Электролит для осаждения палладиевых покрытий и способ его корректирования

 

Изобретение относится к нанесению палладиевых покрытий из фосфатных электролитов и способу корректирования электролита палладирования. Цель изобретения - снижение пористости, повышение блеска покрытий и стабильности электролита. Электролит палладирования содержит, г/л: палладий (в пересчете на металл) 3- 20; натрий фосфорнокислый 2-х замещенный 12-ти водный 100-130; аммоний фосфорнокислый 2-х замещенный 15-60, трилон Б 1-2, кристаллоза 0,5-1. При корректировании электролита палладировяния перед коррекцией кислотности в электролит вводят смесь тетрааминохлорида палладия и трилона Б, а затем кристаллозу при следующем соотношении компонентов 100:3:0,75 соответственно. 2 с.п.ф-лы, 1 табл. со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si) s С 25 0 3/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4665760/26 (22) 12.01.89 (46) 30.09.92. Бюл. ¹ 36 (71) Рижское производственное объединение "ВЭФ" им.В.ИИ.Ленина (72) М. М. Земянкевич, Б, Э. Либерт, М.Ф.Щенков, А.П.Барвикс, Л,А.Баранова и

С.А,Тетеровская (56) Патент США ¹ 4622110, кл. С 25 0 3/52, 1986.

ГОСТ 9.305-84. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. с,95, состав 2. (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПАЛЛАДИЕВЫХ ПОКРЫТИЙ И СПОСОБ ЕГО

КОРРЕКТИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к нанесению палладиевых покрытий из фосфатных элекИзобретение относится к области электрохимического осаждения металлов, в частности, к нанесению палладиевых покрытий и к способам приготовления и корректирования электролитов палладирования.

Известен электролит палладирования, содержащий палладий (в пересчете на металл) 10 г/л, аммоний фосфорнокислый 2-х замещенный 80 г/л при рН 8. Недостатком данного электролита является то, что он применяется только при больших скоростях взаимного перемещения деталей и электролита и электролит не может применяться при покрытии деталей на подвесках или насып ью.

Наиболее близким к предлагаемому является электролит фосфатного палладирования, содержащий палладий (в пересчете

„,. Ы„„17б52бЗ А1 тролитов и способу корректирования электролита палладирования, Цель изобретения — снижение пористости, повышение блеска покрытий и стабильности электролита.

Электролит палладирования содержит, г/л; палладий (в пересчете на металл) 320; натрий фосфорнокислый 2-х замещенный 12-ти водный 100-130; аммоний фосфорнокислый 2-х замещенный 15-60, трилон Б 1-2, кристаллоза 0,5-1. При корректировании электролита палладирования перед коррекцией кислотности в электролит вводят смесь тетрааминохлорида палладия и трилона Б, а затем кристаллозу при следующем соотношении компонентов 100;3:0,75 соответственно. 2 с.п,ф-лы, 1 табл. на металл) 20 г/л, натрий фосфорнокислый

2-х замещенный 12-ти водный 130 г/л, аммоний фосфорнокислый 2-х замещенный 60 г/л, бензойную кислоту 3 г/л при рН 6,75 и рабочей температуре 50-75 С и катодной плотности тока 0,1-0,5 А/дм, Недостатком данного электролита является то, что он применяется только в стационарных ваннах при покрытии деталей на подвесках, требует подогрева, дает матовое пористое покрытие (количество пор на 1 см поверхности при толщинах

1 мкм 3-5, при толщинах 6 мкм 1-2), имеет ограниченный срок службы до регенерации (возможна корректировка до 180-200 г металлического палладия на 1 л электролита).

1765263

Цель изобретения — снижение пористости, повышение блеска покрытий и стабильности электролита, Электролит имеет следующий состав, г/л: 5

Палладий (в пересчете на металл) 3-20

Натрий фосфорнокислый

2-х замещенный 12-ти водный 100-130

Аммоний фосфорнокислый

2-х замещенный 15-60

Трилон Б 1-2

Кристаллоза 0,5-1

Процесс ведется при 20-75 С, катодной 15 плотности тока 0,2-2 А/дм и рН 8,5-8,9. При корректировании электролита перед коррекцией кислотности в электролит вводят смесь тетрааминохлорида палладия и трилона Б, а затем кристаллозу при следующем 20 соотношении компонентов 100;3:0,75 соответственноо.

Поскольку палладиевые покрытия не относятся к числу протекторных, для обеспечения надежной стойкости и коррозии 25 необходимо осаждать беспористые покрытия, а также учитывать износ покрытия за счет механического воздействия в ходе эксплуатации изделия за весь период службы, износ будеттем меньше, чем будет глаже и беспо- 30 ристей нанесенное покрытие, Совместное введение в состав электролита трилона Б и кристаллозы позволяет обеспечить осаждение на катоде блестящего беспористого покрытия при толщинах бо- 35 лее 1 мкм, повысить катодную плотность тока и расширить диапазон рабочих температур при нанесении покрытий, применять электролит на любом виде оборудования— при покрытии деталей на подвесках, на- 40 сыпью в барабанных и колокольных ваннах.

Таким образом, только совместное введение в состав электролита трилона Б и кристаллозы (взамен бензойной кислоты, используемой в электролите-прототипе) по- 45 зволяет осуществить поставленную цель.

Минимальным содержанием палладия (в пересчете на металл) является 3 г/л, т.к. при меньшем содержании палладия получаются пористые матовые покрытия. 50

Максимальным содержанием палладия является 20 г/л, т.к. более высокое содержание палладия не влияет на пористость и блеск получаемого покрытия и экономически не целесообразно. 55

Минимальным содержанием натрия фосфорнокислого является 100 г/л, т.к. при меньшем содержании фосфата натрия умечьшается электропроводность электролита, Максимальным содержанием натрия фосфорнокислого является 130 г/л, т,к. при большем содержании фосфата натрия возможна его выкристаллизация при понижении температуры электролита ниже 20 С.

Минимальным содержанием аммония фосфорнокислого является 15 г/л, т.к, при меньшем содержании аммония фосфорнокислого требуется частая корректировка рН электролита.

Максимальным содержанием аммония фосфорнокислого является 60 г/л, т,к, при большем содержании фосфата аммония возможна его выкристаллизация совместно с фосфатом натрия при понижении температуры электролита ниже 20 С.

Минимальным содержанием вводимых совместно трилона Б и кристаллозы являются для трилона Б 1 г/л, а для кристаллозы

0,5 г/л. При меньшем содержании трилона

Б и кристаллозы получают матовое пористое покрытие(при толщине покрытия 1 мкм количество пор 3-5, при толщине покрытия

6 мкм количество пор 1-2).

Максимальным содержанием вводимых совместно трилона Б и кристаллозы является для трилона Б 2 г/л, а для кристаллозы 1 г/л, т,к. более высокое содержание трилона

Б и кристаллозы не дает улучшения качества получаемого покрытия и нецелесообразно, Электролит готовится следующим образом: расчетное количество хлористого палладия растворяется в расчетном количестве концентрированного водного раствора аммиака (растворение ведется порциями).

Растворение ведут при нагревании до получения раствора тетрааминохлорида палладия желтого цвета. Полученный раствор фильтруют, фильтр промывают до отсутствия в промывной воде ионов палладия. В полученный раствор, в который добавлена промывная вода, вводят расчетное количество трилона Б. В горячей воде при темпео ратуре 70 С при помешивании растворяют расчетное количество аммония фосфорнокислого 2-х замещенного, после чего при помешивании растворяют расчетное количество натрия фосфорнокислого 2-х замещенного 12-ти водного. К полученному раствору фосфатов при помешивании осторожно, избегая разбрызгивания, добавляют раствор тетрааминохлорида палладия с трилоном Б. Полученный раствор перемешивают и добавляют водный раствор расчетного количества кристаллозы, Полученный раствор доводят до рабочего объема. Проверяют и устанавливают кислотность добавлением фосфорной кислоты или концентрированного водного раствора аммиака. Корректировка кислотности

1765263 производится по показаниям рН-метра либо индикаторной бумагой "Рифан" — фосфорной кислотой либо концентрированным водным раствором аммиака, Корректировка содержания палладия в электролите произ- 5 водится по результатам химического анализа либо по пропущенным ампер-часам.

При необходимости трилон Б и кристаллоза вводятся одновременно с введением палладия в соотношении (в г ) палладий 10 метал.:трилон Б:кристаллоза = 100:3:0,75 соответственно, Палладий вводят в виде етрааминохлорида палладия, Примеры выполнения электролита и его свойства представлены в таблице. 15

Сравнительные испытания данного электролита с известным (пример 1) выявили следующие преимущества первого: дает возможность получать блестящие покрытия, беспористые в толщинах не менее 1 20 мкм; расширяет область применения электролита, применим для нанесения покрытия на различном оборудовании при обработке деталей на подвесках, насыпью; не требует при работе нагрева или охлаждения, так как 25 работает в широком диапазоне температур о

20-70 С; допускает работу при большой объемной плотности тока 0,3 А/л и выше; срок службы электролита практически не ограничен, наработка более 2400 r металлического 30 палладия на 1 л электролита; не требует электрохимической проработки под током после составления и каждой коррекции, фильтрации.

Формула изобретения t. Электролит для осаждения палладиевых покрытий, включающий хлористый палладий, натрий фосфорнокислый двухзамещенный двенадцативодный и аммоний фосфорнокислый двухзамещенный, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения пористости, повышения блеска покрытий и стабильности электролита, он дополнительно содержит трилон Б и кристаллозу при следующем соотношении компонентов, г/л:

Хлористый палладий (в пересчете на металл) 3-20

Натрий фосфорнокислый двухзамещенный двенадцативодный 100-130

Аммоний фосфорнокислый двухзамещенный 15-60

Трилон Б 1-2

Кристаллоза 0,5-1

2. Способ корректирования электролита для осаждения палладиевых покрытий, включающий коррекцию кислотности, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью снижения пористости, повышения блеска покрытий и стабильности электролита, перед коррекций кислотности в электролит вводят смесь тетрааминохлорида палладия и трилона Б, а затем кристаллозу при следующем соотношении компонентов 100:3:0,75 соответственно, 1765263, Состав электролита и определяемые параметры

Пример

1 (прототип) 2

Состав электролита, г/л палладий (в пересчете на металл) 20

3 13 20 20 натрий фосфорнокислый

2-х замещенный 12-ти водный

130

100 100 115 130 156

15 15 40 60 75 аммоний фосфорнокислый

2-х замещенный

Кислотность

6,75

Пористость (количество пор на 1 смз) толщина покрытия 1 мкм

4-5

3-5

2-4

2 мкм

3 мкм

4 мкм

6 мкм

1-2

1-2

1-2

Внешний вид покрытия

Матовое

Матовое Блестящее подгар

Рабочая температура электе ролита, С

50-75

20-70 20"70 20-70 20-70 20-70

Плотность тока, А/дмз

0,1-0,5

0,1-2 О, 1-2 0,1-2

0,1-2 0,1-2

Допустимая объемная потность тока на один литр электролита, А/л

0,3 и выше не влияет на качество покрытия

Срок службы электролита до регенерации в граммах паллалия металлического на один литр электролита

180-200

Более 2400

Холостая проработка электролита под током после составления, коррекции, фильтрации до получения качественного покрытия Требуется

Не требуется

Составитель М. Щенков

Техред М.Моргентал Корректор Е. Папп

Редактор

Заказ 3357 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 бензойная кислота трилон Б кристаллоза

Свыше 0,15 влияет на качество покрытия

0,5 1 1,5 2 2,5

0,25 0,5 0,75 1 1,25

8,7 8,7 8,7 8,7 8,7

0-1 0

0-1 0

0 0

0 0

0 0