Электролит для получения ниобиевых покрытий

 

(72) Авторы изобретеин»

С. А.Кузнецов, В. П. Маслов, E. Г. Поляков, П. Т. Стангрит, Б. М. Фрейдин и С. Г. Хаютин. °

Институт химии и технологии, рецких элементов и минерального. сырья ордена Ленина Кольского филиала им.

АН СССР (7!) Заявитель

{64) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НИО

ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к области нанесения гальванических покрытий, в частности нкобиевых, иэ расплавов солей и может быть использовано в различных от раслях промышленности.

Известны фторкдные электролиты для нанесения ниобиевых покрытий из pacnnam f11и f2)..

Однако ниобиевые покрытия высокого качества могут быть получены при тща36 тельной очистке компонентов.

Фториды лития, натрия и особенно калия черезвычайно гигроскопичны и получить эти соли без кислородных анионных примесей 0 и ОН, образующихся в аро-, цессе высушивания к плавки солей в результате гицролиза, практически невозможно. Присутствие же в расплаве кислородных анионов существенно снижает качество ниобиевых покрытий.

Наиболее близким по технической сущ.ности и достигаемому результату «вляется электролит для получения ниобиевых ао.крытий, содержащий эквимолярную смесь

2, хлорица натрия, хлорида калия н гекта"фтарниобат калин 2

Недостатком этого электролита sans» ется то, что он не обеспечивает необходимого качества покръггкй так. как и&ли чие остаточной влаги в электролите, нарушение герметичности электролизера в процессе его эксплуатации привоцят к гидролизу ниобийсодержашкх солей и, как следствие этого, к накоплению,в распив ве кислородсодержашкх ионов. fm в случае К ЙЬ Fy образуется. оксиФгоркц нн- обия К g hfbOPg . При подаче напряжения иа ванну нанесение покрытий . будет происходить как иэ K Щ F 7,,так И иэ

K q NS OFg и скольку оксифгоридные комплексы P

В результате при разряде оксифгоридов йкобкя покрытия получаются с цовольно большим соцержанием кислорода, что цривоцкт к уменьшению кх пластичности и

65-96

-30

0,04

0,06 с

< 0;01

0,010

Беспористое

Беспористое

Беспористое

Беспористое

Беспористое

Бесцористое

К22 - Fg - 5

Йа АВ Г

К Т1 Рб - 2

Ь

К2ТаР.у -3, K

0,01

20 (0,01

0,01

0,01

15 увеличению пористости. Ухудшается также сцепляемость покрытия с поаложкой.

Белью данного изобретения является снижение пористости и повышение пластичности покрытий.

Поставленная цель достигается тем, что электролит дополнительно содержит комплексную фгорсодержашую соль или смесь фгорсодержаших солей алюминия, титана, тантала, циркония при слецую- шем соотношении компонентов, мас.%:

Хлорид натрия- хлорид калия (эквимолярная смесь)

Гептафторниобат калия

Комплексная фторсодержа- 15 шая соль или смесь фторсодержаших солей металлов, выбранных из группы, включаюшей алюминий, титан, тантал, цирконий

2О

Действие комплексных фторсодержацгих солей алюминия, титана, тантала и циркония заключается в том, что катионы этих солей обладают большим сродством к киолороду, чем ниобий, и переводят его из ок- 5 сифторицных соединений во фгоридные, сами образуя при.этом оксифгориды. Образукщиеся оксифторицы алюмиьия, титана, тантала, циркония разряжаются при потенпиалах более отрицательных, чем ниобий, и в процессе нанесения покрытий не участИз электРолита МОСЕ- КСЕ К2ИЪГ-, с содержанием 2-30 мас.% g

0,04-0,06 мас.%. кислорода с пористостью

0,01%. Образец с покрытием выдерживал только однократную навивку в спираль . диаметром 6 мм. В то же время в электролитах с добавками осаждались бесцо811 4 вуют. Уменьшение. соаержания кислорода в

/ покрытии уменьшают пористость покрытий и повышает их пластичность.

Пример. В электролизер загружали обезвоженную эквимолярную смесь хлоридов калия и натрия, гептафторниобат калия и комплексную соль фторица металла. В качестве анодного материала брали металлический ниобий. Аппарат вакуумировали, заполняли аргоном, расплавляли электролит и поднимали температуру расплава до

700 С, после чего в него погружали на

0 токоподводе покрываемую деталь и вели элек гролиз при плотности тока 0,07 A/ñì.

После образования ниобиевого покрытия нужной толшины цеталь извлекали из электролита, охлажцали в атмосфере инертного газа, отмывали от остатков электролита 3%-ным раствором соляной кислоты и высушивали в вакууме при 60-8(УС.

После этого в образцах определяли содержание кислорода, пористость и пластичность покрытий.

Покрытия эыли получены при использовании электролитов с содержанием 230 мас.%К2ЙЬГ7 без цобавок и с добавками 2-5 масЛ комплексных солей

No@AKF, КдT F, K TnF Ê ZpF остальное - эквимолярная смесь

Результаты приведены в таблице, ристые пластичные покрытия, содержащие менее 0,01 кислорода, которые выдерживали многократную навивку в спираль без увеличения пористости. При этом выход годной продукции — токопроводяшего изделия с беспористым ниобиевым пок- рытием, увеличивается на 50-60%. При использовании известного электролита

Формула изобретения

5 87 вследствие появления оксифторидных комплексов ниобия в расплаве эа счет части ного нарушения герметичности электролиэера и влаги, вносимой добавками солей для восполнения уровня расплава, электролит приходилось полностью заменять.

Смена электролита производилась через

5-6 дней работы. Введение же комплекс х солей N AKFg,@8 F, K тТС Г7

K2ZrFg позволило увеличить срок использования электролита в 4-5 раз, что позволит широко испольэовать его s промыщленности.

Электролит для получения ниобиевых .покрытий, содержащий эквимолярную смесь хларндов натрия и калим и гептафторниобат калия, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью снижения пористости и повышения пластичности покрытий, он дополнительно содержит комплексную фгорсо0511 6 держащую соль или смесь фтороодержащих солей металлов, выбранных иэ группы, включающей алюминий, татан, тантал, цирконий npm следующем соотношении комцонентов, мас.%:

Хлорид. натрия - хлорнд калия 65-96 (эквимолмрная смесь.)

Гептафторниобат калия 2-30

Комплексгам фгорсодержащая

10 соль или смесь фторсодержащих солей металлов, выбранных из группы>включающей алюминий, титан, тантал, цирконий 2-5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.ТаЗ1О R.G."The ЕНЕС .ЫОфРОМОои 0 wobiv он.ЬЦ ЩМЕи,0.К

АЬов E ev.р .Auth Иси-юеИ ЯерЦ, 1977 йс Е.КЬ -М 2882, 1-6.

20 2. Котелевский В. А. и др. Получение ниобиевых покрытий электролизом рас плавленных с.ред. Труды института элект. рохимии. Уральский научный центр АН

СССР, 1974, вып. 21, 56-60.

Составитель Ю. Ипатов

Редактор Морозова Техред А.Бабинец Корректор Г. Огар

Заказ 8750/29 Тираж 707 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4