Состав для химического нанесения кобальтого покрытия на поверхности изделий сложной формы

Авторы патента:

Голубина Светлана Александровна (RU)

C23C18/52 - с использованием восстанавливающих агентов для покрытия металлическим материалом, не предусмотренным в одной из рубрик C23C 18/32-C23C 18/50

C23C18/36 - с использованием гипофосфитов

Владельцы патента RU 2791116:

Общество с ограниченной ответственностью "ПОЛИМЕТИНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ" (RU)

Изобретение относится к области химического нанесения кобальта на поверхность изделий, подвергающихся эрозии, а именно к составу для химического нанесения кобальтового покрытия на поверхность изделий сложной формы. Указанный состав содержит следующее соотношение компонентов в воде, г/л: хлорид кобальта (СоСl₂) 60-90, гипофосфит натрия (NaH₂РO₂⋅хH₂О) 60-120, лимонная кислота (С₆Н₈О₇) 80-100, аминоуксусная кислота (глицин) (NH₂СН₂СООН) 15-35, карбонат натрия (Na₂СО₃) 20-40, аммиак водный 25%-ный (NH₄ОН) 30-50. Обеспечивается получение состава, позволяющего осаждать кобальт на поверхность изделий сложной формы с повышенной скоростью и сохраняющего при этом длительную стабильность. 2 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области химического нанесения кобальта на поверхность изделий, подвергающихся эрозии, в частности к растворам кобальтирования поверхности изделий сложной формы.

Известны методы кобальтирования, основанные на разложении летучих химических соединений. Так, для получения кобальтового покрытия используют октакарбонилкобальт, который разлагается при температуре 180-220°С. Сыркин В.Г. «Карбонильные металлы». М.: Химия. 1978. 256 с. Однако применение металлоорганических соединений ограниченно высокой их токсичностью, необходимостью термообработки подложки, а также процесс сопровождается высокой температурой. Известен «Способ получения магнитного металлического покрытия на медной или стеклянной подложке, включающий химическое осаждение металлического покрытия на подготовленную подложку из водного раствора, содержащею сульфаты кобальта и никеля, восстановитель, комплексообразователь, стабилизатор и аммиак водный при температуре 80°С, отличающийся тем, что используют йодный раствор, который в качестве восстановителя содержит природный полисахарид арабиногалактан, а в качестве комплексообразователя и стабилизатора - цитрат натрия и трилон Б при следующих концентрациях, г/л:

сульфат кобальта	10
сульфат никеля	15
арабиногалактан	80
цитрат натрия	50
трилон Б	20
аммиак водный до рН	11

Патент РФ на изобретение №2710611,

МПК: С23С 18/34, д. публ.2018.06.29.

Известен «Состав для химического осаждения кобальта», включающий соль кобальта, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидразин гидрат, тиомочевину и водный раствор аммиака при следующем соотношении компонентов, г/л:

соль кобальта (в пересчете на метал) - 1,8-4,7

гидразин гидрат	3-40
тиомочевина	0,2-2

аммиак водный 25%

остальное

Патент РФ на изобретение №2198242,

МПК: С23С 18/34, д. публ. 2003.02.10.

Известен «Раствор для химического кобальтирования», содержащий хлористый кобальт, аммоний хлористый и боргидрит натрия, отличающийся тем, что покрытий в него введены натрий лимоннокислый, этилендиамин, едкий натр и селенистая кислота при следующем содержании компонентов, г/л:

хлористый кобальт	20-25
натрий лимоннокислый	80-100
аммоний хлористый	1-5
этилендиамин	100-120
едкий натр	4-40
боргидрид натрия	0,6-1,0
селенистая кислота	0,003-0,3

Авт. св-во СССР №263358, МПК: С23С, д. публ. 70.11. 04.

Наиболее близким к предложенному является состав, служащий для с помощью химического осаждения кобальта на поверхности и содержащий следующие компоненты:

«Физико-химические основы процесса химического кобальтирования». Под ред. Горбунова К.М. М.: Наука. 1974. 219 с. К недостаткам этого раствора относится то, что реакционная смесь относительно неустойчива (6-8 часов время активности раствора), а также то, что скорость осаждения кобальта сильно зависит от точной концентраций компонентов и варьируется от 3 до 8 мкм/ч.

Техническим результатом изобретения является получение состава с повышенной скоростью химического осаждения кобальта на детали сложной формы, и сохраняющего при этом длительную стабильность.

Достижение указанного результата обеспечивается за счет того, что Состав для химического нанесения кобальтового покрытия на поверхности изделий сложной формы содержит соль кобальта, гипофосфит натрия, и лимонную кислоту. Дополнительно в него вводят аминоуксусиую кислоту (глицин), карбонат натрия и водный раствор аммиака при следующем соотношении компонентов, г/л:

хлорид кобальта (СоСl₂)	60-90
гипофосфит натрия (NaH₂PO₂⋅хH₂O)	60-120
лимонная кислота (C₆H₈O₇)	80-100
аминоуксусная кислота (NH₂СН₂СООН)	15-35
карбонат натрия (Na₂СО₃)	20-40
аммиак водный 25% (NH₄ОН)	30-50

При этом получают раствор с достаточным содержанием комплексообразующих веществ и буферных соединений способных поддерживать раствор в стабильном состоянии без выпадения гидроокиси кобальта и наносить кобальтовые покрытия с относительно высокой скоростью на детали сложного профиля, что открывает дополнительные возможности для его применения в различных областях техники. Примеры выполнения предлагаемого способа: для приготовления раствора компоненты состава растворяют в необходимых количествах в дистиллированной воде и смешивают в следующей последовательности, к раствору лимонной кислоты приливают раствор хлорида кобальта, аминоуксусную кислоту (глицин), карбонат натрия, после чего с помощью водного раствора аммиака устанавливают рН, нагревают и вводят гипофосфит натрия.

Пример 1

Хлорид кобальта (II) шестиводный - 60 г/л

гипофосфит натрия - 55 г/л,

лимонная кислота - 75 г/л,

аминоуксусная кислота - 10 г/л,

карбонат натрия - 15 г/л,

аммиак 25% водный - 25 г/л.

Кобальтирование проводят следующим образом. Стальные образцы из стали марки Ст3 погружают в водно-аммиачный раствор, содержащий соль кобальта. Процесс протекает 1-4 ч при температуре 92°С. Образуется покрытие со скоростью 4-6 мкм/ч. С точки зрения скорости осаждения оптимальные результаты достигаются при рН раствора в интервале 10,3-10,8. Стабильность раствора сохраняется в течение 6-8 часов.

Пример 2.

Хлорид кобальта (III) шестиводный - 60 г/л

гипофосфит натрия - 60 г/л,

лимонная кислота - 80 г/л,

аминоуксусная кислота - 15 г/л,

карбонат натрия - 20 г/л,

аммиак 25% водный - 30 г/л.

Кобальтирование проводят следующим образом. Стальные образцы из стали марки Ст3 погружают в водно-аммиачный раствор, содержащий соль кобальта. Процесс протекает 1-4 ч при температуре 92°С. Образуется покрытие со скоростью 10-12 мкм/ч. С точки зрения скорости осаждения оптимальные результаты достигаются при рН раствора в интервале 10,3-10,8. Стабильность раствора сохраняется в течение 8-10 часов.

Пример 3.

Хлорид кобальта (II) шестиводный -90 г/л

гипофосфит натрия - 90 г/л,

лимонная кислота - 100/л,

аминоуксусная кислота - 25 г/л,

карбонат натрия - 30 г/л,

аммиак 25% водный - 35 г/л.

Кобальтирование проводят так же, как в примере 1. Получают покрытие со скоростью осаждения 12-14 мкм/ч. Стабильность раствора сохраняется в течение 8-10 часов.

Пример 4

Хлорид кобальта (II) шестиводный -90 г/л гипофосфич натрия 120 г/л, лимонная кислота 100 г/л, аминоуксусная кислота 35 г/л, карбонат натрия 40 г/л, аммиак 25%водный 50 г/л.

Кобальтирование проводят так же, как в примере 1. Получают покрытие со скоростью осаждения 14-18 мкм/ч. Стабильность раствора сохраняется в течение 9-11 часов.

Пример 5

Хлорид кобальта (II) шестиводный - 95 г/л гипофосфит натрия 125 г/л, лимонная кислота 105 г/л, аминоуксусная кислота 40 г/л, карбонат натрия 45 г/л, аммиак 25% водный 55 г/л.

Кобальтирование проводят следующим образом. Стальные образцы из стали марки Ст3 погружают в водно-аммиачный раствор, содержащий соль кобальта. Процесс протекает 1-4 ч при температуре 92°С. Образуется покрытие со скоростью 6-8 мкм/ч, при рН раствора в интервале 10,3-10,8. Стабильность раствора сохраняется в течение 6-8 часов. Результаты экспериментов, представлены в табл.1, из них следует, что оптимальных результатов по влиянию на технический результат, то есть достижения высокой скорости осаждения и стабильности состава, позволяют составы с диапазонами ингредиентов, приведенные в примерах 2, 3 и 4, а именно составы, характеризующие отличительными существенными признаками признаками, приведенными в формуле изобретения.

Использование изобретения позволяет получить раствор с достаточным содержанием комплексообразующих веществ и буферных соединений способных поддерживать раствор в стабильном состоянии без выпадения гидроокиси кобальта и наносить кобальтовые покрытия с высокой скоростью на детали сложного профиля, что открывает дополнительные возможности для его применения в различных областях техники.

Состав для химического нанесения кобальтового покрытия на поверхность изделий сложной формы, содержащий хлорид кобальта, гипофосфит натрия и лимонную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит аминоуксусную кислоту (глицин), карбонат натрия и аммиак водный 25%-ный при следующем соотношении компонентов в воде, г/л:

хлорид кобальта (СоСl₂)	60-90
гипофосфит натрия (NaH₂РO₂⋅хH₂О)	60-120
лимонная кислота (С₆Н₈О₇)	80-100
аминоуксусная кислота (глицин) (NH₂СН₂СООН)	15-35
карбонат натрия (Na₂СО₃)	20-40
аммиак водный 25%-ный (NH₄ОН)	30-50

Изобретение относится к получению композиционного металл-дисперсного покрытия (КМДП), а также к дисперсной системе и ее получению и может быть использовано в транспортной промышленности, атомной, военной, авиационной и космической областях. Способ получения упомянутого покрытия включает осаждение, как минимум, одного слоя металлической пленки, выполненного в виде части поверхности, геометрических фигур, полос, сетки, посредством химического или электрохимического осаждения из раствора или электролита соответственно, содержащего источник ионов осаждаемого вещества и дисперсную систему.

Изобретение относится к получению композиционного металл-дисперсного покрытия, а также к дисперсной системе и ее получению и может быть использовано в медицинской деятельности, транспорте, атомной, военной, авиационной и космической областях. Способ получения указанного покрытия включает осаждение как минимум одного слоя металлической пленки посредством химического или электрохимического осаждения из раствора или электролита соответственно, содержащего источник ионов осаждаемого вещества и дисперсную систему.

Способ получения композиционного металл-алмазного покрытия на поверхности медицинского изделия, дисперсная система для осаждения металл-алмазного покрытия и способ ее получения // 2746730

Изобретение относится к получению композиционного металл-алмазного покрытия, дисперсной системе и ее получению и может быть использовано для медицинских изделий. Способ получения упомянутого покрытия включает осаждение как минимум одного слоя металлической пленки посредством химического или электрохимического осаждения из раствора или электролита соответственно, содержащего источник ионов осаждаемого вещества и дисперсную систему.

Покрытая частица // 2697123

Изобретение относится к покрытой частице, образованной путем покрывания поверхности частицы основного материала углеродными частицами, полученными способом детонации. Покрытые частицы получают путем расположения взрывчатого вещества, которое проявляет жидкое состояние при нормальной температуре и нормальном давлении, на периферии исходного вещества, содержащего ароматическое соединение с тремя или более нитрогруппами, детонирование упомянутого взрывчатого вещества с получением углеродных частиц и применение механического сдвигового/ударного воздействия к смеси порошков полученных углеродных частиц и частиц основного материала для покрывания поверхности частицы основного материала этими углеродными частицами, имеющими меньшие размеры частиц.

Герметизация микроотверстий в металлических покрытиях, полученных химическим восстановлением // 2555276

Изобретение относится к способу герметизации микроотверстий в металлическом покрытии, полученном химическим восстановлением, включающему нанесение на подложку путем химического восстановления слоя металлического покрытия, содержащего дефекты в виде микроотверстий, допускающих гидравлическое сообщение между подложкой и окружающей средой, нанесение поверх упомянутого слоя металлического покрытия слоя отверждаемого эпоксидного герметика посредством распыления и заполнение дефектов в виде микроотверстий, причем указанный отверждаемый эпоксидный герметик имеет вязкость от 20 до 1200 сПз при температуре окружающей среды, отверждение нанесенного эпоксидного герметика для обеспечения отвержденного эпоксидного покровного слоя и удаление значительной части отвержденного эпоксидного покровного слоя для обеспечения изделия, включающего металлическое покрытие, полученное химическим восстановлением, по существу не содержащее дефектов в виде микроотверстий, допускающих гидравлическое сообщение между подложкой и окружающей средой.

Раствор для химического нанесения оловянных покрытий на детали из меди и ее сплавов // 2121013

Изобретение относится к области приборостроения и радиоэлектронной промышленности и может быть использовано в тех случаях, когда требуется пайка или защита от окисления изделий из меди и медных сплавов с помощью оловянных покрытий. .

Способ электрохимического осаждения металлических покрытий на природные материалы // 2118401

Изобретение относится к электрохимической металлизации диэлектриков, в частности к электрохимической металлизации природных материалов, преимущественно растительных, с получением на них защитно-декоративных металлических покрытий и может быть применено в ювелирной промышленности, например, для изготовления ювелирных изделий, бижутерии, сувениров, а также в других отраслях промышленности.

Способ электрохимической металлизации природных материалов и раствор для их модификации // 2118400

Изобретение относится к металлизации диэлектриков, в частности к электрохимической металлизации природных материалов, преимущественно растительных, и к раствору для предварительной подготовки поверхности к нанесению на нее защитно-декоративных металлических или неметаллических покрытий, химическим или электрохимическим методом и может быть использовано в ювелирной промышленности, например, для изготовления ювелирных изделий, бижутерии и сувениров, а также в других отраслях промышленности.

Водный раствор для химического осаждения покрытий из сплава медь-олово // 1227712

Раствор для химического осаждения пленки с елен ида металла // 377445

Способ нанесения медных защитных покрытий из галогенидных расплавов на поверхность стали 12х18н10т // 2769586

Изобретение относится к химическому нанесению медных покрытий на поверхность нержавеющей стали 12Х18Н10Т с использованием расплавленных солей и может быть использовано для защиты конструкционных материалов от коррозии. Способ включает химико-термическую обработку поверхности стали 12Х18Н10Т в солевом расплаве состава СuCl 6 мас.% - KCl 89 мас.% - NaF 5 мас.%.