Электролит для осаждения сплава серебро-рений
Владельцы патента RU 2459017:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области гальваностегии и может быть использовано в машиностроении и приборостроении для получения покрытий с повышенной коррозионной стойкостью. Электролит содержит, г/л: азотнокислое серебро 15-25; рениевокислый аммоний 5-10; трилон Б 30-40; уксуснокислый аммоний 20-30; триэтаноламин 2-4. Технический результат: повышение коррозионной стойкости и улучшение внешнего вида покрытий. 1 табл.
Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению сплава серебро-рений.
Известен электролит для осаждения сплава серебро-рений, содержащий дицианоаргентат калия, рениевокислый натрий, азотнокислый аммоний и триэтаноламин [1]. Однако, данный электролит характеризуется низкой рассеивающей способностью (44-51% по Филду) и из него осаждаются шероховатые матовые покрытия с низкой коррозионной стойкостью в 0,1 М растворе серной кислоты (0,2-0,35 т/м2·ч).
Результатом предлагаемого изобретения является увеличение рассеивающей способности электролита, улучшение качества покрытий (внешнего вида) и повышение коррозионной стойкости.
Предлагаемый электролит отличается от известного тем, что кроме солей серебра, рения и триэтаноламина он дополнительно содержит трилон Б (динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) и уксуснокислый аммоний при следующем соотношении компонентов, г/л:
азотнокислое серебро - 15-25;
рениевокислый аммоний - 5-10;
трилон Б - 30-40;
уксуснокислый аммоний - 20-30;
триэтаноламин - 2-4;
вода - до рабочего объема.
Трилон Б связывает ионы серебра в трилонатные комплексы (lgβAgЭДТА=7,32), что препятствует гидролизу, улучшает стабильность электролита и сближает потенциалы восстановления ионов соосаждаемых металлов.
Дополнительное введение уксуснокислого аммония способствует увеличению электропроводности раствора и его буферных свойств, а также улучшает равномерность распределения металла на катоде.
Электролит готовят следующим образом. Трилон Б растворяют при 70-80°С в ¼ необходимого для приготовления электролита объема дистиллированной воды. В отдельных порциях воды растворяют соли серебра и рения. Затем часть раствора трилона Б добавляют при перемешивании в раствор соли серебра и вторую половину комплексона - в раствор рениевокислого аммония. Смеси растворов оставляют на 10-15 минут для полного комплексообразования, а затем медленно (при интенсивном перемешивании) к раствору комплексоната серебра добавляют раствор комплексоната рения. К полученной смеси добавляют уксуснокислый аммоний и триэтаноламин и доводят объем электролита до рабочего водой.
Процесс осаждения проводят при рабочей плотности тока 1-3 А/дм2, температуре 20-25°С и pH 9,0-9,5 при непрерывном перемешивании с использованием платиновых анодов. Конкретные примеры использования электролита и некоторые свойства покрытий приведены в таблице.
Концентрации компонентов электролита определены экспериментально. Граничные значения концентраций солей серебра и рения в электролите обусловлены составом получаемого сплава, который в зависимости от параметров электролиза может содержать от 4 до 7% рения.
Понижение концентрации уксуснокислого аммония приводит к ускоренному защелачиванию прикатодного слоя и выпадению в нем нерастворимых гидроксидных соединений соосаждаемых металлов. При высоком содержании этого компонента в растворе падает выход сплава по току. При низкой концентрации триэтаноламина формируются шероховатые крупнокристаллические осадки, при высокой - покрытия темнеют. Рассеивающая способность предлагаемого электролита увеличивается на 15-20% по сравнению с известным. Скорость коррозии покрытий, полученных из предлагаемого электролита, в 1,5-2,0 раза меньше, чем осажденных из известного электролита
Использование предлагаемого электролита позволяет осаждать прочно сцепленные с медной и стальной подложкой покрытия, которые не отслаиваются от основы после нагрева при 250°C в течение 1 ч и последующего резкого охлаждения.
Литература
1. Иванов А.Ф. и др. Авторское свидетельство СССР №627188 (1978). БИ №37 (1978).
| Таблица | |||
| Составы электролита и свойства получаемых покрытий | |||
| Компоненты электролита (г/л) и результаты исследований | Состав по примерам | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Азотнокислое серебро | 15 | 20 | 25 |
| Рениевокислый аммоний | 5 | 7,5 | 10 |
| Трилон Б | 30 | 35 | 40 |
| Уксуснокислый аммоний | 20 | 25 | 30 |
| Триэтаноламин | 2 | 3 | 4 |
| Плотность тока, А/дм2 | 1 | 2 | 3 |
| Температура, °C | 20 | 22,5 | 25 |
| Перемешивание, об/мин | 60 | 60 | 60 |
| pH | 9 | 9,5 | 10 |
| Выход по току, % | 79 | 81 | 83 |
| Рассеивающая способность, % (по Филду) | 65 | 62 | 68 |
| 4,2 | 5,5 | 6,3 | |
| Содержание рения в сплаве, % | 0,09 | 0,12 | 0,15 |
| Скорость коррозии, г/м2·ч | серые полублестящие | светло-серые полублестящие | светлые гладкие блестящие |
| Внешний вид покрытий |
Электролит для осаждения сплава серебро-рений, содержащий соли серебра и рения и триэтаноламин, отличающийся тем, что он дополнительно содержит трилон Б и уксуснокислый аммоний, а соли серебра и рения в виде азотнокислого серебра и рениевокислого аммония, при следующем соотношении компонентов, г/л:
| азотнокислое серебро | 15-25 |
| рениевокислый аммоний | 5-10 |
| трилон Б | 30-40 |
| уксуснокислый аммоний | 20-30 |
| триэтаноламин | 2-4 |
