DE1521546C

DE1521546C - Bad zur chemischen Abscheidung von borhaltigen Metallüberzügen

Info

Publication number: DE1521546C
Authority: DE
Inventors: Viggo Dr.-Ing. 1000 Berlin Groope
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1971-09-30

Description

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Die Erfindung betrifft ein zur chemischen Abschei- Cystinderivat zwischen 10~⁵ und 10~³ Mol je Liter

dung von borhaltigen Metallüberzügen aus Nickel Badflüssigkeit beträgt. Bei einer Erhöhung der Stabili-

und/oder Kobalt, Kupfer, Eisen oder Zink auf Gegen- satorkonzentration' über den angegebenen Gehalt

ständen mit katalytisch wirkenden Oberflächen ge- hinaus tritt eine Verlangsamung der Abscheidungs-

eignetes wäßriges Bad, das die " entsprechenden 5 vorgänge ein.

Metallionen sowie eine Borverbindung als Reduktions- Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Badmittel enthält. lösung zur Vermeidung einer Reduktion an uner-

Bei einem bekannten, in der deutschen Patentschrift wünschten Stellen vor ihrer Verwendung und öfters

1 137 918 beschriebenen chemischen Bad dieser Art während des Betriebes zu filtern. Dabei ist ein aus fein

wird als Borverbindung ein Borhydrid als Reduktions- io geschüttetem Glas hergestelltes Filter einem solchen

mittel verwendet. Das bekannte chemische Bad ent- aus organischem Werkstoff vorzuziehen,

hält eine wäßrige alkalische Lösung eines Nickel- Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der

oder Kobaltsalzes und einen Komplexbildner in Form Erfindung ah Hand spezieller Badzusammensetzungen,

von Ammoniak oder organischen Verbindungen, die .

als funktionell Gruppen eine oder mehrere Amino- 15 _: Beispiel 1

Carboxyl- oder Hydroxylgruppen enthalten. Zur Herstellung eines Nickelbades werden zuerst

Mittels dieses bekannten chemischen Bades lassen 30 g/l (0,126 Mol) Nickelchloridhexahydratin 400ccm ■

sich auf: katalytisch wirkenden Oberflächen fest haf- Wasser gelöst; unter gutem Rühren setzt man als

tende Metallüberzüge herstellen, ohne daß ein Er- Komplexbildner 60 g/l (1,0 Mol) Äthylendiamin hinzu,

hitzen in reduzierender Atmosphäre erforderlich ist 20 Iii ebenfalls 400 ecm Wasser werden getrennt davon

oder durch Sintern auf der Metalloberfläche haftende 40 g/l (1,0 Mol) Natriumhydroxid gelöst. Dieser Lö-

Schichten erzielt werden müssen. sung werden als Reduktionsmittel 0,7 g/l (0,0185 Mol)

Gegebenenfalls.kann bei diesem bekannten chemi- ; Natriumboranat zugesetzt. Anschließend wird diese

sehen Bad auf einen Komplexbildner verzichtet werden, Lösung der Nickellösung beigemengt. Der dabei ent-

wenn dafür gesorgt wird, daß das Bad einen pH-Wert 25 stehenden Gesamtlösung werden 10 ecm wäßrige

von rnindestens 3,5 aufweist und als Reduktionsmittel Cystinlösung zugesetzt, die lg/1 Cystin enthält,

ein Aminboran enthält. Danach wird die Gesamtlösung auf 11 aufgefüllt und

Dieses bekannte chemische Bad ist vor allem inso- gefiltert. Die Badtemperatur wird auf etwa 95° C gefern nachteilig, als es eine relativ hohe Unbeständigkeit halten und die Gegenstände mit den katalytisch aufweist. Ein derartiges Bad neigt nämlich zur Wild- 30 wirkenden Oberflächen,, ζ. B. Stahlproben, in das Bad Zersetzung, die sich als eine spontane, unkontrollier- eingebracht. ' '
bare Reduktion der Metallionen zu einem fein ver- Bei einem Oberflächenverhältnis von etwa 2 dm^a/l teilten Metall auswirkt. Infolge dieser Wildzersetzung (katalytisch wirkende Oberfiäche/Badflüssigkeit) wird ist das Verfahren zum Aufbringen von Metallüber- eine Abscheidungsgeschwindigkeit von etwa 10 μηι zügen mittels dieses bekannten Bades verhältnismäßig 35 Nickel-Bor-Legierung pro Stunde erreicht. Da das unwirtschaftlich, da ein recht beträchtlicher Anteil an Bad vorzugsweise kontinuierlich betrieben wird, wer-Reduktionsmitteln und an Metallsalzen nicht zur den Nickelchloridlösung, Reduktionsmittel und Stabili-Bildung von Metallüberzügen Verwendung findet, satorlösung laufend ergänzt. Nach etwa 6 Stunden sondern im Bad ausgeschieden wird. wird das Bad erneut gefiltert. Während einer Betriebs-

Um diesbezüglich Verbesserungen vorzunehmen, ist 40 zeit von etwa 60 Stunden wurde keine Wildzer-

ein wäßriges Bad zur chemischen Abscheidung von Setzung festgestellt.

borhaltigen Metallüberzügen bekannt (deutsche Patent- · ^:.' . ■· ■■
schrift 1 198 167), das einen pH-Wert im Bereich von B e1sp1e1 Z '
3,5 bis etwa 7 aufweist und außer einem Aminboran Bei einem Bad mit gemäß Beispiel 1 gewählter ein wasserlösliches Glykolat enthält. Durch den 45 Zusammensetzung, bei dem kein Stabilisator in Form Zusatz von Glykolat wird die Neigung von Nickel- von Cystin oder Cystinderivaten zugesetzt worden ist, oder Kobaltbädern herabgesetzt, Metall in der Haupt- bildet sich bei einer Badtemperatur von 95° C bereits masse der Lösung abzuscheiden. Dadurch wird die nach einer Betriebszeit von 6 Minuten schwarzes, feinLebensdauer des Bades verlängert und außerdem über verteiltes Nickel. . . ·,.,
die gesamte Lebensdauer des Bades eine glatte Ab- 5° Beispiel 3
scheidung gewährleistet.

Die Erfindung geht einen anderen Weg, um ein Bad Wird in einem Bad gemäß Beispiel 1 das verwendete

zurchemischen Abscheidung von borhaltigen Metall- Nickelchloridhexahydrat durch 30 g/l (0,126 Mol)

Überzügen zu gewinnen, bei dem keine Wildzersetzung Kobaltchloridhexahydrat ersetzt, dann zeigt sich auch

eintritt. Gemäß der Erfindung läßt sich dies bei einem 55 nach 80stündiger' Betriebszeit kein Anzeichen einer

wäßrigen chemischen Bad, das Metallionen sowie eine Wildzersetzung.

Borverbindung als Reduktionsmittel enthält, dadurch Beispiel 4
erreichen, daß dem Bad Cystin oder ein Cystinderivat

als Stabilisator zugesetzt wird. Ein derartiges Bad Wird das in Beispiel 1 verwendete Nickelchloridunterscheidet sich nicht nur im Hinblick auf die Ver- 60 hexahydrat durch 15 g/l (0,062 Mol) Nickelchloridmeidung von Wildzersetzungen in vorteilhafter Weise hexahydrat sowie durch 15 g/l (0,062 Mol) Kobaltvon bekannten chemischen Bädern, sondern ermög- chloridhexahydrat ersetzt, dann zeigt auch ein Bad licht auch das Aufbringen von Metallüberzügen, die mit dieser Zusammensetzung nach SOstündigem Betrieb eine besonders gute Korrosionsbeständigkeit auf- keine spontane Zersetzung.

weisen. Der Gehalt an Cystin oder Cystinderivat ist 65 Die oben aufgeführten Beispiele für Zusummen-

zwcckmäßigcrwcise in Abhängigkeit von der jeweiligen Setzungen des erfindungsgemäßen Bades zeigen, daß

Menge an Badflüssigkeit zu wählen. Als vorteilhaft durch Zusätze von Cystin oder Cystinderivaten eine

hat es sich erwiesen, wenn der Gehalt an Cystin oder Wildzersetzung vermieden ist.

Zum Aufbringen von Metallüberzügen sind nicht nur Gegenstände aus Metall geeignet, sondern es lassen sich auch Gegenstände aus Kunststoff, Graphit, Porzellan, Glas und ähnlichen Werkstoffen nach entsprechender Vorbehandlung chemisch metallisieren. Diese Vorbehandlung kann im Falle von Kunststoffproben beispielsweise darin bestehen, daß die Kunststoffproben mittels Aceton entfettet und danach in einer geeigneten Lösung angebeizt werden. Die gebeizten Teile werden danach in Aceton abgespült und mit Wasser oder nochmals sauberem Aceton gewaschen. Die weitere Behandlung kann im Tauchen in Zinnchloridlösung und im anschließenden Eintauchen in Palladiumchloridlösung bestehen. Dadurch wird eine katalytisch wirkende Oberfläche erzielt, die zum Aufbringen von Metallüberzügen auf chemischem Wege geeignet ist.

Eine andere Art" der Vorbehandlung, um auf Oberflächen von aus Kunststoff, Glas usw. hergestellten Gegenständen katalytisch wirkende Oberflächen herzustellen, besteht darin, daß Chrom, Platin oder Gold im Vakuum auf die Gegenstände aufgedämpft wird. Ein derartiges Verfahren hat sich bei der Herstellung von Metallüberzügen auf Schwingquarzen als vorteilhaft erwiesen.

Durch die Erfindung ist ein chemisches Bad gefunden, bei dem eine Wildzersetzung durch Zugabe von Cystin oder Cystinderivaten weitgehend vermieden ist. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Bades besteht darin, daß sich mit ihm ein Metallüberzug gewinnen läßt, der sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit auszeichnet. Vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Bad darüber hinaus auch insofern, als der in Form von Cystin oder Cystinderivaten verwendete Stabilisator vollkommen ungiftig ist, und zwar in all seinen Verbindungen.

Claims

Patentansprüche:

1. Wäßriges Bad zur chemischen Abscheidung von borhaltigen Nickel- und/oder Kobalt-, Kupfer-, Eisen- oder Zinküberzügen auf Gegenständen mit katalytisch wirkenden Oberflächen mit einem Gehalt an entsprechenden Metallionen, einer Borverbindung als Reduktionsmittel und einer Aminoverbindung als Komplexbildner, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bad Cystin oder Cystinderivat als Stabilisator zugesetzt ist.

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Cystin oder Cystinderivat zwischen 10~⁵ und 10~³ Mol je Liter Badflüssigkeit beträgt.