Электролит для осаждения сплава кадмий-никель
Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электролитическому осаждению сплава кадмий-никель. Электролит содержит, г/л: сульфат кадмия 13-17, сульфат никеля 13-17, трилон Б 18-22, 1,4-бутандиол 0,6-1,0, уксуснокислый аммоний 8-12 и сульфат натрия 0,8-1,12 М/л. Технический результат - повышение коррозионной стойкости покрытий. 1 табл.
Реферат
Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электролитическому осаждению сплава кадмий - никель.
Изучались сернокислые, хлористые, хлорид - аммиакатные, аммиачные, лимоннокислые, борфтористоводородные, цианистые электролиты для электроосаждения сплава Cd-Ni (Кудрявцев Н.Т., Фиргер С.М., Докина Н.Н. Тр. МХТИ им. Д.И.Менделеева. - М.: 1967, №54, с.145-148).
Однако из этих электролитов осаждаются или один кадмий или пористые осадки, имеющие серый цвет, низкую коррозионную стойкость, плохо сцепленные с катодом.
Наиболее близким к изобретению является электролит для осаждения сплава кадмий-никель, содержащий соль никеля, оксид кадмия, в качестве комплексообразователя - пирофосфат калия, а в качестве блескообразователя - этилендиамин и клей (Кудрявцев Н.Т., Фиргер С.М., Докина Н.Н. Тр. МХТИ им. Д.И.Менделеева. - М.: 1967, №54, с.145-148).
Недостатком указанного электролита является недостаточная коррозионная стойкость сплава, получаемого из этого электролита.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является получение покрытий с улучшенными качествами.
При осуществлении технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении коррозионной стойкости покрытий.
Указанный технический результат достигается тем, что в электролите для осаждения сплава кадмий-никель, содержащем сульфаты кадмия и никеля, особенностью является то, что он дополнительно содержит трилон Б - динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (вместо пирофосфата калия), в качестве блескообразователя - 1,4-бутандиол (вместо этилендиамина и клея), в качестве буферирующего вещества - уксуснокислый аммоний, а для увеличения электропроводности в электролит введен сульфат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л: сульфат кадмия - 13-17, сульфат никеля - 13-17, трилон Б - 18-22, 1,4-бутандиол - 0,6-1,0, уксуснокислый аммоний - 8-12 и сульфат натрия - 0,8-1,12 М (моль)/л, вода - до рабочего объема.
Процесс осаждения рекомендуется проводить при рН электролита 3,8-4,2, катодной плотности тока 0,1-0,2 А/дм2 при температуре 20-25°С, при непрерывном перемешивании электролита с использованием платиновых анодов.
Электролит готовится следующим образом.
Трилон Б растворяют при 80-90°С в 1/3-1/4 части необходимого для приготовления электролита объема дистиллированной воды.
В отдельных порциях воды растворяют сульфаты никеля и кадмия. Затем к раствору трилона Б добавляют при перемешивании растворы сульфатов кадмия и никеля. К полученной смеси добавляют сульфат натрия, уксуснокислый аммоний и 1,4-бутандиол и доводят объем электролита до 1 л (рабочего объема) дистиллированной водой.
Используемый в электролите комплексообразователь - трилон Б образует с катионами кадмия и никеля прочные комплексы и тем самым предотвращает гидролиз солей и повышает поляризацию электровосстановления катионов. Он также хорошо адсорбируется на электроде и способствует получению мелкокристаллических осадков.
Введенный в электролит уксуснокислый аммоний образует комплексы с катионами металлов и буферные растворы, поддерживающие постоянство рН в прикатодном слое раствора.
Добавление сульфата натрия позволяет увеличить электропроводность раствора, а следовательно, и его производительность.
Блескообразователь 1,4-бутандиол, адсорбируясь на катоде, ингибирует процессы электровосстановления ионов металлов, одновременно улучшая смачиваемость осадка, что приводит к получению мелкозернистых осадков и повышению равномерности распределения металла по поверхности катода.
Конкретные примеры, иллюстрирующие использование изобретения, приведены в таблице.
Использование предлагаемого электролита позволяет осаждать полублестящие, плотные, хорошо сцепленные с подложкой покрытия.
Микротвердость покрытия составляет 80-82 мПа, выход по току 90-92%.
Скорость коррозии покрытий, полученных из предлагаемого электролита, на 18-22% меньше таковой для покрытий, осажденных из известного электролита, и составляет 0,0015-0,0020 кг/м2ч.
В результате использования данного электролита осаждаются качественные покрытия, выдерживающие изгиб под углом 45° без излома и отслаивания от подложки.
После пропускания 400-600 Ач/м3 необходимо производить корректировку электролита с добавлением веществ, входящих в состав электролита.
Компоненты электролита и параметры исследования | Состав по примерам | ||
1 | 2 | 3 | |
Сульфат кадмия, Г/л | 13 | 15 | 17 |
Сульфат никеля, Г/л | 13 | 15 | 17 |
Трилон Б, Г/л | 18 | 20 | 22 |
Уксуснокислый аммоний, Г/л | 8 | 10 | 12 |
1,4-бутандиол, Г/л | 0,6 | 1,0 | 1,0 |
Сульфат натрия, М/л | 0,8 | 0,8 | 1,12 |
Плотность тока, А/дм2 | 0,10 | 0,15 | 0,2 |
Температура, °С | 20 | 22 | 25 |
рН | 3,8 | 4,0 | 4,2 |
Перемешивание, об/мин | 60 | 60 | 60 |
Выход по току, % | 92 | 91 | 90 |
Микротвердость, мПа | 80 | 81 | 82 |
Содержание никеля в сплаве, мас.% | 47,5 | 45,1 | 39,5 |
Скорость коррозии в 3% водном растворе NaCl, кг/м2ч | 0,0015 | 0,0018 | 0,0020 |
Внешний вид покрытий | полублестящие, плотные | полублестящие, плотные | полублестящие, плотные |
Электролит для электроосаждения сплава кадмий - никель, содержащий сульфаты кадмия и никеля и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве комплексообразователя трилон Б-динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, в качестве блескообразователя 1,4-бутандиол, в качестве буферирующего вещества - уксуснокислый аммоний, а для увеличения электропроводности - сульфат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л:
сульфат кадмия | 13-17 |
сульфат никеля | 13-17 |
трилон Б | 18-22 |
1,4-бутандиол | 0,6-1,0 |
уксуснокислый аммоний | 8-12 |
и сульфат натрия | 0,8-1,12 М/л |