Электролит для получения свинцовых покрытий

 

ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СВИНЦОВЫХ ПОК1ЫТИЙ, содержащий сульфамаг свинца, свободную сульфаминовую КИСЛ01У, отличаюшийс я тем, что, с целью устранения роста дендритов при увеличении толшины. свинцового покрытия до 1ООО мкм, он дополнительно содержит сульфитно-дрожжег вую бражку и синтанод ДC-10(oкcиэтилиpoвaнныe жирные спирты с при следующем соотношении компонентов, г/л: Сульфамат свинца40-160 Свободная сульфаминовая кислота2О-50 Сульфитно-дрожжевая бражка1 5 Синтанол ДС-Ю (окси (О этилированные жирные ) спирил с C()3-9

„,SU„„1.079700

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g g С 25 )) 3/3 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

20-50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21 ) 3467755/22-02 (22 ) 12.07,82 (46) 15,03.84. Бюп. K 10 (72) В.Л.Огурцова, К.М,Тютина и Л,В.Космодамианская (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. Д.И,Менделеева (53) 621 357 7й669 48 (088,8) (56) 1. Авторское свицетельство СССР

М 635157, кл. С 25 Э 3/36, 1976.

2, Wiesner Н.J., Frey W,Ð., Vande rvoor t R. R,, Raymond Е.L. S t rengthening of E1ectrodeposited Leed

and Leed Alloys Plating, 57, 7, 1970 358 °!

3. Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу. Л., Лениздат,> 1975э с. 243 ° (54) (57) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СВИНЦОВЫХ ПОКРЫТИЙ,. содержащий сульфамат свинца, свободную сульфаминовую кислоту, о т л и ч а ю m и йс я тем, что, с целью устранения роста дендритов при увеличении толшины свинцового покрытия до 1000 мкм, OH дополни тельн о содержит сульфи тно-дрожже-. вую бражку и cHHraaoa AC-10(оксиэтилированные жирные спирты с С 1î-<8 при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сульфамат свинца 40-1 60

Свободная сульфаминовая кислота

Сульфитно-дрожжевая бражка 1-5

Синтаноп ДС-10 (оксиэтилированные жирные ) спирты с С о 18 ) 3-9

10797

Изобретение относится к гальвано. стегии, в честности к электропигическому осаждению свинцовых покрытий, которые могут быть использованы как корррзионносгойкие для зашиты деталей химической аппаратуры, дпя покрытий деталей свин.» вых аккумуляторов. Свинцовые покрытия могут найти применение дпя специальных целей: в качестве антифрикционных, дпя зашиты or g- лучевого излучения, как 1О сверхпроводяшие. Необходимая толщина свинцовых покрытий в зависимости or области применения может достигать

200 мкм и более.

Известен 8 -фенопсульфоновый

15 электролит для получения свинцовых покрытий гопшиной до 1000 мкм и более, содержаший свинец углекислый основной, борную кислоту, плавиковую KHcaory, клей столярный (1 ) .

Однако электролит агрессивен и токсичен, так как содержит в своем составе плавиковую и фенопсульфоновую кислоту.

Известен также электролит свинце- 25 вания, содержаший свинец (металлический) в виде борфтористоводородной соли, 6орную кислоту, св ободную борфтористов одородную кислоту, лигносульфоновую кислоту или натриевую соль лигносуль- щ фоновой кислоты и кумарин. Электролит позволяет получать гладкие мелкокристал лические свинцовые покрытия тапшиной до 3000 мкм (2 ).

Однако получение гладких бездендритных покрытий из этого электролита возможно только при введении дополнительной операции непрерывной полировки поверхности осаждаемого покрытия в течение всего времени электролиза на специапьно оборудован ной установке.

Без операции полировки электролит с предложенными добавками не обеспечивает получение гладких бездендритных покрытий.

Наиболее близким по составу к предлагаемому является электролит, содержаший соль свинца и свободную сульфаминовую кислоту (3), Однако из сульфаматного электролита, содержашего только сульфамат

50 свинца и свободную сульфаминовую кислоту, без органических добавок нельзя получить доброкачественные, т.е. гладкие, бездендритные свинцовые покрытия больш ой rопшины.

Бель изобретения - устранение роста дендритов нри увепи енин тапшины свинцового покрытия до 1000 мкм.

20-50

Сульфамат свинца получают по реакции

РЬСО + 2HgNS О Н- РЬ(МН S О9 )2+

+ Н О + СО Ф

Расчетное количество сульфаминовой кислоты растворяют в минимальном количестве воды при перемешивании при комнатной температуре. В раствор сульфаминовой кислоты вводят расчетное количество сухого углекислого свинца порциями при перемешивании до попного растворения, Для введения в электролит добавок готовят их водные растворы определенной концентрации. Сульфитно-дрожжевую бражку растворяют в определенном количестве воды при перемешивании и комнатной температуре, доводят объем водой до нужного уррвня. Синтаноп растворяют в воде при нагревании и перемешивании до получения однородной массы, доводят объем раствора водой до необходимого уровня. Водные растворы добавок в необходимом копичестве вводят в электролит при перемешивании, После введения всех компонентов электролит отстаивают в течение суток, отфильтровывают, доводят водой объем до необходимого уровня.

Присутствие в электролите указанного состава одной добавки-синганопа jlC-10 позволяет получать светлые мепкокрис00 2

Указанная цел достигается тем, что электролит дпя получения свинцовых покрытий, содержаший сульфамат свинца и свободную сульфаминовую кислоту, дополнительно содержит сульфитнодрожжевую бражку и синганоп LIC-10 (оксиэтилированные жирные спирты с

С „„ ) при следуюшем соотношении компонентов, г/л:

Сульфамаг свинца 40»1 60

Свободная сульфаминовая кислота

Суп ьфи ты о-дрожжевая бражка 1-5

Синтанол ДС-10 (оксиэ тилирова нные жирные

3-9

Элекгроосаждение свинца проводя т при комнатной температуре и плотности тока 100-200 А/м .

Сульфитно-дрожжевая бражка — смесь кальциевых, натриевых, аммониевых солей лигносульфоновых кислот с примесью редуцируюших вешесгв является отходом целлюлозно-бумажного производства,. хорошо растворима в воде, нетоксична.

Электрлит готовят следуюшим образом.

1079

30

7

До1л

3 таллические свинцовые покрытия толщиной до 20 мкм. Покрытия большей толщины осаждаются крупнокристаллическими, . по мере увеличения толщины-с шишко образными наростами и дендри тами.

Электролит, содержащий в качестве добавки только сульфитно-дрожжевую бражку, обеспечивает получение мелкокристаллических свинцовых покрытий тапшиной до 150 мам. На покрытиях большей 1о толщины начинается рост дендритов. Введение в электролит одновременно двух добавок: синтанола ДС-10 и сульфитнодрожжевой бражки - обеспечивает получение мелкокристаллических свинцовых покрытий толщиной до 1000 мкм. Кроме того, введение в электролит, содержащий в качестве добавки сульфитно-дрожжевую бражку, допопнительно сии танопа

llC-10 улучшает структуру покрытия и способствует осаждению более све лых покрытий. Таким образом, одновременное присутствие в электролите двух добавок: сульфитно-дрожжевой бражки и синтанола llC-10 позволяет улуч- 2s шить качество свинцовых покрытий и максимально возможную толщину гладких бездендритных покрытий.

Концентрация сульфамата свинца ! в пределах 40-160 г/л обеспечивает зо получение свинцовых покрытий толщиной до 1000 мкм, Содержание в электролите свободной сульфаминовой кислоты

20»50 г/л необходимо для эффективного действия добавок при получении гладких

35 мелкокрис таллических бездендритных п окры тий.

Концентрация свободной сульфаминовой кислоты ниже 20 г/л недостаточна дпя эффективного действия добавок.

4О

Увеличение концентрации сульфаминовой кислоты более 50 r/ë не влияет на внешний вид свинцовых покрытий, При. менение бсдее высоких концентраций свободной сульфаминовой кислоты не45 целесообразно вследствие возможного ее гидропиза, I

Применение концентраций органических добавок синтанопа llC-10 ниже

3 г/л и сульфитно-дрожжевой бражки меньше 1 г/л не обеспечивает получение гладких мелкокристаллических свинцовых покрытий. Увеличение концентрации добавок синтанола ДС-10 выше

9 г/л и сульфитно дрожжевой бражки

5 г/л не изменяет качество свинцовых покрытий, но экономически нецелесообразно.

Пример 1. Готовят электролит при следующем соотношении компонентов, г/n:

Сульфамат свинца 40

Свободная сульфаминовая кислота

Сульфи тн о-дрожжевая бражка 1

Синтанш ДС-10 3

Вода До 1 и

Катодная плотность гока 200 А/м .

Аноды из свинца. Электролиз проводят в течение 50 мин. В результате получают мепкокристаллическое свинцовое покуыже толщиной 50 мкм. Катодный выход свинца по току 100%.

Пример 2, Готовят электролит при следующем соотношении компонентов, г/л, Сульфамат свинца 80

Свободная сульфамин овая кислота

Сул ьфи тн о-дрожжевая бражка 3

Синтанол ДС-10 6

Вода До1л

Катодная плотность тока 100 А/ м °

Температура комнатная. Аноды из свинца. Электропиэ проводят в течение

6 ч 40 мин. B результате получают мелкокристаллические бездендритные свинцсвые покрытия толщиной 200 мкм. Катод« ный выход свинца по току 100%.

Пример 3. Готовят электролит при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сульфамат свинца 120

Свободная сульфаминовая кислота 40

Сульфи тн о-дрожжевая бражка

Синтанол ДС-10

Вода

Катодная плотность тока 100 А/ м .

Температура комнатная. Аноды иэ свинца

Электролиз проводят в течение 16 ч

40 мин. В результате получают мелкокристаллические беэдендритные свинцо вые покрытия толщиной 500 мкм. Катодный выход свинца по току 100%.

Пример 4. Готовят электролит при следующем соотношении компонентов, г/л.

Сульфамат свинца 160

Свободная сульфаминовая кислота 50

Сульфи тно-дрожжевая бражка 5

1 07 9700

Составитель B.Áåëoãëàçoâ

Редактор Н.Киштулинец Техред В.Далекорей Корректор А Повх

Заказ 1265/27 Тираж 633

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5.

Подписи ое

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Синтанол ДС-10 9

Вода Do1л

Катодиая плотность тока 100 А/м, температура комнатная, аноды из свинца.Электролиэ проводят в течение 83,5 ч. 5

В результате получают таадкие бездендритные свинцовые покрытия толшиной

1000 мкм. Катодный выход свинца по току 100%.

Иэ приведенных примеров видно, что предлагаемый электролит позволяет получать гладкие беэдендритные. свинцовые покрытия талшиной 1000 мкм

1 .непосредственно в процессе электролиза беэ дополнительной обработки.

Анодный выход свинца по. току

100 Ъ,равенство катодного и анодного выходов по току обеспечивает хорошую электрохимическую стабильность электролита, После пропускания 100 А/ч/л концентрация свинца в электролите катодный выход свинца по току и внешний вид свинцовых покрытий не изменяются, на катоде осаждаются гладкие бездендрит ные свинцовые покрытия толщиной до

1000 мкм. Электролит химически стабилен в течение 6 мес хранения. Испытания свинцовых покрытий на пористость на стальной основе показывают, что покрытия, осаждаемые из предлагаемого электролита, практически беспористы при толшине 5 мкм.Электронно-микро скопические исследования йокаэывают, что присутствие в электролите сульфии» но-дрожжевой бражки и синтанола llC-10 способствует формированию сглаженной упорядоченной кристаллической структуры, Таким образом, предлагаемый сульфаматный электролит является более совершенным в технологическом отношении, так как обеспечивает улучшение условий труда и охрану окружаюшей среды. Электролит имеет более широкую область применения.