close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4574

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4574
(13)
C1
7
(51) C 25D 3/32
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ЭЛЕКТРОЛИТ ОЛОВЯНИРОВАНИЯ
(21) Номер заявки: 950897
(22) 1995.10.19
(46) 2002.09.30
(71) Заявитель: Белорусский
государственный
университет информатики и радиоэлектроники
(BY)
(72) Авторы: Новикова Л.Н., Хмыль А.А., Кушнер
Л.К., Резникова Л.Г. (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский
государственный
университет
информатики
и
радиоэлектроники (BY)
(57)
Электролит оловянирования, содержащий сернокислое олово, серную кислоту и мездровый клей, отличающийся тем, что он дополнительно содержит натриевую соль нафталин-2-сульфокислоты, сульфосалициловую кислоту, а также йодид триметилцетиламмония при следующем соотношении компонентов, г/л:
сернокислое олово
серная кислота
мездровый клей
сульфосалициловая кислота
натриевая соль нафталин-2сульфокислоты
йодид триметилцетиламмония
25-50
50-100
2-5
0,4-7,0
0,01-1,0
0,05-0,10.
(56)
Беленький М.А. и др. Электроосаждение металлических покрытий: Справ. изд. - М.: Металлургия, 1985. С. 85.
RU 1678094 C1, 1994.
JP 03291393 A, 1991.
BY 4574 C1
Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению олова, и
может быть использовано для непосредственного лужения меди, латуни и стали.
Известен сернокислый электролит лужения состава, г/л:
олова сульфат
40-50
кислота серная
50-80
сульфокрезол
3-8
клей столярный
2-3,
позволяющий осаждать матовые мелкокристаллические покрытия при температуре электролиза 18-25 °C.
Основными недостатками электролита являются низкая скорость осаждения покрытий (0,2-0,4 мкм/мин), узкий диапазон рабочих плотностей тока (1,5-2 А/дм2), а также нестабильность электролита в процессе эксплуатации [1].
BY 4574 C1
Известен сернокислый электролит лужения состава, г/л:
олова сульфат
25-60
кислота серная
80-100
1,4-бутиндиол 40 %-ный, мл/л
3-80
О-креол технический
10-15
клей столярный
1-2,
позволяющий получать матовые гладкие покрытия в диапазоне рабочих плотностей тока 1-5 А/дм2.
Паяемость покрытий составляет 80-85 %. Присутствие в электролите 1,4-бутиндиола способствует значительному выравниванию поверхности, а также расширению диапазона рабочих плотностей тока. Однако 1,4будиндиол токсичен, и его применение требует дополнительной очистки сточных вод [2].
Наиболее близким к изобретенному является электролит следующего состава, г/л:
олово сернокислое
25-50
кислота серная
50-100
препарат ОС-20
2-5,
позволяющий осаждать плотные мелкокристаллические осадки в диапазоне плотностей тока 0,1-1,0
А/дм2. Однако он имеет ряд недостатков: узкий диапазон рабочих плотностей тока, низкую скорость осаждения покрытий (0,2-0,4 мкм/мин), малый выход по току, который не превышает 80 %, недостаточно высокую паяемость - до 82 %, низкую стабильность в процессе эксплуатации (фильтрация электролита производиться два раза в месяц) [3].
Задачей настоящего изобретения является получение технического результата, который выражается в повышении скорости осаждения покрытий за счет увеличения допустимых рабочих плотностей тока и катодного выхода по току, улучшении паяемости и повышении стабильности электролита.
Задача достигается тем, что электролит, кроме олова сернокислого, серной кислоты и препарата ОС-20,
дополнительно содержит натриевую соль нафталин-2-сульфокислоты, сульфосалициловую кислоту, а также
йодид триметилцетиламмония при следующем соотношении компонентов, г/л:
олово сернокислое
25-50
кислота серная
50-100
препарат ОС-20
2-5
кислота сульфосалициловая
0,4-7
натриевая соль нафталин-2-сульфокислоты
0,01-1
йодид триметилцетиламмония
0,05-0,1.
Йодид триметилцетиламмония - порошок белого цвета, хорошо растворимый в теплой воде. Структурная
формула
CH3
[CH3
N
(CH2)16]J .
CH3
Сульфосалициловая кислота - кристаллический порошок белого цвета, растворимый в воде, нетоксичен.
Выпускается согласно ГОСТ 4478-78. Структурная формула
- COOH
- SO3H
.
Натриевая соль нафталин-2-сульфокислоты - порошок белого цвета, растворимый в воде. Структурная
формула
- SO3Na
.
Электролит приготавливают следующим образом. Сульфат олова растворяют в теплой воде (35 °C) при
непрерывном перемешивании. Воду подкисляют серной кислотой (20-25 г/л). После фильтрации раствора
добавляют оставшуюся серную кислоту и предварительно растворенные в теплой дистиллированной воде
сульфосалициловую кислоту, натриевую соль нафталин-2-сульфокислоты, йодид триметилцетиламмония и
препарат ОС-20. Растворение добавок производится раздельно.
Электролит прорабатывают при плотностях тока 0,5-1,0 А/дм2 в течение 3 - 5 часов.
Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами, сведенными в таблицу (табл. 1).
2
BY 4574 C1
Таблица 1
Компоненты и свойства электролита
1 прот.
2
Олово сернокислое
40
40
Кислота серная
100
100
Препарат ОС-20
4
4
Кислота сульфосалициловая
0,4
Натриевая соль нафталин-20,01
сульфокислоты
Йодид триметилцетиламмония
0,005
рН
1
1
Температура, °C
18-25 18-25
Перемешивание, об/мин
Диапазон рабочих плотностей
0,1-1 0,1-3
тока, А/дм2
Выход по току, % при плотности тока, А/дм2
1.0
87,0
90,0
2.0
76,0
91,0
3.0
75,0
87,0
4.0
60,0
65,0
5.0
59,5
64,0
6.0
7.0
8.0
-
3
40
100
4
1
0,03
Номер электролита
4 прот.
5
6
40
40
40
100
100
100
4
4
4
0,4
1
0,01
0,03
7
40
100
4
7
1
8
25
50
2
1
0,03
9
50
100
5
1
0,03
0,025
1
18-25
0,1-4
1
18-25
60
0,5-3
0,005
1
18-25
60
0,5-5
0,025
1
18-25
60
1-8
0,1
1
18-25
60
1-8
0,025
1
18-25
60
1-6
0,025
1
18-25
60
1-8
85,0
89,0
83,0
76,0
71,0
-
71,5
75,0
75,5
84,0
84,0
-
87,5
87,5
90,1
91,0
91,0
89,0
87,0
80,0
84,0
86,0
87,5
94,0
96,5
95,0
94,0
89,7
85,6
100
100
97,5
89,0
88,6
85,3
83,0
88,3
91,0
87,5
83,0
80,6
80,6
76,4
74,5
87,5
86,0
88,0
89,3
84,0
85,3
80,6
76,0
В разработанном электролите осаждаются плотные белого цвета покрытия, имеющие одинаковый цветовой тон всей поверхности. Диапазон рабочих плотностей тока 1-8 А/дм2.
Проведенная длительная эксплуатация электролита в лабораторных условиях показала его высокую стабильность в работе. Однако следует отметить, что при длительной работе на дно ванны выпадает осадок
светло-желтого цвета, который ухудшает качество покрытия. Осадок необходимо отфильтровать один раз в
три месяца.
Корректировка электролита производится по данным химического анализа.
Изменение концентрации сульфата олова в пределах 25-50 г/л заметно не сказывается на характере катодного процесса. Уменьшение концентрации сульфата олова ниже 25 г/л снижает максимальный предел рабочей плотности тока. При повышенном содержании сульфата олова аноды склонны к пассивированию,
снижается анодный выход по току и скорость нанесения покрытий.
Совместное введение в электролит сульфосалициловой кислоты и йодида триметилцетиламмония приводит к деполяризации электрода и повышению предельной плотности тока до 8 А/дм2, что позволяет интенсифицировать процесс электроосаждения. Ускорение электродных процессов происходит вследствие изменения строения двойного электрического слоя в присутствии ионогенных ПАВ. Изменение заряда ψ1потенциала увеличивает проницаемость адсорбционной пленки, образованной молекулами препарата ОС-20,
и, следовательно, уменьшает торможение процесса. Йодид триметилцетиламмония способствует депассивации анода, что, в свою очередь, позволяет повысить скорость осаждения покрытий.
Деполяризация электрода приводит к увеличению размера зерна оловянного покрытия, в результате чего
улучшается внешний вид осадка. Возникновение более развитой поверхности способствует улучшению смачиваемости оловянного покрытия жидким припоем (табл. 2).
Таблица 2
Плотность тока, А/дм2
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
Коэффициент растекания припоя, %
основной электролит (прототип)
разработанный электролит
81,5
83,0
79,0
84,0
71,3
86,7
73,6
83,0
74,0
81,6
68,5
87,9
3
BY 4574 C1
Связывание ионов олова сульфосалициловой кислотой препятствует их гидролизу и обеспечивает повышение стабильности электролита.
С увеличением содержания сульфосалициловой кислоты в электролите наблюдается сильная деполяризация электрода, которая приводит к появлению шероховатых осадков, состоящих из отдельных крупных кристаллов. Быстрая пассивация последних приводит к тому, что сплошное покрытие иногда не образуется.
Увеличение содержания йодида триметицетиламмония выше верхнего предела приводит к снижению выхода по току и ухудшению внешнего вида осадка, на поверхности которого появляются разводы, а также
своеобразный налет, который легко стирается рукой.
Введение в электролит йодида триметилцетиламмония и сульфосалициловой кислоты в количестве, не
превышающем нижний предел, не достаточно для достижения требуемого технологического эффекта.
Введение в электролит натриевой соли нафталин-2-сульфокислоты способствует увеличению катодного
выхода по току.
Натриевая соль нафталин-2-сульфокислоты, присутствующая в электролите в количестве, не превышающем 0,01 г/л, не оказывает влияния на выход по току и другие характеристики процесса. Увеличение содержания натриевой соли нафталин-2-сульфокислоты выше 1 г/л приводит к ухудшению внешнего вида осадка,
а также сужению диапазона рабочих плотностей тока.
Технико-экономическая эффективность от внедрения изобретенного электролита может быть достигнута
за счет расширения интервала допустимых рабочих плотностей тока, увеличения катодного выхода по току и
повышения стабильности электролита.
Источники информации:
1. Беленький М.А. и др. Электроосаждение металлургических покрытий: Справ. изд. - М.: Металлургия,
1985. - С. 85.
2. Ажогин Ф.Ф., Беленький М.А., Галль И.Е. и др. Гальванотехника: Справ. изд. - М.: Металлургия, 1987.
- С. 736.
3. Беленький М.А. и др. Электроосаждение металлургических покрытий: Справ. изд. - М.: Металлургия,
1985. - С. 85.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
123 Кб
Теги
by4574, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа