Способ подготовки поверхности тантала перед электролитическим осаждением платины

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Il) 574486

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 06.02.76 (21) 2327547/02 с присое цшением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30,09.77. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 18.10.77 (51) М. Кл. - C25D 5/34, С 250 3/50

Государственный комитет

Совета Министров СССР

Ло делам изобретений н открытий (53) УДЕ, 621.357.7 (088.8) (72) Авторы изобретения Т. Д. Гладышева, Б. И. Подловченко, М. Н. Дьяконов, А.

Э. P. Беркович и И. В. Покрасс (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ТАНТАЛА

ПЕРЕД ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ ОСАЖДЕНИЕМ ПЛАТИНЫ

Изобретение относится к подготовке поверхности металлов перед нанесением гальванических покрытий.

Известен способ подготовки поверхности тантала перед электролитическим осаждением платины, включающий промывку поверхности четыреххлористым углеродом и ацетоном, зачистку наждачной бумагой. После этого осаждают платину в электролите, содержащем 20 г диаминонитрита платины, 100 r азотнокислого аммония и 1 л 5%-ной гидроокиси аммония. Затем производят термическую обработку в вакууме (10 — 4 мм рт. ст.) при 800 — 1400 С в течение 15 мин (1).

Однако при таком способе первоначальный слой электролитического осадка платины на тантале не должен превышать 1 мкм из-за внутренних напряжений в осадке, возникающих при электроосаждении. После нагревания таких осадков поверхность»х не превышает 0,1 м /г. Кроме того, при необходимости получить большие осадки их наносят повторно осаждением с последующим нагреванием в описанных условиях, что приводит к резкому сокращению поверхности. Необходимость этой процедуры связана с большими внутренними напряжениями в осадке.

Наиболее близким к предложенному является способ подготовки поверх11остп тантала перед э 7eliTpo,7птпi1еским осаждением II IBTIIны, включающий обезжириванпе поверхности трихлорэтиленом, обезжпрпванпе в щелочном растворе (20 — 50 г/л фосфата натрия, 20 — 50 г/л карбоната натрия и 2 — 5 г/л aclкиллаурилсульфоната) при 60 — 80 С, химическую обработку при 30 — 50=С в растворе, содержащем 250 мл ортофосфорноЙ кllслоты

10 и 150 г фторпда аммония, После чего проводят осажgelllle платины при 75 C и плотности тока 0,5 — 3,0 А/дм- "в электролите, содержащем 10 — 20 г/л платпнох 7opècòolloäopo;.;ной кислоты, 10 — 100 см /;I серной кислоты

15 и 10 — 100 см /л ортофосфорной кислоты. Затем производят термическую ооработку при

400 — 750 С (2).

Однако при таком спосоое удаление слоя окисла приводит к тому, что начинает ск,:.20 зываться влияние танталовой подложки. Происходит диффузия не только платины в тантал, но и наоборот. Доказательством является тот факт, что посадка кислорода на платине, нанесенной на тантал, начинается

25 Ilpls oo.7c 1< To 17bl: : 17oTcII IIIIa.7am. Осажденпе платины в присутствии серной кислоты на танталовую подложку приводит к получению аномальных осадков с быстро уменьшаю574486

Таблица 1

Емкость конденсатора, С, мкф

Тангенс сдвига фаз

Электроды, обработанные по примеру, PJо н-посpсдственно после сборки непосредственно после сборки через

3 мес. через

3 мес.

880

700

37

980

850

25

750

690

37

A ==," " "" 1ÎÎ"

" .О

Síаа

C(CU о э»О о

° а ж о

И

О

C2

Вес образца, мг

Поверхность, сма

Способ подготовки

I осО

F о 2

Ф ! X о g о 3

I=(1=

Îá а)

f»

° а ойФ о о а! и = ж

CQ

Ю

f»

3,а ойдо оу2

840

12,0

11,0

10,5

5,0

6,5

9,0

1000

Известный (1)

Известный (2)

Предлагаемый щейся во времени поверхностью. Кроме того, выдерживание осадка при 400 — 750 С приводит к резкому уменьшению площади поверхности до 0,1 м /г.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что с целью повышения прочности сцепления покрытия с основой химическую обработку ведут в концентрированной серной кислоте при 20--25 С в течение 1—

5 мпн с последующей катодной обработкой в

1 — 5% -ном растворе серной кислоты при плотности тока 5 --10 мА/см в течение 10—

30 мин.

Кроме повышения прочности сцепления, предлагаемый способ исключает обезжиривание в органическом растворителе и щелочном растворе и последующую термическую обработку.

После подготовки поверхности по предлагаемому способу производят электролитическое осаждение платины в 2 — 4%-ном водном растворе платинохлористоводородной кислоты при 70 — 90 С и плотности тока 15—

30 мА/см . При этом получают прочносцеплснные с основой платиновые осадки, имеющие высокоразвитую поверхность. Осадки платины на TBHTBJIc по своим адсорбционным свойствам и llo активности идентичны платпнс, элсктроосажденной на платиновую

IIo, 1,Io2l(l(1 . Тз!кнс качесcв3 oc3 Il(ol! обусловлс11ы c21, !То о!!1! Ныс(12кс11ы 1!В 1!!1ертн710 окись тантала.

Бл1! од 1 P5I:(OPDIIlc11 I 31111 с подло5кко!!

OCB I I(H 1I(. II ; 2!(1(3 IOTC5I 1I TCP VIOO6P36OTKC, IITO позволял их сохранить большие удсльпыс поверхности (10--20 м - /г). Такие осадки, обладая иысокнмп емкостными и адсорбционными характеристиками, могут быть использованы при изготовлении платиновых катодов электролптическнх конденсаторов. Тантал, покрытый слоем электролитического осадка платины, может быть так2ке применен вместо платинированпой платины в водородном электроде.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Электрод из танталовой жести илп фольги обрабатывают концентрированной серной кислотой в течение 1 мин, затем промывают дистиллированной водой и катодно обрабатывают в 1%-пом растворе серной кислоты прн плотности тока 10 мА/см в течение 10 мп . Обработанный таким образом электрод платиннруют.

Пример 2. Электрод из тантала обрабатывают концентрированной серной кислотой в течение 5 v«III, затем промывают дистиллированной водой, катодно обрабатывают в

5%-ном растворе серной кислоты при плотности тока 10 мА/смз в течение 15 мин и платинируют.

II р и м е р 3. Танталовый электрод оораоатывают концентрированной серной кислотой в тече5!ие 5 мин, промывают дистиллированной водой, катодно обрабатывают в 5%-ном

65 растворе серной кислоты при плотности тока

5 мА/см в течение 30 мин.

Экспериментальные данные по испытанию электродов представлены в табл. 1. Испытания электродов проводят при длительной работс (3 мес.) в жестких условиях: концентрированная ссрная кислота и температура

100 †1 С.

Прочность покрытия с основой определяют следующим образом.

После платинирования электроды взвешивают, определяют поверхность полученных образцов. Затем электроды катодно поляризуют в 10%-ном растворе серной кислоты при 20 С, плотности тока 20 мА/см в течение

240 ч и при 80 С в течение 120 ч. После указапной обработки электроды взвешивают, измеряют поверхность. 110 изменени!о поверхности электродов рассчитывают степень усадки

Сравнительные экспериментальные данные по прочности сцепления представлены в табл. 2, Таблица 2

Как видно из табл. 1 и 2, при подготовке поверхности тантала по предлагаемому способу платинированные электроды обладают хорошими качествами — емкость конденсатора снижается в течение времени незначительно, осыпания осадка почти не происходит, Формула изобретения

Способ подготовки поверхности тантала перед электролитическим осаждением платины, включающий химическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления покрытия с осноСоставитель В. Бооок

Текред Л. Гладкова

Редактор 3. Ходакова

Корректор О. Тюрина

Заказ 22!8/!6 Изд. ¹ 803 Тираж 671

III IO Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 вой, химическую обработку ведут в концентрированной серной кислоте при 20 — 25 С в течение 1 — 5 мин с последующей катодной обработкой в 1 — 5%-ном растворе серной кислоты при плотности тока 5 — 10 мА/см в течение 10 — 30 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 2719797, кл. 204 — 37, опубл. 1955.

2. Патент Франции № 1459859, кл, С 23В, опубл, 1966.