Раствор для химического никелирования

Раствор для химического никелирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО НИКЕЛИРОВАНИЯ , содержащий соль никеля, .гипофосфит натрия, ацетат натрия, глицин и ст.абилизирующунз добавку, отличающийся тем, что, с целью обеспечения михровыравнивающей способности, он в качестве стабилизирующей добавки содержит цистеин в сочетании с солью двухвалентной меди при следующем соотношении компонентов , г/л: Соль никеля (в пересчете на никель металлический) 4,9-7,4 20-30 Гипофосфит натрия 3-7 Ацетат натрия 25-40 Глицин 0,001-0,002 Цистеин Соль двухвалентной (Л меди (в пересчете на медь метал0 ,04-0,08 лическую)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО1ИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ВСЮ С 23 С 3 02

ГОСУДАРСТБЕНН1 1Й КОМИТЕТ ССее

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ г"

1 !

r!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Х АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соль никеля (в пересчете на никель металлический) 4, 9-7, 4

20-30

3-7

25-40

0,001-0,002

0,04-0,08 (21) 3388977/22-02 (22) 28.01.82 (46) 30.08.84. Бюл. К - 32 (72) P.Ê. Тарозайте и А.М. Луняцкас (71) Институт химии и химической технологии АН Литовской ССР

I(5З) 621.793.3:669.24(088.8) (56) 1. ГОСТ 9.047-75

2. Ж. "Химия", 1978, Ф 5, реф. 5Л332 °

3. То же, 1981, В 11, реф. 11ЛЗЗЗ.

4. Авторское свидетельство СССР

Ф 775168, кл. С 23 С 3/02, 1977. (54)(57) РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО НИКЕ.ЛИРОВАНИЯ, содержащий соль никеля, .гипофосфит натрия, ацетат натрия, глицин и стабилизирующую добавку, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с

Ф целью обеспечения микровыравнивающей способности, он в качестве стабилизирующей добавки содержит цистеин в сочетании с солью двухвалентной меди при следующем соотношении компонентов, г/л:

Гипофосфит натрия

Ацетат натрия

Глицин

Цистеин

Соль двухвалентной меди (в пересчете на медь металлическую) 1 11108

Изобретение относится к получению металлических покрытий химическим путем, в частности никелевых, и может быть использовано в приборостроении, машиностроении, радиоэлектронике.

В состав растворов химического никелирования, как правило, входят соль никеля, лиганд ионов никеля, восстановитель, буфер и добавки. Особенностью растворов химического никели- 1р ровання является возможность равномерного осаждения никелевого покрытия во всех местах покрываемой детали, что позволяет использовать процесс химического никелнрования для восста- 1g новления толщины йзношенных деталей.

Для получения никелевых покрытий химическим путем наибольшее применение получили растворы, в которых используются такие лиганды ионов никеля 20 как молочная кислота, лимоннокислый натрий, аминоуксусная кислота (глицин). В качестве буферов применяются уксусная или борная кислоты. Лучшим считается раствор химического никелирования с лигандом глицином (буфер— ацетат натрия), так как он обладает большой скоростью осаждения, экономичностью и может корректироваться до накопления в нем большого количества фосфита (до 400 г/л) Е13.

Однако известные растворы химического никелирования не обладают микровыравнивающей способностью, что не дает возможности получать декоративные покрытия fa предварительно травленных, сенсибилизированных и активированных пластмассах, поскольку осажденный никель довольно точно воспроизводит шероховатость травленной пластмассы. При осаждении покрытий

40 на металлы в некоторых случаях также важно уменьшить или полностью выравнять микронеровности поверхности.

Известно, что такие эффективные выравнивающие добавки для гальванического никелирования, как сахарин и бутиндиол проявляют свое действие и в растворах для химического никелирования 1".21.

Однако их выравнивающее действие в растворах для химического никелирования невелико.

Известные стабилизирующие добавки — цистеин и соль двухвалентной меди, применяемые порознь в растворах для химического никелирования,. способствуют поляризации никелевого покрытия (31.

18 3

Однако микровыравнииающий эффект при совместном использовании этих добавок в растворах для химического никелирования заранее предсказать нельзя °

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный раствор для химического никелирования, содержащий соль никеля, лиганд глицин, ацетат натрия, гипофосфит натрия и стабилизирующую добавку, в качестве которой может быть использован или сульфид свинца, или торон 14j. Однако и этот раствор химического никелирования не обладает микровыравнивающей способностью.

Цель изобретения - обеспечение микровыравннвающей способности.

Поставленная цель достигается тем, что раствор для химического никелировакия, содержащий соль никеля, гипофосфит натрия, ацетат натрия, глицин и стабилизирующую добавку, в качестве последней содержит цистеин в сочетании с солью пвухвалентно1 меди при. следующем соотношении компонентов, гlл:

Соль никеля (в пересчете на никель металлический), 4,9-7,4

Гипофосфит натрия 20,0-30,0

Ацетат натрия 3,0-7,0

Глицин

Цистеин

25,0-40,0

0,001-0,002

Соль двухвалентной меди (в пересчете на медь металлическую) 0,04-0, 08

В качестве солей никеля используют хлористый, сернокислый, азотнокислый, уксуснокислый или аминоуксуснокислый никель. В качестве соли CU (ZZ) используют хлорную, сернокислую, азотнокислую, уксуснокислую или аминоуксуснокислую медь.

Предлагаемый .раствор химического никелировамия приготавливают в следукн щем порядке.

Растворяют в дистиллированной воде соль никеля, глицин, ацетат натрия, гипофосфит натрия, цистеин и соль меди. Нужное значение рН устанавливают

1 1 10818 с помощью раствора едкого натра, После этого раствор фильтруют. Раствор никелирования можно составлять также и из заранее приготовленных концентратов. 5

В процессе работы раствор может корректироваться концентратами, которые позволяют восстановить рН раствора и концентрации расходусмьгх компонентов до требуемого уровня.

1О

Микровыравнивающую способность раствора () определяли путем сравнения профилограмм поверхности покрытия, полученного из раствора-прото" типа и покрытия-из предлагаемого раст-15 вора:

R прототип — R предл.

° 100.

R+ прототип

30

Испытания проводили следующим образом.

Раствор для химического никелирования, содержащий добавки, готовили

Пористость определяли по ГОСТУ

9.302-79 методом приложения пропитанной бумажки на никелевые покрытия, осажденнйе на сталь.

Блеск покрытия определяли блеско-л 25 мером фирмы Ланге.

Составы растворов, режимы никелирования и свойства покрытий представлены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что добавка одного цистеина (примеры 1 и 2) или одной соли двухвалентной меди (примеры 3 и 4) не придают раствору дос-таточной микровыравнивающей способности. Только раствор, содержащий в качестве добавки цистеин и соль двухвалентной меди одновременно в предлагаемых количествах (примеры 7-12) обладает хорошей микровыравнивающей способностью. Другие параметры предлагаемого раствора: стабильность, 40 скорость осаждения покрытия не хуже, чем у прототипа. Покрытия, получаемые из предлагаемого раствора, блестящие (блеск 80 ), менее пористые, имеют хороший внешний вид.

В табл. 2 представлены данные по испытанию действия ионов других металлов и органических добавок (известных стабилизаторов) на скорость осаждения и микровыравнивание никельЪ фосфорных покрытий. путем поочередного растворения в дис-. тиллированной воде при перемешивании, г/и: сернокисного никеля 28, гипофосфита натрия 25, ацетата натрия 5, глицина 30 и добавок. Затем раствор фильтровали и установили его рН;-5,0. Процесс осаждения проводили при 90 С и степени загрузки 1дм /л.

Скорость осаждения никель-фосфорных покрытий определяли весовым способом на гладкой медной фольге. 1икровыравнивание определяли профилографически на полированной титановой пластинке (R = 0,.1-0,2 мкм), осаждая на ней покрытие толщиной 15 мкм.

Иикровыравнивающее действие определяли при сравнении профилограмм покрытий, осажденных в присутствии указанных в табл. 2 добавок, с профилограммами покрытий, полученных из раствора-прототипа.

Из табл. 2 следует, что апробованЪ ные известные стабилизирующие добавки не обеспечивают получения выравнивающего эффекта в должной степени.

Таким образом, предлагаемый раствор химического никелирования позволяет получать качественные, хорошо микровыравненные покрытия, которые могут служить в качестве декоративного слоя на поверхности диэлектриков и металлов без наращивания гальванических слоев меди, никеля и хрома, применяющихся.до сих пор в процессах декоративной металлизации пластмасс.

Микровыравнивающий раствор химического никелирования полезен для получения покрытий высоких ровности и декоративности на деталях сложного профиля, для которых не применимы электрохимические способы получения микровыравнивающих покрытий.

Добавка, придающая раствору химического никелирования микровыр..внивающее свойство, состоит из недорогих, выпускаемых отечественной про-. мышленностью реактивов. Ее концентрации в растворе небольшие.

Использование предлагаемого раствора в радиоэлектронной и приборостроительной промышленности дает большой экономический эффект, поскольку в ряде случаев отпадает необходимость наращивания на детали электрохимических слоев металлов.

1!10838

О о Q o

0С л л

СЧ ь л м

О1

О л О

Сл\ л о ь л

D .Ол В ь л

3/\ ь л

cIa

° о с л

CV СЧ

СЧ

00 О о о

° o

О О О

Д а О о л л л л

СО ао о о о л л О

О О О

Ю

3Л а и о

СЧ м

СЧ

СО О о о О О л о л л

О О О О1

О л Ci и D Л СЧ м а

I и о о о О Л л л О л л

О О О аа

СЬ л аса

1 л ю

СЧ (Г1. о о

° о

О О О О

1

О м) л л а ао а е о

СЧ м л о о

О

Юл

СЧ ь

СЧ л л Л л

Ch а и о

Л СЧ Сл!

I 1

1 3

I 1

О О О

О л

D СЛ ECl

СЬ л

D О О л Q л л

Ю Ch О") л л а.о

СЧ < 1

С 4

D о о а

I о л л

Ь О Ю сО

1 I

1 СЧ

1

1—

О л л а о о

CV м

О ь О. С1

1 л О л л

О О а аО

О1 л а о

Л СЧ Сл) :1

I I о

В»

МЗ

D л ь о м о

Cn aCS O

О1 л л л n D

С 4 С ) 1Ь х о а о !

0! о

Р о

ld

f о

Cd а а g Р, ««аох о З m eo

ыхо1а (!С !" X

I Х eO СС

vc:х

1 еО э а! х

1 4 Р Х О

1ОЭХЭ

1ОИХЬ

М

Id

Ф с0

Ю и с О О

СЧ м ф у

Р

Ц л

СС 4

О adэ оахй л (б

CL

f»

Х а!

Ж Р

Э 0J

I И о Z х (О л ф

Р о ! а

f.

tg с.

А х

lg ь х

v э а9 х v

u o

11108 18

1 («4

»

1

I 1 ь

Cl

l01 ф

Эl х! х!

Э!

nfl о!

1

1

r — "1

1 1 ч ь

D л

Ю

С»Ъ ь л

Ь

1

1 00

1. а

I ! о! л ь л л

l л

Ol

Ф о

0 о

1

1 ь

Е» о ф

0 ь

«

I ь

Ю

cd

I» о о

Ы! m ! о m ь л

° Ф

1 ь ь

I

1 с

1

1 — — - - ° ь л

» ь

Я л с»1

1

1 !

1

M ь л сО

1 о х х

6» а

Х Ф

Й ф

Э

m o

1» Е о м

>2 х с д

m ао о6

3 о

И

Е о х х о

О» х

Ц

Э

Х х х

I ф М

Щ и э

Ф х. о х

0 ccI

0 о

4 <ч

Е о о

v х

3 m

I 0

IK

1

1 . 1

1

1

I 1

1 I

1 1

1

1

1 с4

I

I — ——

1,д ь о

A 0 ц о

Ф

cd O

f» cd

О 0

<:У ь О

Ф л хэо й

m L

О 9 4 v л о- к

& х о о е 1и и х 3 о Х О, 4 4 И

1О О !

" х х ,!ЭЕ 9 0.Î

Э Ы ! !х-о, О, 03 ! о ! о э

Ф ! х 6

lcd О

m ы

1 & Ф ! и о о х о д

1 Ф

1 X л

I Ы f . ! о и

im o (б ! l0 с«4 ! оIW I л

1м Е

if" cd

1 A 0

I Ц (U

)55

l I" 0

io e

1 ! э о !

Х 1"-! х

1К Х х э

1 Ф cбd

I !» х v

1Щ о

1 k(Ф»л

I 1 Ol

iv o

I о х х м

I-Ф Э

I 1 1(l Э

1 0

I Е И

1 cd

l0 в

I Э

IX м ! х о ! и 3

1 10 ! о о

1 t» (1

1Х О

I cd m

I m

Icd V

1! Ф ! о

I v Ц о

Ica x

I Ф

I Х

I x

I Э

I Ф

l Э

I X

I Х

1110818

Таблица 2

Опыт

Добавка и ее концентрация, г/л

Скорость осаждения, мкм/ч

Микровыравнивание, 7, при толщине

15 мкм

1 Цистеин О;002

18,5

0,2(0,05 r)

0,3(0,075 r)

0,4(0,!О г)

0,01(0,005 г)

0,02(0,010 г) 2 Цистеин

0,002+CuS+r 5Н О

18,1

3 То же

18,4

То же

4 !!

18,5

18,2

То же

6 То же

18,5

7 !!

0,05(0,026 r) 19,3

18,7

1О

t!

16,9

18,1

1О

17,8

11 То же

То же

17,4

13

17,5

13,5

-20

17,9

17,9

17 То же

17,9

То же

6,5

-10

17,0

0,002(0,001 г) 17,2

21 То же

0,01(0,005 г) То же

17,1

5 Цистеин 0,002+SrtC1, 2Н, О

10, Цистеин P,02 + ЯН ЧО, 15 Цистеин О, 002 + CdCl Н, О

16 Цистеин 0,002 + CdC1 Н О

f9 СЙС1 ° Н О (без цистеина) 20 Цистеин 0,002+Pb (С,Н,О,);ЗН,O

О, 1(0,053 r) 0,2(0,105 г) 0,002(0,0009 г) 0,004(0,0018 г) 0,006(0,0027 r) 0,01(0,0045 г) 0,02(0,009 г) 0,002(0,001 r) 0,002(0,001 r) 0,005(0,003 r) 0,01(0,011 r) 0,005(0,003 г) 1110818

Продолжение табл. 2

:I

16,4

22

17,3

-20

13,7

17,0 30

26 CuSQ 5H О

27 CuSQ 5H 0 0, 2+резорцин

17,2 30

18,8 30

0,2(0,05 г)

1,0

28 То же

2,0

3,0

19,5 25

19,4 30

Тоже

18,5

31 То же

19,!

То же

14,8

10

15,2

12,0

Составитель P. Ухлинова

Редактор Т. Колб Техред Л.NepTamosa КорректорВ. Бутяга !

Заказ 6268/22 Тираж 899 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

24

25 Ь(СзНзО ) ЗНзО (без дистеина) 30 CuS0>е 5H О 0 2+2 4 дигидро ксибензойная кислота

33 CuSQ 5H 0 0,2+пирогаллол

34 Си80фе 5H О 0,2+хингидрон

0,02(0,011 г)

О,ОЗ(0,016 г)

0,04(0,022 г)

0,01(0,005 г) 1,0

2,0

3,0

1,О

1i0