Электролит для получения композиционных никелевых покрытий

 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению композиционных электрохимических покрытий на основе никеля. Цель изобретения - повышение твердости покрытий. Электролит содержит (г/л) сернокислый плав 240-320, хлористый никель 40-45, борную кислоту 30-40, неметаллический микропорошок 50-300 бетаин 2/4-пиридил/-этансульфокислоту 0,3-1,5 и метилцеллюлозу 0,15-2,0. Совместное присутствие двух органических добавок позволяет получать хорошего качества толстослойные КЭП с микротвердостью 700-850 кг/мм<SP POS="POST">2</SP>, в несколько раз большей пластичностью и содержанием второй фазы 6-20 об.%. 1 табл.

союз советсних

СО№МЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 25 D 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОЬГК СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Используют промышленные микропорошки: карбид кремния зеленый (КЗ) дис- с персностью М5 (основная Фракция 35 мкм), электрокорунд ЭБ М3 (основ" ная Фракция 1-3 мкм) ГОСТ 3647-80, we ктрокорунд М10, ни трид бора В (эл ьбор) МЗ МРТУ 2-036. Размер частиц при,меняемого микропорошка не должен превышать 20 мкм.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4364783/31-02 (22) 08.12.87 (46) 15.04.90. Бюл. N 14 (71) Институт химии и химической технологии АН ЛитССР (72) Д.-Б.К. Раманаускене, В.В. Медялене, Г.-К.К. Купятис и О.С. ЭйхерЛорка (53) 621.357:669.248(088.8) (56) Сайфуллин Р.С. Неорганические композиционные материалы. М.: Химия, 1983, с. 163-164.

Авторское свидетельство СССР

Ю 475873, . С 25 D 15/00, 1976. (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению композиционных электрохимических покрытий на основе никеля, Цель изобретения - повышение твердости и пластичности покрытий.

Электролит содержит сернокислый никель, хлористый никель, борную кислоту, неметаллический микропорошок, бетаин 2(4-пиридил)-этансульфокислоту и метилцеллюлозу.

Процесс нанесения покрытий ведут при плотности тока 5-8 А/дм и темпе2 ратуре 45-50 С.

Электролит готовят следующим образом.

Необходимые количества солей никеля и борной кислоты растворяют в дистиллированной воде при нагеве. Раствор очищают селективно и активированным углем. В отдельную емкость добавляют

„„90„„1557199 A 1

2 (57) Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению композиционных электрохимических покрытий на основе никеля. Цель изобретения повышение твердости покрытий. Электролит содержит (г/л) сернокислый улав

240-320, хлористый никель 40-45, борную кислоту 30-40, неметаллический ми кропорошок 50-300, бетаин 2 (4-пиридил)-этансульфокислоту 0,3-1,5 и метилцеллюлозу 0,15-2,0. Совместное присутствие двух органических добавок позволяет получать хорошего качества толстослойные КЭП с микротвердостью 700850 кг/млР, в несколько раз большей пластичностью и содержанием второй фазы 6-20 об.Ф. 1 табл. Ж требуемое количество микропорошка, ко" = тарый смешивают с небольшим количеством очищенного электролита. В полученную кашеобразную массу вводят требуемое количество раствора метилцеллюлозы и бетаин 2(4-пиридил)-этансульфо- C7l кислоты, хорошо перемешивают и после QE

20-минутного перерыва переносят данную смесь в ванну с электролитом. Пе" меа ремешивание электролита-суспензии CO осуществляют сжатым воздухом. Ф !

155?199

Синтез бетаин 2(4-пиридил}-этансульфокислоты осуществляют следующим образом.

Пример 1. 20 92 г 2(4-пиридил)-этансульфокислоты и 4 г гидрокси«5 да натрия растворяют в 100 мл воды, добавляют 8,04 г этиленхлоргидрина и кипятят с обратным холодильником в течение 16 ч. Затем раствор выпарива-,О ют в вакууме, сухой остаток растворяют в 100 мл холодной концентрированной HCl. Нерастворившийся хлорид нат- рия отфильтровывают через стеклянный фильтр, фильтрат упаривают в вакууме, 1

Остаток перекристаллизовывают из смеси этанола с водой (3:1) .

Получено 18,77 г продукта. Выход

81 2@о Т пл - 218 С (разл.) .

Вычислено, ь: С 46,74; Н 5,66;

8 13,86.

С,Н „ИО+S.

Найдено, i: С 46,89: 46,79;

Н 5,66; 5,83; s 13,89; 13,66.

Пример 2. Аналогично из

10,46 г 2:(4-пиридил)-этансульфокислоты, 2 г гидроксида натрия в 50 мл во" ды и 5,52 г Ы -монохлоргидрина глицерина получено 12,13 г продукта. Выход

92,9В. Перекристаллизовывают из смеси этанола с водой (2:1). Т. пл. 239 С о 30 (разл.) .

Вычислено, Ф: С 45,96; Н 5,78;

S 12,27.

С Н NO S.

Найдено, 3: С 45,63; 45,60; Н 5,88;»

5,71; S 13 02; 11,69.

Конкретные примеры, иллюстрирующие использование изобретения, представлены в таблице.

Анализ приведенных примеров показывает, что концентрацию бетаин 2(4-пиридил)-этансульфокислоты можно увеличить до 1,5 г/л (пример 10} без ущерба для качества получаемого КЭП.

Полученные в этих условиях покрытия имеют высокий процент, включений и высокую микротвердость (20,8 об.Ъ и

890 кгсlмм соответственно). Однако повышение концентрации добавки свыше указанного предела может привести к растрескиванию КЭП. Для прототипа ма ксимальной рабочей концентрацией, при которой получаются качественные толстослойные КЭП, является 0,3 r/ë.

Предельная концентрация метилцеллю-» лозы ограничивается тем„ что при ее концентрации свыше 2 г/л появляется отрицательное влияние на соосаждение порошка, хотя суспензия образуется самая стабильная. Это свидетельствует о том„что метилцеллюлоза и бетаин

2(4-пиридил) -этансульфокислота на соосаждение фаз действуют го-разному, хотя твердость покрытия повышают обе.

Как видно из представленных данных, совместное использование бетаин 2(4-пиридил)-этансульфокислоты и метилцеллюлозы способствует получению толстостенных КЭП хорошего качества, высокопластичных, с микротвердостью

700-850 кгс/мм и содержанием старой

Фазы 6-20 об.б. формула изобретения

Электролит для получения композиционных никелевых покрытий, содержащий сернокислый никель, хлористый никель, борную кислоту, азотсодержащее органическое соединение и неметаллический микропорошок, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения твердости и пластичности покрытий, он дополнительно содержит метилцеллюлозу, а в качестве азотсодержа" щего органического соединения - бетаин 2(4"пиридил)-этансульфокислоту общей формулы где R — Н или -ОН;

Р— ОН, -СН СС>НР СООН, -CH Й(СН,CH O) Cf, при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сернокислый никель

Хлористый никель

Борная кислота

240-320

40-45

30-40

При введении бетаин 2(4-пиридил)"этансульфокислоть. в количестве меньше 0,25 г/л получают КЭП, микротвердость которых невысока. Таким образом, для получения твердых КЭП концентрацию добавки необходимо поддерживать в интервале 0„3-1,2 "/è. Такой широкий интервал рабочих концентраций добав" ки — важное свойство электролита при получении толстых слоев.

155/199

2. Злак; .олит по и. 1, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что в качестве

::->еметаллического порошка он с ;держит веь>;.ство„ вьбранное из группы, включа100(ей электрокорунд, нитрид бора,,".-льбор, аморфный (.ap. карбид коемния.

Неметаллический

50-300 микропорошок

Бетаин 2(Ll-плридил)—

-этансульфокислота указан ой Формулы

Метилцеллюлоаа

0 3-1,5

0,15-2,0

П1зотоПред агаемый по псимергм

Состав электролитэ (г/л), рсжим осаждения v свойства КЭП

6,, 1

l г

4 5

1 ) 2 т>п. 30r;

30

Сернокислый >- кель (гидрат)

Хлористым никель (гидггf)

Борная кислота

Карбид кремния КЗ Н5

Электрокорунд ЭБ И! 0

Нитрид борз . (14 мго )

Эльбор На

Дморф>лы>1 бор

Иетиловый фиолетог.й

Бетаин 2(4-г,.>ридил)-этансуль- фокислота*

Нетилцеллюлоэа

Плотность катодного тскг, А/дм рН электролита

Температурэ электроли;-а, С

Толщина покрытия, мкм

Содержание включений микропороюка, o6. :.

Н р рд (ГОСТ 9 50-.76), кгс/мм

Устойчивость суспензии (вре,ля седиментации 3 см), мин

Выход по току, 4

Внутренние напряжения> кгс/см з

Пластичность, (ОСТ 10086-39 !;И22)

Рассеивающая способность эле-,т- ролита, >, (по Хорингу-Блюмб) 3! 0 320

45 ч0 40

200 300

11 С

0э

4=

Бг .0

:,00 2. „0

4l—

100

300, 1 Г

30

100

30 30

150

«00

50

0,2

l 5

0,5

3,6

100

0>7

2 5

3 6

4г

0,8 0,6

0,4 1,2

6 !, I

4с 1>5

150

0>4

0,3

4

0,3

0,4

4

0,г, 0„15

l;

250

0,5

0 с

5

50

50 г 0

5 " .

15>0 1?,7 6,3

220,8

13,7 16,0

". 3, 2

780

800

630 570 725 580 ьгO

97

1160

4i 13

98 9&

1040 li25

i5

6 0

127

l520

350

980

19

31

1200

1470

10",0

2,4

4,2

4 2

7,7

7,7 7,7

26

25

25 25

Составитель B. йгнатьев

Pe,:=:к- -.-.". A. Йаковская Техред Jl.oëèéí61ê Корректор А.Обручар

Эа ка ю 700 Тираж 5 (5 Подписное

ВНЙИП .1 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно- эда-.ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

* 8 качестве бетаин 2(4-пиридил)-этансульфокислоты исгольззьгли: в примерах 2,8-2/Н-2,3-дигирооксипропан)пиридинио-4/зтансуль00H>TT1 B примерак 3, 4, 5 — 2- н" / { "-гидоокс> -3-тризтаноламония клосид лоопа>-/пиридино"4/этансульфонат; в примера,", 6> 9 - 2-/N-(2-гидрок-.иэтан1 пиридинио-4, этансульфонат и в примере 7. " 2-И/-(2-карбоксизтан)пиридинио-4/этансульфонат,