DE1071438B

DE1071438B - Anode für galvanische Bäder und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1071438B
Application number: DENDAT1071438D
Authority: DE
Inventors: Hanau/M Dr. Johannes Fischer
Original assignee: Deutsche Gold und Silber Scheideanstalt
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Publication date: 1959-12-17

Description

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INTERNAT. KL. C 23 b

PATENTAMT

D 28453 VI/48a

ANMELDETAG: 4.JULI1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND,AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 17. DEZEMBER 1959

Die Erfindung betrifft Anoden, mit deren Hilfe in normalen galvanischen Bädern das Arbeiten mit erhöhter Stromdichte ermöglicht wird, wobei sich gleichzeitig verbesserte oder glänzende Niederschläge ergeben, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Damit ein Elektrolyt, z. B. eine Silberlösung oder eine Kupfercyanidlösung, bei der Herstellung galvanischer Niederschläge mit wesentlich höheren Stromdichten arbeiten kann, ist es üblich, die. Polarisation der Metallabscheidung durch Zugabe anorganischer oder organischer Zusätze zu den Lösungen zu beeinflussen. Die Metallabscheidungen sind dann meist feinkörniger, dichter und sogar glänzend. Im Interesse gleichmäßiger Abscheidungen ist es allerdings notwendig, die Zusammensetzung der Lösungen laufend zu überwachen und die oft schon bald verbrauchten Zusätze immer wieder zu ergänzen. Dabei reichern sich die Zersetzungsprodukte, insbesondere der organischen,Zusätze, ,im Laufe der Zeit an. Die Lösung wird unbrauchbar''und muß ausgewechselt werden oder in anderer Weise wieder in einen brauchbaren Zustand versetzt werden'. Sowohl Überwachung als auch Regeneration können nicht mehr von einfachen Arbeitskräften durchgeführt werden. Das Arbeiten mit Zusätzen — so groß die erzielten Vorteile, auch sein mögen — wird teuer und relativ umständlich.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß sich die Vorteile der mit anorganischen oder organischen Substanzen, die die Badleistung verbessern, z. B. so-■ genannte Glanzbildnern, versetzten Lösungen auch auf weit einfachere Weise dadurch erzielen lassen, daß die Zusätze, in das Anodenmaterial eingebaut sind. Mit einer solchen Anode wird ein zusatzfreies Bad nach kurzem Einarbeiten zu einem Hochleistungsbad, in dem mit hohen Stromdichten gearbeitet werden kann und in dem die kathodische Abscheidung gleichmäßig und glänzend bzw. leicht polierbar wird. Die crfindungsgemäße Anode löst sich wie jede andere mit großer Stromausbeute, wobei der in der Anode z.B. enthaltene Glanzstoff als solcher in Lösung geht und an der Kathode wirksam wird. Wahrscheinlich ist dieser Glanzstoff in seiner Struktur mit den üblichen Zusätzen nicht identisch, sondern besitzt eine andere Struktur.

Man kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anode, wie schon weiter oben ausgeführt wurde, ein gewöhnliches galvanisches Bad in ein Hochleistungsbad umwandeln, das über den ganzen Arbeitsbereich konstant bleibt, und — abgesehen von der Salzkonzentration — keiner Korrektur bedarf, solange die Anode im Bad arbeitet.

Die Hei'iStclluiig der Anoden erfolgt gemäß der weiteren Erfindung vorzugsweise auf galvanischem Anode für galvanische Bäder und Verfahren zu ihrer Herstellung

Anmelder:

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler, Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Dr. Johannes Fischer, Hanau/M., ist als Erfinder genannt worden

Wege. An einer zweckmäßigerweise dünn gehaltenen Unterlage von der für die Anode gewünschten Form werden in einem mit Zusätzen versehenen Bad Metalle oder Metallegierungen niedergeschlagen. Vor allem, wenn man mit hohen Stromdichten arbeitet, werden dabei in die Niederschlage größere Anteile der Zusätze eingebaut, deren Anteil sich noch weiter steigern läßt, wenn man deren Konzentration im Bad entsprechend erhöht. Ein bedeutender \^orteil der so hergestellten Anoden ist es, daß sich keine Verunreinigungen durch Zersetzungsprodukte der Zusätze in der Lösung anreichern können, da die Anode den Zusatz bereits in der endgültigen umgewandelten Form enthält.

Die elektrolytisch hergestellte Anode ist aber auch ihrer Form wegen der Anode aus Walzblech überlegen. Die durch bevorzugte Abscheidung verdickten Ränder bewirken, daß beim Abarbeiten der Anoden die geometrische Form viel länger erhalten bleibt, wodurch wiederum die anodische Stromdichte konstant gehalten wird und noch gleichmäßigere Abscheidüngen erzielt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Anode ist der Galvanotechnik ein Arbeitsmittel in die Hand gegeben, das die Konstanz eines Hochleistungsbades garantiert.

Die nachfolgenden Beispiele sollen einige Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung aufzeigen.

Beispiel 1

In einem Silberbad, das aus 55 g/l Kaliumsilbercyanid, 90 g/l Kaliumcyanid, 30 g/l Kaliumcarbonat Glanzzusatz (nach dem deutschen Patent 1 008 079), 0,125 g/l Xanthat- Acrolein -Kondensationsprodukt, 0,3 g/l Polygrykolestcr, 0,5 g/l Türkischrotöl besteht, wurden bei einer Badtemperatur von 18 bis 20° C,

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einer kathodischen Stromdichte yqn . 2 A/dm² und bewegter Kathode 5 mm dicke Äbscheidungen hergestellt, wobei für die Aufrechterhaltung der relativ hohen Konzentrationen an Glanzzusatz gesorgt wird. Wenn die so erhaltenen Kathoden in einem Silberbad, das keinen Glanzzusatz enthält, als Anoden eingesetzt werden, dann gibt dieses Bad nach einer kurzen Einärbeit'ühgszeit bei einer Stromdichte von 2 A/dm² halbglänzende Niederschläge, . die sich sehr leicht polieren lassen. Setzt man in dasselbe Bad Anoden aus gewalztem Silber ein, wie es. üblich ist, so entstehen kathodische Abscheidungen, die.- nur bei einer Stromdichte von 0,25 bis 0,5 A/dm² brauchbar sind. Mit der erfindungsgemäßen Anode wird also die Leistungsfähigkeit eines Silberbades auf das Vier- bis Achtfache gesteigert. Gleichzeitig beweisen Härtemessungen, daß ein echtes Hochleistungsbad vorliegt.

Die Wirkung der Anode bleibt bestehen, solange sie im Bad arbeitet.

Fügt man der Lösung zusätzlich geringe Mengen eines Glanzbildners zu, so entstehen jetzt Abscheidungen mit einwandfreiem Hochglanz.

Beispiel 2

In einem Zinkbad, das aus 60 g/l Zinkcyanid, 40 g/l Natriumcyanid, 80 g/l Natriumhydroxyd und 25 ccm/1 Glanzzusatz, der weiter unten beschrieben ist, besteht, wurden bei einer Badtemperatur von 18 bis 20° C, einer Stromdichte von 4 A/dm² und bewegter Kathode 5 mm dicke Abscheidungen hergestellt, wobei für die Aufrechterhaltung der relativ hohen Konzentrationen an Glanzzusatz gesorgt wird. Setzt man die so erhaltenen Anoden in ein normales Bad ein, so entstehen bis zu einer Stromdichte von 10 A/dm² und höher Zinkabscheidungen, die denselben Glanz zeigen wie solche, die in einem Bad mit Glanzzusatz entstehen würden.

Der Glanzzusatz wurde nach folgender Vorschrift hergestellt: 100 cm³ eines Kondensates von Acrolein mit Harnstoff und Formaldehyd nach dem deutschen Patent 965 766 werden mit 20 cm³ Wasser verdünnt und anschließend mit 25 g Natriumhydroxyd so lange aufgekocht, bis ein leichter Geruch nach Ammoniak auftritt. Danach wird auf 200 cm³ mit Wasser aufgefüllt. Die so hergestellte Lösung ist tiefrot.

Gerade für das alkalische Zinkbad sind die Vorteile der erfindungsgemäßen Anoden besonders bemerkenswert. Es ist bekannt, daß die meisten Glanzzusätze zu den Zinkbädern in ihrer Wirkung sehr kurzlebig sind, so daß sehr oft der verbrauchte Zusatz ergänzt werden muß. Mit der Anode aber bleiben solche Bäder einwandfrei. Eine notwendig werdende Regenerierung würde sich also nur auf die Konzentration der Salze beschränken. Wie im Beispiel 1 läßt sich auch hier der Glanz durch geringe Mengen von Zusätzen noch weiter verbessern.

Beispiel 3

In einem Kupferbad, das aus 200 g/l Kupfersulfat, 20 ccm/1 konzentrierter Schwefelsäure, Glanzzusatz, 15 ccm/1 ; Harnstoff-Acrolein-Kondensationsprodukt nach dem deutschen Patent 924 489 und 30 ccm/1 sulfuriertem Xanthogenat - Acrolein ■ Kondensationsprodukt (5%ige Lösung) besteht, wurden bei einer Badtemperatur von 20° C, einer Stromdichte von 4 A/dm² und bewegter Kathode 5 mm dicke Abscheidungen hergestellt, wobei für die Aufrechterhaltung der relativ hohen Konzentrationen an Glanzzusatz gesorgt wurde. Verwendet man die so hergestellten Anoden in einem zusatzfreien Bad, so erzielt man halbglänzende Kupferabscheidungen bis zu Stromdichten von 8 A/dm², die sehr feinkörnig und gleichmäßig glatt sind. Schon mit an sich unwirksamen Mengen des obenerwähnten Harnstoff-Acrolein-Kondensationsproduktes erzielt man Kupferabscheidungen von einwandfreiem Hochglanz.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die in den drei Beispielen genannten Zusätze beschränkt. Man kann sie ebensogut auch auf andere bekannte Zusätze anwenden und wird auch dann zu einer wesentlich vereinfachten Arbeitsweise gelangen. Ebenso ist es durchaus möglich, an Stelle von reinem Metall Legierungen einzusetzen.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es schließlich, daß bei der galvanischen Herstellung der Anoden die Abscheidung bevorzugt an denjenigen Stellen erfolgt, die im Gebrauch am stärksten abgetragen werden. Das hat zur Folge, daß die Anodenoberfläche weitgehend konstant bleibt, auch dann, wenn die Hochleistungsanoden schon stark verbraucht sind. Bei einer Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Anoden sinkt daher auch der bisher für die Spannungs- und Stromdichteregulierung notwendige Aufwand beachtlich.

Claims

Patentansprüche:

1. Lösliche Anode zur galvanischen Herstellung • metallischer Überzüge, dadurch gekennzeichnet, daß in das Anodenmaterial die Badleistung erhöhende Substanzen eingebaut sind.

2. Anode nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen wirksamen Gehalt an organischen Glanzstoffen.

3. Verfahren zur Herstellung von Anoden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer kathodisch geschalteten leitenden Unterlage aus einem die die Badleistung erhöhenden Substanzen enthaltenden galvanischen Bad Metalle oder Metalllegierungen in größerer Schichtdicke abgeschieden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanische Abscheidung mit relativ hohen Stromdichten vorgenommen wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bad mehr Zusätze beigefügt werden, als bei der Abscheidung dünner Schichten üblich ist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Hochglanzzusätze organische Glanzbildner verwendet werden.

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