кобальт, содержащий соли никеля и кобальта и оксалат натрия [2].

Недостатком указанного электролита является недостаточное качество получаемых покрытий. Осадки шероховатые, с крупнокристаллической структурой и низкой коррозионной стойкостью.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является получение покрытий с улучшенными свойствами.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в улучшении блеска и повышении коррозионной стойкости покрытий.

Указанный технический результат достигается тем, что электролит для осаждения сплава никель-кобальт содержит сульфаты никеля и кобальта и в отличие от известного в состав электролита введены в качестве комплексообразователя трилон Б - динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, в качестве блескообразователя - 1,4-бутандиол, борную кислоту и сульфат натрия при следующем соотношении компонентов, сульфат никеля, г/л - 15-22; сульфат кобальта, г/л - 18-22; трилон Б, г/л - 28-32; 1,4-бутандиол, мл/л - 0,8-1,2, борная кислота, г/л - 28-32; сульфат натрия, г/л 114-170.

Процесс осаждения рекомендуется проводить при рН электролита 1,0-1,5, катодной плотности тока 3,2-3,7 А/дм², при температуре 20-25°С, при непрерывном перемешивании с использованием платиновых анодов.

Электролит готовится следующим образом.

Требуемое количество трилона Б растворяют при 80-90°С в 1/3-1/4 части необходимого для приготовления электролита объема дистиллированной воды. В отдельных порциях воды, составляющих ¹/₄ часть необходимого для приготовления электролита объема, растворяют требуемые количества сульфатов никеля и кобальта.

Затем к полученному раствору трилона Б добавляют при перемешивании приготовленные растворы сульфатов никеля и кобальта. К полученной смеси добавляют требуемое количество сульфата натрия, борной кислоты и 1,4-бутандиола и доводят объем раствора до рабочего дистиллированной водой.

Используемый в электролите трилон Б образует с катионами никеля и кобальта прочные комплексы и тем самым предотвращает гидролиз солей и повышает поляризацию электровосстановления катионов. Он также хорошо адсорбируется на электроде и способствует получению мелкокристаллических осадков.

Борная кислота образует буферные растворы, поддерживающие постоянство рН в прикатодном слое раствора.

Добавление сульфата натрия позволяет увеличить электропроводность раствора, а следовательно, и его производительность.

Поверхностно-активное неионогенное вещество 1,4-бутандиол, адсорбируясь на катоде, ингибирует процессы электровосстановления ионов металлов, одновременно улучшая смачиваемость осадка, что приводит к получению равномерности распределения металла по поверхности катода.

Конкретные примеры, иллюстрирующие составы и свойства электролита, приведены в таблице.

Использование предлагаемого электролита позволяет осаждать полублестящие, гладкие, хорошо сцепленные с подложкой и коррозионно-стойкие покрытия.

Микротвердость покрытия составляла 80-90 МПа, выход по току - 80-85%.

Скорость коррозии покрытий, полученных из предлагаемого электролита, на 20-25% меньше таковой для покрытий, осажденных из известного электролита.

В результате использования данного электролита осаждаются качественные покрытия, выдерживающие изгиб под углом 45° без излома и отслаивания подложки.

После пропускания 400-600 А·ч/м³ необходимо производить корректировку электролита с добавлением веществ, входящих в состав электролита.

Таблица
Компоненты электролита и параметры исследований	Состав по примерам
1	2	3
Сульфат никеля, г/л	15	20	22
Сульфат кобальта, г/л	18	20	22
Трилон Б, г/л	28	30	32
Сульфат натрия, г/л	114	140	170
Борная кислота, г/л	28	30	32
1,4-бутандиол, мл/л	0,8	1.0	1,2
Плотность тока, А/дм	3,2	3,5	3,8
Температура, °С	20	22	25
рН	1,0	1,2	1,5
Перемешивание, об/мин	60	60	60
Выход по току, %	75	80	85
Микротвердость, МПа	85	80	70
Содержание никеля в сплаве, мас.%	47,5	47,3	46,8
Скорость коррозии в 0,1 М водном растворе H2SO4, кг/м2·ч	0,010	0,010	0,010
Внешний вид покрытий	Полублестящие плотные	Полублестящие плотные	Полублестящие плотные

Источники информации.

1. Иванова Н.Д., Иванов С.В., Болдырев Е.И. Фторсодержащие растворы для осаждения и обработки металлов. Киев: Наукова думка, 1987, 10 с.

2. Феоктистов Д.Т. Материалы научно-технической конференции. Ростов. 2000, Т.2, с.277.

3. Gomez Е., Kamires J., Voiles E.J. Appl. Electrochem. 1988, T.28, №1, c.80-88.

4. Gang Wu. Р. Ж. Хим., 2003, Т.19, №13, r.2, c.36.

5. Sasaki K.Y. J. Electrochem. Soc. 1998, T.145, №3, с.981-990.

6. Сеюм Б.Х., Кунина О.Л., Лукомский Ю.Я. Изв. вузов. Химия и хим. технология, 2001, Т.44, №4, с.103-107.

Электролит для электроосаждения сплава никель-кобальт, содержащий сульфаты никеля и кобальта, воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве комплексообразователя трилон Б - динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, в качестве блескообразователя 1,4-бутандиол, борную кислоту и сульфат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л:

сульфат никеля	15-22
сульфат кобальта	18-22
трилон Б	28-32
1,4-бутандиол, мл/л	0,8-1,2
борная кислота	28-32
сульфат натрия	114-170