Способ электрохимического полирования меди

 

Использование: в металлургии, электротехнике , радиоэлектронике. Сущность изобретения: полирование ведут на аноде в потенциостатическом режиме при напряжении 1,8-2,5 В, плотности тока 1,5 -4 А/дм , температура 17 - 30°С. Электролит содержит , мае. %: ортофосфорную кислоту 70 - 85, металлический алюминий 0.05 - 0,2.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я)я С 25 F 3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4663563/26 (22) 20.03.89 (46) 15,10,92. Бюл, ¹ 38 (71) Симферопольский государственный университет им, М.В,Фрунзе (72) Д,Б.Сгндулов и В.Г.Кинберг (56) Charles 1. Tansf, Metal Tinishing, 58, 10, 1983, 63 — 71, Авторское свидетельство СССР № 528886, кл. G 25 F 3/22, 1973, Изобретение относится к электрохимической обработке металлов и может быть использовано в металлургии, электротехнике, радиоэлектронике и других областях техники.

Известен способ полирования меди в электролите на основе ортофосфорной кислоты с добавкой ионов меди и поверхностно активных веществ.

В качестве прототипа выбран способ электрохимического полирования меди в

75% растворе ортофосфорной кислоты с добавкой 0,5 — 1% металлического алюминия при температуре 50 — 55 С и плотности тока

15 — 30 А/дм, Основные недостатки способа заключаются в том, что необходимо поддерживать достаточно высокую температуру ванны, высокую плотность тока, При этом наблюдается незначительное улучшение поверхности с Ra = 0,78 мкм до 0,65 мкм при трехминутной обработке и с 0,6 мкм до 0.53 мкм при пятиминутной обработке.

Целью изобретения является снижение шероховатости и увеличение отражательной способности поверхности обрабатываемого изделия.

„„Я ) „„1768674 А1 (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧ ЕСКОГО

ПОЛИРОВАНИЯ МЕДИ (57) Использование: в металлургии, электротехнике, радиоэлектронике. Сущность изобретения: полирование ведут на аноде в потенциостатическом режиме при напряжении 1,8 — 2,5 В, плотности тока 1,5 — 4 А/дм, температура 17 — 30 С. Электролит содержит, мас,,,ортофосфорную кислоту 70 — 85, металлический ал юминий 0.05 — 0,2.

Сущность изобретения заключается в анодной обработке изделий из меди в электролите на основе ортофосфорной кислоты и металлического алюминия; обработку ведут в потенциостатическом режиме при напряжении 1,8 — 2,5 В, плотности тока 1,5—

4 А/дм, температуре 17 — 30 С при следующем соотношении компонентов, мас,% ортофосфорная кислота 70 — 85

Металлический алюминий 0,05 — 0,2

Электролит готовят путем растворения алюминия в ортофосфорной кислоте, тщательно перемешивают при 18 — 25 С, Шероховатость поверхности определяли на профилографе марки 283, коэффициент отражения — на спектрофотометре марки СФ 4А с приставкой П30-2, Пример 1, Цилиндр 150 мм и длиной

400 мм помещали в электрихимическую ванну в качестве анода. в которой в качестве электролита была залита 77% ортофосфорная кислота с добавкой 0,1% алюминия.

Температуру в ванне поддерживали

20„,21 С, цилиндрический катод был помещен внутрь обрабатываемого цилиндра.

Потенциал 1,8 В, анодная плотность тока

1768674

1,5 А.дм . После 90 мин. электрохимической полировки (9 циклов по 10 мин. с двухминутной паузой) Ra уменьшалась с

0,15 мкм до 0,025 мкм.

Пример 2. Медный диск диаметром

180 мм помещали в электрохимическую ванну, в которой в качестве электролита была залита 85% ортофосфорная кислота с добавкой 0,2% алюминия, В качестве катода использовали медную пластинку. Температуру в ванне поддерживали; 29...30О, потенциал 2,5 В, анодную плотность тока

4,0 А.дм . После 180 мин. электрохимической полировки (18 циклов по 10 мин. с двухминутной паузой) R> уменьшалось с

2,2 мкм до 0,21 мкм.

Пример 3. Медный цилиндр диаметром 150 мм и длиной 400 мм помещали в электрохимическую ванну в качестве анода, в которой в качестве электролита была залита 80% ортофосфорная кислота с добавкой

0,15% алюминия. В качестве катода использовали медную трубку, помещенную внутрь цилиндра, Температуру в ванне поддерживали 24...25 С, Потенциал повышали с 2,1 В до 2,4 В ступенчато, выдерживая при каждом потенциале 2,1 В, 2,2 В, 2,3 B в течение 1 минуты, а при 2,4 В в течение 7 минут, При этом анодная плотность тока не превышала 3,7 А,дм, в процессе обработки было сделано шесть указанных циклов, В результате чего Ra изменилось от 1,06 мкм до 0,15 мкм.

Пример 4. Медный цилиндр диаметром 150 мм и длиной 160 мм помещали в электрохимическую ванну в качестве анода, в которой была залита 82 ортофосфорная кислота с добавкой 0,05% алюминия, В качестве катода использовали медную трубу.

Температуру в ванне поддерживали

24...25ОС. Потенциал повышали с 2,1 В до

2,4 B ступенчато, выдерживая при потенциале 2,1 В, 2,2 В, 2,3 В в течение 1 минуты, а при 2,4 B в течение 7 минут анодная плотность тока не выше 3,55 А,дм . Число указанных ступенчатых циклов составило 15, В результате чего уменьшилось R> с 2,1 мкм до

0,24 мкм.

Пример 5, Медную трубу диаметром

150 мм и длиной 400 мм помещали в электрохимическую ванну в качестве анода, в которую была залита 70% ортофосфорная уислота с добавкой 0,1% алюминия. Температуру в ванне поддерживали на уровне

24...25 C. Потенциал 2 3 В, анодная плотность тока 3,8 А.дм . После 180 мин. электрохимической полировки (18 циклов по 10 мин. с двухминутными паузами) R> уменьшилось с 2,2 мкм до 0,54 мкм.

Пример 6. Медный резонатор длиной

1410 мм, имеющей в сечении форму эллипса с большой полуосью R = 800 мм и малой полуосью R = 450 мм помещали в электрохимическую ванну в качестве анода, в которую была залита 85% ортофосфорная кислота в количестве 99,90% с добавкой алюминия в количестве 0,10%. Температуру в ванне поддерживали на уровне 17 С, плотность тока не превышала 1,5 Аlдм . Потенциал увеличивали ступенчато с 1,8 В до 2,2 В, Время выдержки при 1,8 В, 1,9 В, 2,0В, 2,1 В по 1 минуте и при 2,2 В с выдержкой 7 минут.

Таких циклов было проведено шесть. После обработки из резонатора были вырезаны образцы для освидетельствования, при этом коэффициент отражения составил 95%, а шероховатость уменьшилась с R> = 0,20 мкм до R> = 0,042 мкм.

Сравнительный анализ приведенных данных говорит об эффективности предлагаемого способа и предпочтительности его использования.

Кроме того, уменьшение плотности тока и температуры в предлагаемом способе приводит к снижению энергозатрат и улучшению условий труда, например, уменьшению газовыделения на электродах или при испарениях с поверхности ванны, Формула изобретения

Способ электрохимического полирования меди, включающий анодную обработку в электролите на основе ортофосфорной кислоты и металлического алюминия, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения шероховатости и увеличения отражательной способности поверхности, анодную обработку ведут в потенциостатическом режиме при напряжении 1,8 — 2,5 В, плотности тока 1,5 — 4 А/дм, температуре 17 — 30 С при следующем соотношении компонентов, мас.%: ортофосфорная кислота 70 — 85; металлический алюминий 0,05 — 0,2