DE1496843A1 - Electrodeposition process - Google Patents

Electrodeposition process

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DE1496843A1 DE19651496843 DE1496843A DE1496843A1 DE 1496843 A1 DE1496843 A1 DE 1496843A1 DE 19651496843 DE19651496843 DE 19651496843 DE 1496843 A DE1496843 A DE 1496843A DE 1496843 A1 DE1496843 A1 DE 1496843A1
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/562Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of iron or nickel or cobalt

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Elektroabscheidung von Filmen bzw. Schichten aus Nickel und Nickellegierungen, wie Legierungen vom Permalloy-Typ. Insbesondere betrifft sie Verbesserungen bei der Abscheidung von hoohglSnzenden Nickelschichten und Magnetschiohten von Nickel-Eisen-Legierungen oder Legierungen von Nickel-Eisen mit Kobalt und/oder Phosphor und/oder Kupfer,The present invention relates to an electrodeposition method of films or layers of nickel and nickel alloys, such as alloys of the permalloy type. In particular it relates to improvements in the deposition of high gloss Nickel layers and magnetic layers of nickel-iron alloys or alloys of nickel-iron with cobalt and / or phosphorus and / or copper,

Es ist bekannt, Nicke!schichten durch Elektroabscheidung aus einer Lösung von Nickelsulf at, Niekelshlox'id und Borsäure herzustellen, wobei diese Lösung gewöhnlich auch ein Netzmittel zur Herabsetzung der Grenzflächenspannung zwischenIt is known that electro-deposition is used to create nodular layers from a solution of nickel sulfate, Niekelshlox'id and Prepare boric acid, this solution usually also a wetting agent to reduce the interfacial tension between

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den Elektroden und der Elektrolytlösung, einen Friralrzusatz zur Verminderung der Restspannung der Niekelabseheidung und einen Sekundärzusatz zur Begünstigung der Einebnung enthält. Der Primärzusatz enthielt bisher stets Schwefel in einer Form, die unter den Bedingungen der Elektrolyse reduzierbar ist, so dass eine merkliche Menge Schwefel mit dem Nickel zusammen abgeschieden wurde. Der Sekundärzusatz begünstigt die Einebnung, doch erhöht er auch die Restspannung des abgeschiedenen Nickels erheblich. Durch richtigen Ausgleich der Mengen an jedem Bestandteil des Bads und durch Bestimmung der optimalen Werte bezüglich pH, Temperatur, Stromdichte und Zeit ist es möglich, einen glänzende, ebene, duktile und gleichförmige Nickelschioht auf elektrolytischem Weg abzuscheiden, doch bewirkt der gleichzeitig abgeschiedene Schwefel, dass das abgeschiedene Nickel einem korrosiven Angriff sehr zugänglich ist.the electrodes and the electrolyte solution, a friral additive to reduce the residual tension of the Niekelabsehenung and contains a secondary additive to facilitate leveling. So far, the primary additive has always contained sulfur in a form which is reducible under the conditions of electrolysis, so that a significant amount of sulfur is deposited along with the nickel became. The secondary additive promotes leveling, but it also increases the residual stress of the deposited nickel considerable. By properly balancing the amounts of each component in the bath and determining the optimal values with regard to pH, temperature, current density and time it is possible to obtain a shiny, flat, ductile and uniform nickel layer to be deposited electrolytically, but the simultaneously deposited sulfur causes the deposited nickel is very susceptible to corrosive attack.

Eine typische Lösung für die EXektroplattierung von Nickel ist als VJatts-Elektrolyt bekannt. Die meisten eiektreplattierten Nickelabseheidungen, die aus Elektrolyten stammen, die dem Watts-Elektrolyten ähnlich sind, sind jedoeh matt, grobkörnig und säulenartig, besitzen eine verbleibende Zugbeanspruchung von weniger als 700 kg/cm (10 000 psi) und sind r*ieht eben, jedoch hochgradig korrosionsbeständig. Damit eise solche Ni?ikslabscheidung als dekorative Endschicht oder als ühtei'lage fürA typical solution for the electroplating of nickel is known as the VJatts electrolyte. Most of them are ectreplated Nickel deposits derived from electrolytes, the Watts electrolyte are similar, but are dull, grainy and columnar, have a residual tensile stress of less than 700 kg / cm (10,000 psi) and are straight, but flat highly corrosion resistant. So that such Ni? Ikslabscheidung as a decorative top layer or as a layer for

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eine ansehliessende Metallabscheidung, beispielsweise von Chrom und dgl., brauchbar ist, muss das abgeschiedene Nickel auf Hochglanz poliert werden. Eine solche Polierstufe ist teuer, zeitraubend und bringt die Gefahr des Durohpclierens auf das Unterlagsmetall mit sich. Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, werden Abscheidungen mit der zwei- bis dreifachen Dicke der gewünschten Bicke hergestellt. Bei hochgradig gewundenen oder kompliziert geformten Unterlagen ist ersiohtlicherweise ein solches Polieren auf allen Oberflächen ausgeschlossen.a subsequent metal deposition, for example of Chromium and the like, is useful, the deposited nickel must be polished to a mirror finish. One such polish level is expensive, time-consuming and brings with it the risk of Durohpclierens on the base metal. To these difficulties too bypass, deposits are made two to three times the thickness of the desired thickness. In the case of highly tortuous or complicated shaped documents is likely such polishing is impossible on all surfaces.

Andere Arbeitsweisen zur Herstellung von Elektroabseheidungen, die die Erfordernisse bezüglich Duktilität, Glanz, feinkörniger Schichtstruktur,geringer Spannung„ Einebnungsqualität und Korrosionsbeständigkeit erfüllen, beruhen auf der Verwendung eines doppelten oder dreifachen Nickelsystems. Die anfängliche Unterschicht ist halbglänzend und wird aus einem Elektrolyten erhalten, der ein Sekundärglanzmittel enthält, und die Oberschicht 1st hochglänzend und wird aus einem Elektrolyten erhalten, der Primär- und Sekundärglanzbildner enthält. Das Duplex-System beruht darauf, dass alle verfügbaren hochglänzenden Nickelabscheidungen wechselnde Mengen Schwefel enthalten. Dieser Schwefel, der von dem Primärglanzmittel stammt, vermindert die Korrosionsbeständigkeit des abgeschiedenen Nickels. Die halbglänzer.den Abscheidungen enthalten keinen Schwefel und nähern sich der Korrosionsbeständigkeit der normalen matten Watts-Abscheidungen an.Other methods of making electrodeposits that meet the requirements for ductility, gloss, fine-grained layer structure, low stress, leveling quality and corrosion resistance are based on the use of a double or triple nickel system. The initial undercoat is semi-gloss and is obtained from an electrolyte containing a secondary brightener, and the top layer is high gloss and is obtained from an electrolyte containing primary and secondary brighteners. The duplex system is based on the fact that all available high-gloss nickel deposits contain varying amounts of sulfur. This sulfur, which comes from the primary brightener, reduces the corrosion resistance of the deposited nickel. The semi-glossy deposits contain no sulfur and approximate the corrosion resistance of normal matt Watts deposits.

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Alle bisher bekannten Primärglanzmittel enthalten Schwefel und sind gewöhnlich aromatische öder aliphatische Sulfonate, Sulfonamide oder Sulfonimide, Thiocyanate, Thioäther, Thiocarbonyle, Thioalkohole oder Sulfide. Eine umfassendere Aufzählung von Primärglanzmitteln findet sich in der US-Patentschrift 5 002 (Tabelle III). Im allgemeinen neigen solche Zusätze zu Elektrolyten, obgleich sie glänzende Elektroabscheidungen ergeben können, die die gewünschten Merkmale., wie beispielsweise Kornstruktur, Duktilität und geringe Spannung, aufweisen, jedoch dazu, Elektroabscheidungen zu ergeben, die einem korrosiven Angriff unterliegen. Das verwendete Sekundärglanzmittel ist im allgemeinen ein reaktives ungesättigtes organisches Material, das Sauerstoff enthält. Typische Sekundärglanzmittel sind acetylenische oder äthylenische Alkohole, Cumarine, Aldehyde und Hydrate und Leukobasen von Farbstoffen vom Tritah-Typo Die richtige Auswahl eines. Sekundärglanzmittels mit einem Primärglanzmittel zum Gebrauch in einem normalen Watts-Elektrolyten ergibt viele der gewünschten Eigenschaften einer glänzenden Nicke!abscheidung. Aufgrund des gleichzeitig abgeschiedenen Schwefels, der aus allen bekannten Primärglanzmitteln stammt, ist die Korrosionsbeständigkeit des abgeschiedenen Nickels jedoch sqhlecht.All previously known primary gloss agents contain sulfur and are usually aromatic or aliphatic sulfonates, sulfonamides or sulfonimides, thiocyanates, thioethers, thiocarbonyls, thioalcohols or sulfides. A more comprehensive list of primary gloss agents can be found in US Pat. No. 5,002 (Table III). In general, such additives to electrolytes, although they can give shiny electrodeposits which have the desired characteristics such as grain structure, ductility, and low stress, tend to give electrodeposits that are subject to corrosive attack. The secondary gloss agent used is generally a reactive unsaturated organic material containing oxygen. Typical secondary gloss agents are acetylenic or ethylenic alcohols, coumarins, aldehydes and hydrates and leuco bases of dyes of the Tritah type. The right choice of one. Secondary brightener with a primary brightener for use in a standard Watts electrolyte provides many of the desired properties of a glossy nickel deposit. Due to the simultaneously deposited sulfur, which comes from all known primary brighteners, the corrosion resistance of the deposited nickel is, however, poor.

Ausserdem war es bisher bei der Herstellung von Nicke1-Eisen- Legierungsschichten oder Legierungen von Nickel-Eisen mit Kobalt und/oder Phosphor und/oder Kupfer auf flachen Unterlagen nicht In addition, it was previously not used in the production of nickel-iron alloy layers or alloys of nickel-iron with cobalt and / or phosphorus and / or copper on flat surfaces

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möglich, reproduzierbare Filme herzustellen, die nicht von selbs*·- aufgrund der Spannungen, die in diesen Filmen durch das Elektroabscheidungsverfahren entstehen, abblättern, reissen oder sich lösen, was zu einer mangelhaften Adhäsion des Films an der Unterlage führt. Bei dem Versuch, einen Film aus einer Legierung vom Permalloy-Typ, 3.B. Ni-Fe-P, auf eine flache Glasunterlage, die durch Vakuumabscheidung eines dünnen Chromfilms und anschliessend eines etwa 300 A starken Goldfilms leitfähig gemacht worden ist,' durch Elektroabscheidungsverfahren aufzubringen, neigt der Magnetfilm dazu, sich aufgrund der inneren Spannungen, die in dem Film durch das Elektroabscheidungsverfahren entstanden sind, von selbst zu lösen, zu reissen oder abzublättern, wenn diese Spannungen die Kohäslonsbindekräfte zwischen der aufgedampften Schicht und der Glasunterlage übersteigen. Elektrolyte zur Abscheidung von Filmen von Legierungen vom Permalloy-Typ enthalten Salze mit Ni+* und Fe+* als Quellen für die Metallionen. Oxydation durch Luft oder Sauerstoff, der in dem Wasser, das man zur Herstellung dieser Elektrolyte verwendet, gelöst ist, bewirkt leicht eine Oxydation von Fe^+ zu Fe+++. Es ist bekannt, dass das Vorhandensein von Fe+<fr+-Ionen in Nickelelektroplattierungsbädem zu Abscheidungen mit starken Spannungen führt [US-Patentschrift 3 027 309, Spalte 1, Zeilen 3^-37, "Stress in Electrodeposited Nickel" von WSM. Phillips und F.L. Clifton, 3^. Annual Proceedings A.E.S., Seite 110 (1947)].It is possible to make reproducible films that do not peel, crack, or loosen by themselves due to the stresses created in these films by the electrodeposition process, resulting in poor adhesion of the film to the substrate. In attempting to use a permalloy-type alloy film, 3.B. Ni-Fe-P, on a flat glass substrate which has been made conductive by vacuum deposition of a thin chromium film and then an approximately 300 A thick gold film, 'by electrodeposition processes, the magnetic film tends to break due to the internal stresses that are in the film caused by the electrodeposition process, to loosen, tear or peel off by itself if these tensions exceed the cohesion bonding forces between the vapor-deposited layer and the glass substrate. Electrolytes for depositing films of permalloy-type alloys contain salts with Ni + * and Fe + * as sources of the metal ions. Oxidation by air or by oxygen dissolved in the water used to make these electrolytes easily oxidizes Fe ^ + to Fe +++ . It is known that the presence of Fe + <fr + ions in nickel electroplating baths leads to high voltage deposits [US Pat. No. 3,027,309, column 1, lines 3 ^ -37, "Stress in Electrodeposited Nickel" by W S M. Phillips and FL Clifton, 3 ^. Annual Proceedings AES, p. 110 (1947)].

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Diese Erscheinung wird zeitweilig beobachtet, und gelegentlich ist es möglich, aus Elektrolyten die geringe Mengen Fe***-Ionen enthalten« fehlerfreie Perraalloyabscheidungen aufzuplattieren. Dieses zeitweilige Auftreten der Erscheinung ist jedoch vom wirtschaftlichen Standpunkt aus in Anbetracht der Kosten der Herstellung geeigneter Unterlagen und der Schwierigkeiten, die bei der planmässigen Herstellung von. FiInivorrichtungen entstehen, sehr unerwünscht,This phenomenon is observed intermittently, and occasionally it is possible to remove the small amounts of Fe *** ions from electrolytes contain «to plate on faultless Perraalloy deposits. However, this intermittent occurrence of the phenomenon is economical in view of the cost of the Preparation of suitable documents and the difficulties encountered in the planned production of. Financial devices are created very undesirable,

Elektrolytisehe Bäder, die zur Elektroabscheidung von Feraialloyfilmen verwendet werden, sind wegen des allmählichen Entstehens von Ferriionen sehr instabil und müssen daher innerhalb von relativ kurzer Zeit nach der Zubereitung verworfen werden. Die Nutzungsdauer hängt vom Gewicht der abgeschiedenen Legierung ab, was ebenfalls die schon kurze Nutzungsdauer durch Erhöhung der Ferriionenkonzentration herabsetzt.Electrolytic baths used for electrodeposition of ferrous alloy films are used are very unstable because of the gradual formation of ferric ions and must therefore be within relative can be discarded a short time after preparation. The useful life depends on the weight of the deposited alloy which also reduces the already short service life by increasing the ferric ion concentration.

Das erfindungsgemSsse Verfahren verbessert die Elektroabscheidung aus Lösungen, die Nickelionen enthalten. Insbesondere verbessert es das Verfahren zur Herstellung glänzender Nickelübersüge bezüglich der Beständigkeit gegen korrosiver« Angriff und ferner die Reproduzierbarkeit bei der Herstellung von Permailoyfi!men durch Elektroabscheidung durch eine Verzögerung und Umkehrung der Oxydation der Ferroionen erheblich. Es wurde gefunden, dass die Zugabe von Ascorbinsäure oder Isoascorbinsäure zu wässrigen,The method of the invention improves electrodeposition from solutions containing nickel ions. In particular, it improves the process of producing shiny nickel overlays with regard to the resistance to corrosive attack and also the reproducibility in the production of permalloy films by electrodeposition by delaying and reversing the Significant oxidation of ferrous ions. It has been found that the addition of ascorbic acid or isoascorbic acid to aqueous,

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sauren Lösungen» die Nickelionen enthalten, wesentliche Vorteile bringt. Bei der Zugabe zu einem Elektrolyten» der nur Nickel abscheiden soll» werden glänzende korrosionsbeständige Nickelabscheidungen erzielt und die Nachteile der bisherigen schwefelhaltigen Priaärzusätze zur Glanzatascheidung vermieden. Bei der Zugabe zu Elektrolyten» aus denen Nickellegierungen abgeschieden werden» wird die Reproduzierbarkelt durch eine Verzögerung und Umkehrung der Oxydation der Ferroionen erheblich verZugabe vonf bessert, und es werden die gewünschten Ergebnisse beiyAntioxyacidic solutions »containing nickel ions brings significant advantages. When adding to an electrolyte »which is only supposed to deposit nickel», shiny, corrosion-resistant nickel deposits are achieved and the disadvantages of the previous sulfur-containing primary additives for shiny ash separation are avoided. In the case of addition to the electrolyte "from which deposited nickel alloys" which is Reproduzierbarkelt by a delay and inversion of the oxidation of the ferrous ion transfer verZu significantly improved by f, and it will be the desired results beiyAntioxy dantlen» wie Ascorbinsäure und Isoascorbinsäure, ohne eine auftretende Verschlechterung der gewünschten Eigenschaften erzielt; die Restspannungen der abgeschiedenen Nickellegierungsschicht werden vermieden, und es werden Schichten erhalten, die sich nioht von den Metalloberflächen, auf denen sie abgeschieden sind, ablösen oder von diesen abblättern. Durch die Anwendung von Ascorbin- oder Isoascorbinsäure in dem Elektrolyten wird eine Verschlechterung des Bade aufgrund der Bildung von Ferriionen nicht beobachtet.dantlen »such as ascorbic acid and isoascorbic acid, without any deterioration in the desired properties; the residual stresses of the deposited nickel alloy layer are avoided, and layers are obtained which are Will not peel or flake from the metal surfaces on which they are deposited. Through the application of ascorbic or isoascorbic acid in the electrolyte, deterioration of the bath due to the formation of ferric ions is not observed.

Obgleich Isoascorbinsäure biologisch nur etwa 1/20 der Vitamin C-Wirksaekeit von L-Aseorblnsäure, einem optischen Isomeren der Ascorbinsäure» besitzt» sind die beiden Säuren für die Durchführung der vorliegenden Erfindung äquivalent. Eine Beschreibung der Struktur und der Herstellungsmethode von Ascorbinsäure und Isoascorbinsäure findet sich im Merck Index, 7. Auflage,Although isoascorbic acid is only about 1/20 of the vitamin biologically C-activity of L-asoric acid, an optical isomer of Ascorbic acid "owns" the two acids are equivalent for the practice of the present invention. A description of the structure and method of preparation of ascorbic acid and isoascorbic acid can be found in the Merck Index, 7th edition,

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Seiten 106 und 571, herausgegeben von Merck 4 Co.j i960.Pages 106 and 571, edited by Merck 4 Co.j 1960.

Die Verwendung von Ascorbinsäure oder Isoascorbinsäure als schwefelfreier Primärzusatz wirkt wie die meisten Primärzusätze in Elektrolysebädern, doch vermindert das Fehlen von Schwefel eine anschliessende Korrosion solcher abgeschiedener Nickelfilme. Gewisse Sekundärglanzmittel wirken synergistisch mit der verwendeten Isoascorbinsäure oder Ascorbinsäure. Zu Sekundärglanzmitteln» die synergistisch mit Ascorbinsäure oder Isoascorbinsäure wirken, gehören die allgemeinen Klassen der ace-· tylenischen Alkohole und Cumarine.The use of ascorbic acid or isoascorbic acid as Sulfur-free primary additives act like most primary additives in electrolysis baths, but the absence of sulfur reduces subsequent corrosion of such deposited nickel films. Certain secondary gloss agents work synergistically with the isoascorbic acid or ascorbic acid used. To secondary gloss agents » which act synergistically with ascorbic acid or isoascorbic acid belong to the general classes of ace- tylenic alcohols and coumarins.

Wird der bisher üblicherweise verwendete Primärglanzbildner In Elektroplattierungsbädern für Nicke!abscheidung durch Isoascorbinsäure oder Ascorbinsäure ersetzt, so werden alle erwünschten Eigenschaften der bekannten Primärglanzbildner erzielt, doch führt das Fehlen von Schwefel in Ascorbinsäure oder Isoascorbinsäure zur Erzielung einer hochgradig korrosionsbeständigen Abscheidung. Es scheint keine kritische obere Grenze für diese schwefelfreien Zusatzmittel mit Ausnahme der Löslichkeit zu geben, doch wird im allgemeinen kein Vorteil durch Verwendung von mehr als 50 g/l erzielt, und in den meisten Plafctierungsbädern werden praktisch die gesamten Vorteile des Vorhandenseins dieser Substanzen bei Gehalten von 5 g/l oder selbst weniger erhalten. Ausserdem ist es auch zweckmässig. Sekundär-If the primary gloss former In Electroplating baths for nickel deposition using isoascorbic acid or ascorbic acid replaced, all are desired Properties of the known primary brighteners achieved, but leads to the lack of sulfur in ascorbic acid or isoascorbic acid to achieve a highly corrosion-resistant deposit. There does not seem to be a critical upper limit for these sulfur-free additives except for solubility, there is generally no benefit from using them of more than 50 g / l, and in most placement baths practically all the benefits of the presence of these substances at levels of 5 g / l or by themselves get less. It is also useful. secondary

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.. glanzmittel (wegen ihrer Einebnungswirkungen), die synergistisch mit der Isoascorbinsäure oder Ascorbinsäure in dem Watts-Elektrolyten oder in anderen üblichen Elektrolyten, wie beispielsweise solchen mit hohem Chloridgehalt (high eloride), mit Pluoborat und mit SuIfamat, wirken, zu verwenden. Geeignete Sekundärglanzmittel> die synergistisch mit Isoascorbinsäure oder Ascorbinsäure wirken, sind 2-Butin-1,4-diöl, die allgemeine Klasse acetylenischer Alkohole oder Cumarine... to use glossing agents (because of their leveling effects) that act synergistically with the isoascorbic acid or ascorbic acid in the Watts electrolyte or in other common electrolytes such as those with a high chloride content (high eloride), with pluoborate and with sulfamate. Suitable secondary gloss agents> which act synergistically with isoascorbic acid or ascorbic acid are 2-butyne-1,4-diol, the general class of acetylenic alcohols or coumarins.

Zu Zielen und Merkmalen der vorliegenden Erfindung gehören somit:Objects and features of the present invention thus include:

Die Verwendung von Ascorbinsäure oder Isoascorbinsäure als Primärglanzbildner für den Standard-Watts-Elektrolyten oder einen äquivalenten Elektrolyten;The use of ascorbic acid or isoascorbic acid as a primary gloss former for the standard Watts electrolyte or an equivalent electrolyte;

die Verwendung eines neuen schwefelfreien Primärzusatzes zu einem solchen Standard-Watts-Elektrolyten oder einem äquivalenten Elektrolyten5the use of a new sulfur-free primary additive to such a standard Watts electrolyte or equivalent Electrolytes 5

die Verwendung von Ascorbinsäure oder Isoascorbinsäure als Primärglanzbildnerzusatz zusammen mit einem Sekundärglanzbildner, der mit der Ascorbinsäure oder Isoascorbinsäure synerglsfciseh zusammenwirkt % the use of ascorbic acid or isoascorbic acid as a primary brightener additive together with a secondary brightener that works synergistically with the ascorbic acid or isoascorbic acid %

die reproduzierbare Herstellung von Permalloyfilmen duroh Elek-the reproducible production of permalloy films by means of elec-

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troabscheidungjtroabscheidj

reproduzierbar Permalloyfilme aus Elektrolyten herzustellen, die keine oder nur sehr geringe Mengen von Ferriionen enthalten, und so die Nutzungsdauer des Elektrolyten zu verlängern;produce reproducible permalloy films from electrolytes, which contain no or only very small amounts of ferric ions, thus extending the service life of the electrolyte;

die Herstellung dicker Permalloyfilme, die kontinuierlich und selbsttragend sind, wenn man sie von einer abziehbaren Unter lage entfernt hatj the production of thick permalloy films that are continuous and self-supporting when removed from a peelable backing j

die reproduzierbare Herstellung von Permalloyfilmen aus Elektrolyten, die ein Antioxydans enthaltenj the reproducible production of permalloy films from electrolytes that contain an antioxidant j

die durch Elektroabscheidung erfolgende Herstellung von Permalloyfilmen, die sich nioht von selbst ablösen, die nicht von selbst relssen oder abblättern, durch Zugabe eines Antioxydans aus der Gruppe Ascorbinsäure und Isoascorbinsäure zum Elektrolytenithe production of permalloy films by electrodeposition, which do not peel off by themselves, which do not peel or peel off by themselves, by adding an antioxidant from the group of ascorbic acid and isoascorbic acid for Electrolytesi

die Herstellung von Permalloyfilmen durch Elektroabscheidung aus einem Elektrolyten, der Nickelionen, Eis-snionea und Ascorbinsäure oder Isoasoorbinsäure enthält. the production of permalloy films by electrodeposition from an electrolyte containing nickel ions, ice-snionea and ascorbic acid or isoasoorbic acid.

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Diese und andere Ziele« Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden, mehr ins Einzelne gehenden' Beschreibung bevorzugter AusfOhrungfonaen der Erfindung ersichtlich.These and Other Objects, Features and Advantages of the Invention are apparent from the following 'more detailed' description of preferred embodiments of the invention.

Zur Durchführung des erflndungsgemässen Verfahrens und zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit von durch Elektroabscheidung erzeugten Permalloyfilmen wird ein Antioxydans, wie Ascorbinsäure oder Isoascorbinsäure, dem Elektrolyten zugegeben, um die Oxydation der Ferroionen in Ferrionen zu verzögern und umzukehren und die Nutzungsdauer des Elektrolyten zu erhöhen.To carry out the method according to the invention and to improve the reproducibility of electrodeposition produced Permalloy films, an antioxidant such as ascorbic acid or isoascorbic acid, the electrolyte is added to the Delay and reverse oxidation of ferrous ions in ferrions and increase the useful life of the electrolyte.

Es wurde gefunden, dass die gewünschten Verbesserungen ohne Verschlechterung der anderen Eigenschaften erreicht werden, wenn die Konzentration des zugegebenen Antioxydans von etwa 1 g Je 1 Lösung bis zur Sättigung variiert, Konzentrationen über 5 g Je 1 Lösung Jedoch die Wirksamkeit des Zusatzmittels nicht wesentlich erhöhen.It was found that the desired improvements without Deterioration of the other properties can be achieved when the concentration of the added antioxidant of about 1 g Per 1 solution varies until saturation, concentrations over 5 g Per 1 solution, however, the effectiveness of the additive does not increase significantly.

Zu typischen Pennalloy-ElektroIyten, die durch Zugabe dieser Antioxydantien, wie gefunden wurde, verbessert werden, gehören Lösungen, die die folgenden Legierungen abscheiden:Typical Pennalloy electrolytes, which by adding these Antioxidants that have been found to be improved include Solutions that deposit the following alloys:

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Nickel-Eisen,
Nickel-Eisen-Phosphor,
Niekel-Eisen-Kobait,
Nickel-Eisen-Kupfer,
Nickel-Eisen-Kobalt-Phosphor,
Nickel-Eisen-Kupfer-Phosphor, .
Nlckel-Eisen-Kupfer-Kobalt und
Nickel-Eisen-Kupfer-Kobalt-Phosphor.
Nickel-iron,
Nickel-iron-phosphorus,
Niekel-Eisen-Kobait,
Nickel-iron-copper,
Nickel-iron-cobalt-phosphorus,
Nickel-iron-copper-phosphorus,.
Nlckel-Iron-Copper-Cobalt and
Nickel-Iron-Copper-Cobalt-Phosphorus.

Im allgemeinen hat das Anion keine Wirkung, und Bäder können . aus Chloriden, Sulfaten, Sulfamaten oder Gemischen von diesen gebildet werden, ohne dass dadurch die Wirkung der Aseorbin- oder Isoascorbinsäure nachteilig beeinflusst wird. Normalerweise wird ein Puffer, wie Borsäure, zugegeben, um den pH-Wert
des Elektrolyten während der ElektsOabseheidung zu stabilisieren. Ausserdem wird ein Primärglanzmittel, wie z.B. Saccharin, und ein Mittel gegen Durchlöcherung {Lochbildung}j wie Natrium-· laurylsulfat, im Elektrolysebad verwendet.
In general, the anion has no effect, and baths can. are formed from chlorides, sulfates, sulfamates or mixtures of these without adversely affecting the effect of the aseorbic or isoascorbic acid. Usually a buffer, such as boric acid, is added to adjust the pH
to stabilize the electrolyte during electrolytic separation. In addition, a primary gloss agent, such as saccharin, and an agent against perforation, such as sodium lauryl sulfate, are used in the electrolysis bath.

In Legierungsbädern vom Permalloy-Typ 1st die Verwendung eines zusätzlichen schwefelhaltigen Primärglanzmittels, wie beispielsweise Saccharin, zulässig, da diese Filme in einer Umgebung verwendet werden, in der die Möglichkeiten eines korrosiven Angriffs minimal sind. Ausserdem führt die gleichzeitige Abscheidung des zur Erzielung eines Films mit den gewünschten magne tischen Eigenschaften erforderlichen Eisens bereits zu einem Material, das sehr schlechte Korrosionsbeständigkeit besitzt.In permalloy-type alloy baths, one is used additional sulfur-containing primary gloss agents, such as saccharin, are permitted, since these films are in one environment can be used in which the possibility of corrosive attack is minimal. In addition, the simultaneous deposition leads des to achieve a film with the desired magne table properties required iron already to a material that has very poor corrosion resistance.

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Der brauchbare pH-Bereich des Permalloy-Elektrolyten beträgt 1-5, wobei ein pH-Wert von 2,5 bevorzugt ist. Die verwendete Stromdichte kann 5 bis 30 mA/cm sein und ist vorzugsweise 20 mA/cm Die Temperatur des Bads kann zwischen 15°C und 95°C variieren und beträgt vorzugsweise 25°C. Obwohl es möglich ist, unlösliche Anoden, wie Platin,oder Anoden aus einer Legierung derselben Zusammensetzung wie die Abscheidung zu verwenden, ist es bei der Durchführung der Erfindung bevorzugt, Nickelanoden zu verwenden und den Eisengehalt des Elektrolyten durch Zugabe geeigneter Eisen enthaltender Verbindungen zu ergänzen.The usable pH range of the Permalloy electrolyte is 1-5, a pH of 2.5 being preferred. The current density used can be 5 to 30 mA / cm, and is preferably 20 mA / cm The temperature of the bath can vary between 15 ° C and 95 ° C and is preferably 25 ° C. Although it is possible to be insoluble Anodes, such as platinum, or anodes made of an alloy thereof Composition how to use the deposition is to use it when practicing the invention, preference is given to using nickel anodes and adding to the iron content of the electrolyte suitable iron-containing compounds to supplement.

Zu geeigneten Unterlagen gehören Leiter, wie Kupfer oder Kupfer enthaltende Legierungen, Gold, Silber, Platin und rostfreier Stahl oder andere Metalle j oder Nichtleiter, wie Glas, keramische Materialien, Kunststoffe und dgl,, die dadurch leitfähig gemacht worden sind, dass auf ihnen ein leitfähiger Überzug, z.B. von Kupfer, Gold und dgl,, durch Verfahren, wie Vakuumabssheidung, stromlose Abscheidung, Zarstäuben, thermische Zersetzung und dgl., aufgebracht wurde.Suitable bases include conductors such as copper or alloys containing copper, gold, silver, platinum, and stainless Steel or other metals or non-conductors, such as glass, ceramic Materials, plastics and the like which have been rendered conductive by having a conductive coating on them, e.g. of copper, gold and the like, by processes such as vacuum separation, electroless deposition, Zar dusting, thermal decomposition and the like., Was applied.

Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Pennalloyfilme werden als logische Elemente oder Speichervorrlchtun·» gen in Rechnern verwendet.The Pennalloy films produced by the process according to the invention are used as logical elements or storage devices gen used in computers.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.The following examples illustrate the invention without representing it restrict.

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Beispiel 1example 1

Eine Pyrex-Glas-Abdeekplatte, die dadurch leitfähig gemacht wurde, dass, auf ihre Oberfläche eine dünne Chromsehicht und anschliessend eine etwa 300 Ä starke Goldschicht durch Zerstäuben aufgebracht wurde, wird durch Besprühen mit Aceton entfettet, anschliessend mit Wasser gespült und als Kathode in dem Nickel-Eisen-Elektrolysebad der folgenden Zusammensetzung« das Wasser als Lösungsmittel enthält, verwendet:A Pyrex glass cover plate, which is made conductive became that, on its surface a thin layer of chrome and then a 300 Å thick gold layer was applied by sputtering, degreased by spraying with acetone, then rinsed with water and used as the cathode in the nickel-iron electrolysis bath of the following composition «das Contains water as a solvent, uses:

NiCl2-6HgONiCl 2 -6H g O 200 g/l Lösung200 g / l solution FeCl2·4Η20FeCl 2 · 4Η 2 0 3 g/l "3 g / l " Η,ΒΟ,Η, ΒΟ, 25 g/l "25 g / l " NatriumsaschariiiSodium Saschariii 0,8 g/l "0.8 g / l " NatriumlauryIsulfatSodium Lauryl Sulphate 0,4 g/l "0.4 g / l " NaH2PO2-H2ONaH 2 PO 2 -H 2 O 0,5 g/l "0.5 g / l " pHpH 2,52.5 Temperaturtemperature 25°C25 ° C PlattierungszeitPlating time 10 Minuten10 mins Anodeanode NickelblechNickel sheet StromdichteCurrent density 20 mA/cm2 20 mA / cm 2 FeldstärkeField strength etwa 35 Oerstetabout 35 oerstet

Der abgeschiedene Uiekel-Eisen-Phosphor-Film (bei einer Feldstärke von 35 Oersted) war weitgehend rissig und haftete nichtThe deposited Uiekel iron-phosphorus film (at a field strength von 35 Oersted) was largely cracked and did not adhere

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BADBATH

an der Unterlage. Wegen dieses Zustande des Films war es nichton the pad. It was not because of this state of the film

möglichj seine magnetischen Eigenschaften zu messen.possible to measure its magnetic properties.

Beispiel 2Example 2

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, dass man 5,0 g Isoascorbinsäure je 1 zugibt. Der erzeugte Nickel-Eisen-Phosphor-FlIm 1st etwa 20 000 A stark, glänzend, festhaftend und kontinuierlich. Die magnetischen Eigenschäften wurden mit einem 60 Cyele Hysteresis-Sehlelfen-Aufzsichnungsgerät gemessen. Die Koerzitivkraft (Un) betrug 0,8 Oersted, die Anisotropiefeldstärke (H^) betrug 2,5 Oersted, und das Rechteckve:
Richtung etwa 1,0.
The procedure of Example 1 is repeated with the exception that 5.0 g of 1 isoascorbic acid are added. The nickel-iron-phosphorus film produced is around 20,000 A strong, shiny, firmly adhering and continuous. The magnetic properties were measured with a 60 Cyele Hysteresis Sehlelfen recorder. The coercive force (U n ) was 0.8 oersted, the anisotropy field strength (H ^) was 2.5 oersted, and the rectangular curve:
Direction about 1.0.

und das Rechteckverhältnis (B„/Be) betrug ir* der leichtenand the rectangle ratio (B „/ B e ) was ir * the light one

Beispielexample 33

Eine Platüe aus rostfreiem Stahl [etwa 2,5 x 7,5 am (1 χ 3 inch)] wird anodisch in einer Lösung von 60 g Na,POj, je 1 und 30 g NaOH je 1 gereinigt. Anschliessend wird die Platte in fliessendem Wasser gespült und In eine to Vbl-#ige HgSO^-Lösung getaucht. Sie wird wieder mit Wasser gespült und auf Oberfläehenreinheit geprüft, indem man nach Wasserunterbrechungen sucht. Dann wird die Platte als Kathode' in einer Lösung der folgenden Zusammensetzung und bei den nachfolgend aufgegebenen Bedingungen verwendet :A Platüe stainless steel [about 2.5 x 7.5 in (1 χ 3 inch)] is anodically g in a solution of 60 Na, POj depending 1 and 30 g NaOH per 1 cleaned. The plate is then rinsed in running water and immersed in a 100% HgSO ^ solution. It is rinsed again with water and checked for surface cleanliness by looking for water interruptions. The plate is then used as a cathode in a solution of the following composition and under the conditions set out below:

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BAD OBIQiNALBAD OBIQiNAL

NiSOj,0 6HgONiSOj, 0 6H g O 218 g/l Lösung218 g / l solution FeSO^·7H2OFeSO ^ 7H 2 O 4,8 g/l ""4.8 g / l "" H5BO3 H 5 BO 3 25 g/l "25 g / l " NatriumsaccharinSodium saccharin 0,8 g/l "0.8 g / l " Natriumiaury!sulfatSodium aurium sulfate 0,4 g/l »0.4 g / l » NaH2PO2-H2ONaH 2 PO 2 -H 2 O 0,5 g/l· "0.5 g / l " pHpH 2,52.5 Temperaturtemperature 25°C25 ° C PlattierungszeitPlating time 10 Minuten10 mins StromdichteCurrent density p
20 mA/cm
p
20 mA / cm
FeldstärkeField strength 35 Oersted35 Oersted Anodeanode NickelblechNickel sheet

Der abgeschiedene Ni-Pe-P-FiIm zeigte deutliche Spannungsrisse und beim Versuch, den Film von der Unterlage aus rostfreiem Stahl zu entfernen, zerbröckelte bzw. zerknitterte der Film und konnte nicht unbeschädigt erhalten werden.The deposited Ni-Pe-P-FiIm showed clear stress cracks and when attempting to remove the film from the stainless steel base, the film crumbled or crumpled and could not be preserved undamaged.

Beispiel 4Example 4

Die Arbeitswelse von Beispiel 3 wird wiederholt, nur dass 5,0 g Ascorbinsäure je 1 dem Elektrolyten zugegeben werden. Ein'Nickel-The working cycle of Example 3 is repeated, except that 5.0 g Ascorbic acid 1 can be added to the electrolyte. A 'nickel

Eisen-Phosphor-Film von 20 000 A Dicke wird erzeugt. Der Film
ist glänzend, rissfrei und bleibt intakt, wenn er von der Unterlage aus rostfreiem Stahl entfernt wird. Die magnetischen
Iron-phosphorus film of 20,000 Å thick is produced. The film
is shiny, crack-free, and remains intact when removed from the stainless steel backing. The magnetic

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

. Eigenschaften des. Films wurden wie in Beispiel 2 gemessen. Die Koerzitivkraft (H ) betrug 1,0 Oersted, die Anisotropie-PeIdstärke (H. ) betrug 2,5 Oersted und das Reehteekverhältnis (BVb ) betrug in der leichten Richtung etwa 1,0.. Properties of the film were measured as in Example 2. the The coercive force (H) was 1.0 oersted, the anisotropy force (H.) was 2.5 oersteds and the Reehteek ratio (BVb) was about 1.0 in the easy direction.

Beispiel example 55

Ein Kupferblech [etwa 2,5 x?»5 >m (1 x 3 Inch}] wird kathodisch in einer Lösung von 60 g Trinatrlumphosphat und JQ g Natriumhydroxyd je 1 gereinigt. Dann wird es In fließendem Wasser gespült und in eine 10 Völlige HgSO^-Lösung getaucht. Es wird wiederum mit Wasser gespült und i*ie in Beispiel J auf Oberflächenreinheit untersucht, Dann wird das Kupferblech als Kathode in einer Lösung der folgenden Zusammensetzung und unter den folgenden Bedingungen verwendet:A copper sheet [x about 2.5? '5> m (1 x 3 inches}] is cathodically per 1 cleaned in a solution of 60 g Trinatrlumphosphat and JQ g of sodium hydroxide. Then, it is rinsed in running water and in a 10 Complete HgSO ^ Solution. It is rinsed again with water and examined in Example J for surface cleanliness, then the copper sheet is used as a cathode in a solution of the following composition and under the following conditions:

Nif+ (als jSulfamate)Ni f + (as jSulfamate) Fe+* (als Sulfamate)Fe + * (as sulfamates)

H3BO3 H 3 BO 3

NatriumlauryJ.su 1 fat NaH2PO2-H2O Sodium lauryJ.su 1 fat NaH 2 PO 2 -H 2 O

pHpH

Temperaturtemperature

StromdichteCurrent density

Plattierungszelt FeldstärkePlating tent field strength

Anodeanode

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

2S82 S 8 55 g/lg / l 0C 0 C 55 S/lS / l ηη 3030th s/is / i «A/ein2 «A / a 2 0,0, g/lg / l MinutenMinutes 0,0, OerstedOersted 2,2, 2020th 1515th 1515th 3535

Der abgeschiedene Miekel-Eisen-Phosphor-Film enthielt viele Hisse und starke Spannungen.The Miekel iron-phosphorus film deposited contained many Hoists and strong tensions.

Beispiel 6 ' Example 6 '

Die Arbeitsweise des Beispiels 5 wird wiederholt, jedoch werden 3,0 g isoascoFblnsäure je 1 dem Elektrolyten zugegeben. Ein« Hiekel-Eisen-Phosphor-Film von etwa 20 000 A Dicke wird erzeugt. Der erzeugte Film ist glänzend, rissfrei und haftet gut an der Unterlage. Die magnetischen Eigenschaften des Films wurden mit einem 60 Cycle Hysteresis -Schleif en -Auf zelöhHungsgerät gemessen und ergaben folgende Werte:The procedure of Example 5 is repeated, but 3.0 g isoascofic acid per liter are added to the electrolyte. A "Hiekel iron-phosphorus film about 20,000 Å thick is produced. The film produced is glossy, free of cracks and adheres well to the substrate. The magnetic properties of the film were measured using a 60 cycle Hysteresis -Schleif en -On zelöhHungsgerät and gave the following values:

Koerzitivkraft (H Is 1 .,8 OerstedCoercive force (H Is 1., 8 Oersted

«3«3

Anisotropiefeidstärke (H^): 3,1 M Rechtsckverhäitnis CB_/B S)· etwa 1,0 (in der leichten Richtung)Anisotropiefeidstärke (H ^): 3.1 M Rechtsckverhäitnis cb_ / B S) x about 1.0 (in the direction of light)

In den Beispielen 1 bis 6 ist das Verhältnis von Nickel zu Eisen in der Abscheidung nominell 80 ϊ 2C (oder 4 : 1} und der phorgehaXt beträgt etwa 1 Gew»-# des Gesamtfilms»In Examples 1 through 6, the ratio of nickel to iron in the deposit is nominally 80 ϊ 2C (or 4: 1} and the phorgehaXt is about 1 wt »- # of the entire film»

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BADBATH

Beiat JM+4 JM +4 Fe++ Fe ++ Co*Co * g/1g / 1 NaH9FO5,NaH 9 FO 5 , * 2* 2 -- AntioxyAntioxy ** -- ZeitTime pHpH Stromcurrent ΗΛ Η Λ
g/1g / 1
Na-N / A- Na-N / A- ErgebnisseResults . ■ ~. ■ ~
spielgame g/1g / 1 g/1g / 1 g/1g / 1 £ CL£ CL g/1g / 1 0,50.5 dansdans MinuMinu dichtedensity trium-trium trium-trium g/1g / 1
(I) - 180-(I) - 180-
tenth saceha-saceha- lauryl-lauryl
ascorbin-ascorbic -- rinrin suIfatsuIfat 0,50.5 säureacid -- g/1g / 1 g/1g / 1 tmtm (A) - As-(A) - As- -- corbin-corbin- 5(1)5 (1) 0,50.5 eKureeKure 5(1)5 (1) 2525th «a«A -- -- 3(A)3 (A) 8585 rissig,cracked, 77th 4848 1,441.44 -- 0,50.5 3(A)3 (A) 1010 2*52 * 5 2020th 2525th 0,80.8 0,40.4 leichteasy
haftendadherent
88th 4848 1,441.44 H*H* <■·<■ · mama 3(1)3 (1) 1010 2,32.3 2020th 0,80.8 0,40.4 , R-NH, R-NH rissig,cracked, coco 99 4848 1,441.44 33 0,50.5 3(1)3 (1) 1010 2,52.5 2020th 8585 0,80.8 0,40.4 leichteasy (O(O MM. -- 5(A)5 (A) 3030th haftendadherent OOOO
CaJCaJ
1010 4848 1,441.44 33 0,50.5 0,50.5 5(A)5 (A) 1010 2,52.5 2020th 0,80.8 0,40.4 R-NHR-NH rissig,cracked,
COCO 1111 6060 1,71.7 mm -- 1010 2,02.0 2020th 3030th 0,80.8 0,40.4 leichteasy ' 1' 1 *"** "* 0,50.5 0,50.5 3030th haftendadherent II.
ΛΛ
OO 1212th 6060 1.71.7 0,50.5 -- 1010 2,02.0 2020th 3030th 0,80.8 0,40.4 R-NHR-NH 99 u>u> 1313th 113113 2,822.82 33 0,50.5 0,50.5 1515th 2,82.8 1515th 2525th -- 0,40.4 NR-HNR-H 1414th 113113 2,822.82 33 1515th 2,82.8 "15"15 2525th -- 0,40.4 R-NHR-NH 1515th 4848 1,441.44 -- -- 1010 2,52.5 2020th 2525th 0,80.8 0,40.4 NR-PHNR-PH 1616 4848 1,441.44 -- 1010 2,32.3 2020th 2525th 0,80.8 0,40.4 NR-PHNR-PH 1717th 4848 1,441.44 33 -- 1010 2,52.5 2020th 3030th 0,80.8 0,40.4 NR-PHNR-PH 1818th 4848 1,441.44 33 0,50.5 1010 2,52.5 2020th 3030th 0,80.8 0,40.4 NR-FHNR-FH 1919th 6060 1,71.7 -- 0,50.5 1010 2,02.0 2020th 3030th 0,80.8 0,40.4 NR-FHNR-FH 2020th 6060 1,71.7 -- 0,50.5 1010 2,02.0 2020th 3030th 0,80.8 0,40.4 NR-PHNR-PH CiDCiD 2121 113113 2,822.82 33 0,50.5 1515th 2,82.8 1515th __ 0,40.4 NR-PHNR-PH cn
OC
cn
OC
2222nd 113113 2,822.82 33 1515th 2,82.8 1515th 0*40 * 4 NR-PHNR-PH

R-NH (rissig-nlcht haftend) NR-H (nicht rissig-haftend) NR-FH (nicht rissig-fest haftend)R-NH (cracked, non-adhesive) NR-H (not adhering to cracks) NR-FH (not adhering to cracks firmly)

OCOC

14968A314968A3

-· 20 -- · 20 -

In den Beispielen 7 bis.22 ist das Verhältnis von Nickel zu Eisen des abgeschiedenen Films nominell 80 : 20 (oder 4:1); · der Phosphorgehalt beträgt etwa 1 Gew„-# det? Gesamtfilms, wenn Phosphor vorhanden ist? der Kobaltgehalt beträgt etwa 6 Gew.-% des Gesamtfilms, wenn Kobalt vorhanden istj und der Kupfergehalt beträgt etwa 7,5 Gew.-% des Gesamtfiitms, wenn Kupfer vorhanden ist.In Examples 7-22, the nickel to iron ratio of the deposited film is nominally 80:20 (or 4: 1); · The phosphorus content is about 1 weight? Total film if phosphorus is present? the cobalt content is about 6 wt -.% of the total film when cobalt present ISTJ and the copper content is about 7.5 wt -.% of Gesamtfiitms when copper is present.

Es wurde gezeigt, dass es bisher schwierig war, reprodzierbare Permalloy-Schiohteri abzuscheiden, die nicht von selbst Geissen, sich lösen oder abblättern„ Durch die Verwendung der Antioxydantlen. Ascorbinsäure oder Isoascorbinsäure, ist es Jetzt möglich, Pennalloyfilmo durch Elektroabscheidung ohne Verschlechterung der Eigenschaften herzustellen, indem die Spannungen,die das Reissen, das Sichablösen oder das spontane Abblättern des Films bewirkten, ausgeschaltet werden. Ein weiterer Vorteil der Verwendung der Antioxydantien liegt in der Erzielung eines Per» malloyfilms, der fest haftet und in ausreichender Diüke hergestellt werden kann, um selbsttragend au sein, wenn er von einer abziehbaren Unterlage entfernt wird.It has been shown that it was previously difficult to be reproducible To deposit Permalloy-Schiohteri, which do not goat by themselves, come off or peel off “By using the antioxidants. Ascorbic Acid or Isoascorbic Acid, It Is Now Possible Pennalloyfilmo by electrodeposition without deterioration of the properties establish by the stresses that tearing, peeling or spontaneous peeling of the film are eliminated. Another benefit of the Use of the antioxidants is to achieve a per » malloyfilms that adheres firmly and is made in sufficient thickness can become self-supporting when removed from a peelable backing.

Die AusfUhrungsform der vorliegenden Frfindung,gemäss der ein« glänzende Nickelabscheidung erhalten wird, wird nun anhand ei?.· Watts-Bads beschrieben.The embodiment of the present invention, according to which a « shiny nickel deposit is obtained, is now based on egg?. · Watts-Bads.

Ein typischer Watts-Elektroly'· umfass*:-«.»« «"οAgende Lösurg:A typical Watts electrolyte includes *: - «.» «« "ΟAgende Lösurg:

909833/1033909833/1033

BADBATH

NiSO^·6Η20 500 g/l BadbedingungenNiSO ^ 6Η 2 0 500 g / l bath conditions

NlCl2-6H2O ^5 g/1 ρΗί 3,5 NlCl 2 -6H 2 O ^ 5 g / 1 ρΗί 3.5

•Η,ΒΟ, 4θ g/l Temperatur: 65°C• Η, ΒΟ, 4θ g / l temperature: 65 ° C

Netzmittel (Natrium- Stromdichte: 43 mA/om2 Wetting agent (sodium current density: 43 mA / om 2

laurylsulfat} 0,4 g/l (40 asf)lauryl sulfate} 0.4 g / l (40 asf)

Dicke: etwa 0,025 nun (0,001")Thickness: about 0.025 now (0.001 ")

(etwa 30 Minuten)(about 30 minutes)

Zu diesem Bad wird eine Meng© von 1 g/l bis zur Sättigung, wobei 5 g/l bevorzugt sind, Isoasöorbinsäure oder Ascorbinsäure (erstere ist ein Isomeres von Vitamin Cl zugegeben. Ein geeigneter Sekundärglanzbildner wird in Verbindung mit dem Primärglanzbildner in dem Standard-Watts-Bad verwendet, Prüfungen solcher Proben von abgeschiedenem Nickel zeigten ©ins erhebliche Herabsetzung der Metallkorrosion solcher Proben im Vergleich zu Probena die aus Bädern unter Verwendung von schwefelhaltigen Primärglanzbildern erhalten waren. Es wurde gefunden, dass Cumarin und 2-Butin-1„4-diol Einebnungsmittel sind, die Synergistisch mit Isaaseorbinsäure und Ascorbinsäure wirken. Für das ob*en angeführte ausgewählte Bad ergibt, wie gefunden wurde, eine Menge von O5I bis 2,5 g 2-Butin-1,4-diol je 1, vorzugsweise 0,35 g/l oder 4 mMol/1, eine glänzende korrosionsbeständige Nickeläbscheidung. Pur Cumarin wird eine Menge von 0,1 bis 4 g/l, vorzugsweise O3S g/l, in dem Bad verwendet. Im allgemeinen wirken, wie gefunden wurde, die Klassen von acetylen!- sehen Alkoholen und Cumarinen Synergistisch mit IsoascorbinsäureA quantity of 1 g / l to saturation is added to this bath, with 5 g / l being preferred, isoasoorbic acid or ascorbic acid (the former is an isomer of vitamin Cl. A suitable secondary brightener is used in conjunction with the primary brightener in the standard Watts bath used tests such samples of deposited nickel showed © into substantial reduction of metal corrosion such samples compared to samples a receiving from baths using sulphurous primary scraps were. It was found that coumarin and 2-Butin-1 "4 -diol are leveling agents that act synergistically with isaseorbic acid and ascorbic acid. For the selected bath listed above, we found an amount of O 5 I to 2.5 g of 2-butyne-1,4-diol per 1, preferably 0.35 g / l or 4 mmol / l, a shiny, corrosion-resistant nickel deposit, pure coumarin an amount of 0.1 to 4 g / l, preferably O 3 S g / l, is used in the bath As has been found, the classes of acetylene! - See Alcohols and Coumarins Synergistic with Isoascorbic Acid

909833/1033 Bad qriq,Nal 909833/1033 Bad qriq, Nal

und Ascorbinsäure zusammen. Beispiele solcher typischer Alkoholverbindungen sind in Tabelle X der US-Pat ent sehr if t 2 002 gegeben. Typische Cumarinverbindungen sind Cumarin, Hydroxycumarine, Homoeumarine und Chlorcumarine> and ascorbic acid together. Examples of such typical alcohol compounds are given in Table X of US Pat. No. 2,002. Typical coumarin compounds are coumarin, hydroxycoumarins, homoeumarins and chlorocoumarins >

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass auf dem Gebiet der Elektroabscheidung von Nickel oder Nickellegierungen ein Bedürfnis nach glänzenden Nickelabsche!düngen, die korrosionsbeständig und verhältnismässig billig zu erhalten sind., und nach Permai loyabseheidungen, die niah von selbst slsh ablösen, abblättern oder rissig werden, bestand. Es waren bisher nur Nickelabsoheidungen korrosionsbeständig, wenn keine Primärglanzbildner in dem Bad verwendet wurden. Da alle bisher bekannten Primärglanzbildner Schwefel enthalten, erhöht das Fehlen der Prlmärglanzbildrser die Korrosionsbeständigkeit des abgeschiedenen Nickels. Es müssen dann jedoch SekundärgläEzbildner zur Begünstigung der Einebnung verwendet wes-desi, doch 1st diese Begünstigung uer Einebming wegen der dens zugegebenen SekundärglaKzbildr«er eigenem spamiuiigsergeugenderÄ Charakteristiken begrenzt. Das Eßdppodukt ist dann zwar kcrroaiosisb^stän'digj weist jedooh varhältnisinässi.g schlechte Einebnuag auf und besitzt gewöhnli h Span-nmgen, Bei Versuchen, die Einebnung und den Glanz dieser Abscheidunge^ zu erhöhen, bilden sich rasch Rest spannungen bis zu einem sehr· hohen Grad aus, und die Abs ehe !düngen neigen dazu, sieh abzulösen, zu reissen und abzublättern, und zeigen sehr beschränkte Bukti-In summary, it can be said that in the field of electrodeposition of nickel or nickel alloys, there is a need for shiny nickel deposits that are corrosion-resistant and relatively cheap to obtain. duration. So far, only nickel deposits have been corrosion-resistant if no primary brighteners were used in the bath. Since all previously known primary glossing agents contain sulfur, the lack of the primary glossing agent increases the corrosion resistance of the deposited nickel. However, it must then SekundärgläEzbildner to favor the leveling used wes-desi, but this benefit 1st uer Einebming because of the dens added SekundärglaKzbildr he "own spamiuiigsergeugender Ä limited characteristics. The Eßdppodukt then kcrroaiosisb Although ^ stän'digj has jedooh varhältnisinässi.g bad Einebnuag and possesses usual place h Chip nmgen to increase in attempts the leveling and gloss of this Abscheidunge ^ form rapidly residual voltages up to a very · high degree, and the abs tend to peel, crack, and peel off, and show very limited bukti-

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EaO OBIGlNALEaO OBIGlNAL

lität. Durch die Verwendung von Isoascorbinsäure oder Ascorbinsäure erhält man nun glänzende, korrosionsbeständige, ebene, spannungsfreie Nickelabseheidungen, da sich Isoasoorbinsäure und Ascorbinsäure in gewisser Weise wie die übliches Primärglanzbildner verhalten, Jedoch keinen Schwefel enthaiten. Es wurde somit eine Klasse von PrimHrglanzbildnern gefunden, die Synergist isch mit den meisten Sekundärglanzbildnern wirken und zu hochgradig korrosionsbeständigen Nickelabscheldungen führen. Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung liegt darin, dass viel stärker eingeebnete halbglänzende Niekelabseheidüngen erhältlich sind. Diese letzteren sind erhältlich, da die neuen Primärglanzbildner, nämlich Isoascorbinsäure und Ascorbinsäure, bei Zugabe zu den Üblichen Halbglanzbädern das Vorhandensein höherer Konzentrationen an Sekundärglanzbildner ohne Beeintraohtigung der Duktilität oder Erhöhung der Restspannungen des abgeschiedenen Nickels erlauben.lity. By using isoascorbic acid or ascorbic acid is now obtained shiny, corrosion-resistant, flat, stress-free Nickelabseheidungen because Isoasoorbinsäure and ascorbic acid behave in some ways like the usual primary brighteners, but no sulfur s thaiten. A class of primary brighteners has thus been found which act synergistically with most secondary brighteners and lead to highly corrosion-resistant nickel peeling off. Another advantageous feature of the invention is that much more leveled semi-gloss Niekelabseidüngen are available. The latter are available because the new primary brighteners, namely isoascorbic acid and ascorbic acid, when added to the usual semi-gloss baths, allow the presence of higher concentrations of secondary brighteners without impairing the ductility or increasing the residual stresses of the deposited nickel.

Ausserdem wirken Ascorbinsäure und Isoascorbinsäure als Antioxydans in den bei der Abscheidung von Hagnetfilmen einer Niclcel-Eisen-Legierung verwendeten Elektrolyten; diese Säuren bewirken hierbei eJne Verzögerung und Umkehrung der Oxydation der Ferroionen zu Perriioiie» und somit eine Verbesserung der Art des gebildeten Magnetfilms sowie eine Verlängerung der Nutzungsdauer des Elektrolyten.In addition, ascorbic acid and isoascorbic acid act as antioxidants in the deposition of magnetic films of a Niclcel-iron alloy electrolytes used; these acids cause a retardation and reversal of the oxidation of the ferrous ions to Perriioiie »and thus an improvement in the nature of the educated Magnetic film as well as an extension of the useful life of the electrolyte.

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Claims (10)

PatentansprücheClaims 1. Bad zum galvanischen Abscheiden von Nickel- und Nickellegierungen in Form einer wässrigen sauren Läsung, gekennzeichnet durch einen Gehalt von Ascorbinsäure und/oder Isoascorbineäure als Zusatzmittel.1. Bath for the electrodeposition of nickel and nickel alloys in the form of an aqueous acidic solution, characterized by a content of ascorbic acid and / or isoascorbic acid as an additive. 2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel in einer Menge vorliegt, die einem Molverhältnis von Zusatzinittel zu Nickel im Bereich von Q,003 bis 0,034 entspricht.2. Bath according to claim 1, characterized in that the The additive is present in an amount corresponding to a molar ratio of additive to nickel in the range of from 0.003 to 0.034 is equivalent to. 3. Bad nach Anspruch T oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem ein einen acetylenischen Alkohol oder eine Cumarin verbindung enthaltendes Einebnungsmittel enthält.3. Bath according to claim T or 2, characterized in that it also contains a leveling agent containing an acetylenic alcohol or a coumarin compound. 4. Bad nach Anspnjch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es Tsoacorbineäure und einen aeetylenischen Alkohol enthält.4. Bath according to Anspnjch 3, characterized in that it Contains tsoacorbic acid and an ethylenic alcohol. 5. Bad nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem 0,1 bis 4 g Cumarin oder 0,1 bis 2,5 g 2-3utin-1,4-diol je Liter enthält.5. Bath according to one of claims ι to 4, characterized in that it also contains 0.1 to 4 g of coumarin or 0.1 to 2.5 g Contains 2-3utin-1,4-diol per liter. 909833/10 33909833/10 33 BAD ORIGINALBATH ORIGINAL 6. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Abscheidung einer Nickel-Eisen-Legierung Nickelionen, Elsenionen und das Zusatzmittel in einer Menge von 1 bis. 5 g/l Lösung enthält.6. Bath according to claim 1, characterized in that it is used for the deposition of a nickel-iron alloy nickel ions, Elsenions and the additive in an amount of 1 to. Contains 5 g / l solution. 7. Bad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es je Liter7. Bath according to claim 6, characterized in that it per liter 48 bis 115 g Ni+* 1,44 bis 2,82 g Fe++ 48 to 115 g Ni + * 1.44 to 2.82 g Fe ++ und 1 . bis 5 g Ascorbinsäure oderand 1. up to 5 g ascorbic acid or IsoascorbinsäureIsoascorbic acid enthält.contains. 8. Bad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem Je Liter8. Bath according to claim 7, characterized in that it also per liter Cu+* in einer Menge bis zu 0,5 g und/oder r Menge bis zu 3 g und/od in einer Menge bis zu 0,5 gCu + * in an amount up to 0.5 g and / or r amount up to 3 g and / or in an amount up to 0.5 g Co+* in einer Menge bis zu 3 g und/oderCo + * in an amount up to 3 g and / or enthält.contains. 9. Verfahren zum galvanischen Abscheiden von Nickel-Eisen-Legierungen in einem Bad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man die Elektroabscheidung bei 25°C 10 Minuten lang bei einer Stromdichte von 20 mA/cm2 und einer Feldstärke von 35 Oersted unter Verwendung einer Nickelblech-Anode durchführt.9. A method for electrodeposition of nickel-iron alloys in a bath according to one of claims 1 to 8, characterized in that the electrodeposition is carried out at 25 ° C for 10 minutes at a current density of 20 mA / cm 2 and a field strength of 35 Oersted using a sheet nickel anode. 909833/1033 φ
*i BAD ORIGINAL
909833/1033 φ
* i ORIGINAL BATHROOM
10. Verfahren zum galvanischen Abscheiden einer Nickel-Schi cht in einem Bad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man das galvanische Abscheiden bei 65°C 30 Minuten lang bei einer Stromdichte von 43 mA/cm durchführt.10. A method for the electrodeposition of a nickel layer in a bath according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the electrodeposition is carried out at 65 ° C for 30 minutes at a current density of 43 mA / cm performs. 909833/103 3909833/103 3 BADBATH
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