DE1621301C - Verfahren zum Vernickeln mchtmetalh scher Werkstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vernickeln der Oberflächen nichtmetallischer Werkstoffe, wie es vorzugsweise in der elektrotechnischen und radiotechnischen Industrie sowie im Gerätebau verwendet wird.

Bekannt ist ein Verfahren zum Vernickeln der Oberflächen nichtmetallischer Erzeugnisse durch Aufbringen einer Lösung von Palladiumchlorid auf die zu metallisierende Oberfläche und anschließende Metallisierung der Oberflächen durch chemisches Aufbringen einer Nickel-Phosphor-Legierung (UdSSR-Urheberschein 110 214). Durch dieses Verfahren wird jedoch auf Werkstoffen mit hoher Oberflächengüte, wie auf polierten Gegenständen, kein lückenloser und dauerhafter Überzug erzielt. Auf polierten Oberflächen, z. B. Piezoquarzplatten, entsteht vielmehr ein nicht zusammenhängender Überzug in Form einzelner getrennt liegender Punkte, die eine niedrige Haftung mit dem Träger bewirken. Daher wird meist durch Vakuumaufdampfung eine Metalli- ao sierung mit Silber oder Gold durchgeführt; dies führt jedoch zu Gold- und Silberverlusten, die bis zu 90 °/o betragen können, da auch andere, nicht zu metallisierende Oberflächen überzogen werden.

Nichtmetallische Werkstoffe von .niedriger Oberfiächengüte, d. h. verhältnismäßig rauhe Oberflächen, werden gegenwärtig meist chemisch vernickelt. Andere Metallisierverfahren, wie das Einbrennen von Silber, die Kathodenzerstäubung von Metall, das Schoopsche Metallspritzverfahren, das chemische Versilbern und Verkupfern, sind entweder mit hohen Arbeitstemperatureri verbunden, die die physikalischen Eigenschaften der nichtmetallischen Erzeugnisse ungünstig beeinflussen oder erfordern zusätzliche komplizierte Ausrüstungen und eine längere Arbeitsdauer.

Verschiedentlich wurde versucht, durch Mitverwendung verschiedener Reagenzien und Zusammensetzungen von Lösungen zur Entfettung und Ätzung der Oberflächen einen zusammenhängenden, dauerhaften, chemisch aufgebrachten Nickelüberzug auf nichtmetallischen Werkstoffen mit hoher Oberflächengüte zu erhalten; jedoch brachten diese Maßnahmen nur eine unbedeutende Vergrößerung der überzogenen Oberfläche mit sich. Ferner wurde der Einfluß der Konzentration, Temperatur sowie des pH-Wertes der Palladiumchloridlösung untersucht, in die auch verschiedene Stoffe eingeführt wurden; durch Erhöhung der Konzentration und Temperatur der Palladiumchloridlösung wird zwar die Inkubationszeit der Reaktion verringert, die überzogene Fläche jedoch nur ungenügend vergrößert.

Das Aufbringen einer Zinnchloridlösung bestimmter Zusammensetzung führte unter bestimmten Bedingungen mit anschließendem Aufbringen der Palladiumchloridlösung zwar zu einer wesentlichen Erhöhung des Bedeckungsgrades mit hoher Oberflächengüte und zu einer Verringerung der Inkubationszeit der Reaktion; es gelang aber nicht, einen zusammenhängenden, dauerhaften Überzug von hoher Oberflächengüte zu erhalten.

Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Nachteile. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Entwicklung eines verbilligten und vereinfachten Verfahrens zum vollständigen und dauerhaften Vernickeln von Erzeugnissen aus nichtmetallischen Werkstoffen mit hoher Oberflächengüte, einschließlich polierter Oberflächen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe beim Verfahren zum Vernickeln nichtmetallischer Werkstoffe, deren Oberflächen durch Auftragen zunächst einer salzsauren Lösung von Zinnchlorid und dann einer Palladiumchloridlösung auf die Oberflächen vorbehandelt waren, durch chemische Reduktion eines löslichen Nickelsalzes dadurch gelöst, daß man eine Zinnchloridlösung, die als oberflächenaktive Stoffe ein Gemisch von Polyäthylenglykolestern der Naphthensäuren sowie ein Gemisch von Polyäthylenglykolestern der Oleate von Anhydroxyliten in einer Menge von 0,2 bis 2,0 g/l enthält, anwendet.

Es sind zwar bereits einige Verfahren zum Metallisieren nichtmetallischer Werkstoffe bekannt, bei denen die benutzen Lösungen gewünschtenfalls oberflächenaktive Stoffe enthalten können, und zwar entweder ein nichtionogenes Netzmittel im Vernickelungsbad (USA.-Patentschrift 2430 581) oder ein anionaktives Netzmittel in der beim Vernickeln zum Sensibilisieren der nichtleitenden Oberflächen benutzten Zinnchloridlösung (USA.-Patenschrift 2 956 900) bzw. in den beim Versilbern angewandten Reinigungs-, Sensibilisier- Silber- und/oder Reduktionslösungen (deutsche Patentschrift 851538). Aus diesen nur in Sonderfällen anzuwendenden Zusätzen konnte aber nicht geschlossen werden, daß erstens nichtionogene Netzmittel enthaltende sensibilisierende Zinnchloridbäder beim Vernickeln grundsätzlich besonders geeignet sind und daß zweitens in diesen Fällen die anmeldungsgemäße spezielle Netzmittelkombination überraschende Vorteil bringt. Wie zudem mittels umfangreicher Versuche festgestellt wurde, wirken einzelne Netzmittel bei den verschiedenen Metallisierungsverfahren ganz spezifisch. Einerseits ist es selbstredend nicht gleichgültig, ob das Netzmittel dem Sensibilisier- oder dem eigentlichen Metallisierbad zugesetzt wird. Andererseits ist zwecks Erzielung eines besonderen Effektes im Einzelfall vor allem ausschlaggebend, ob kation- oder anionaktive oder nichtionogene Netzmittel benutzt werden, ob zwischen diesen und den Werkstoffoberflächen feste chemische Verbindungen entstehen oder ob den Oberflächen hydrophile Eigenschaften verliehen werden.

Beispiel

Der zu metallisierende Werkstoff mit einer Oberfläche von hoher Oberflächengüte wird 5 bis 10 min bei einer Temperatur von 18 bis 25° C in eine Lösung von 10 g Zinnchlorid und 40 ml Salzsäure in 11 Wasser getaucht, die als oberflächenaktive Stoffe ein Gemisch von Polyäthylenglykolestern der Naphthensäuren und ein Gemisch von Polyäthylenglykolestern der Oleate von Anhydroxyliten — jeweils in Mengen von 0,5 g/l —· enthält. Dann wird der Werkstoff in eine Lösung von 0,1 bis 0,5 g/l Palladiumchlorid beim pH 3,5 eingebracht. Zum Schluß wird durch chemische Reduktion Nickel aufgebracht. Anschließend kann der vernickelte Werkstoff zwecks Erhöhung der Haftkraft 30 bis 60 min einer Wärmebehandlung bei 350° C ausgesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann selbstverständlich auch zum Vernickeln unpolierter Oberflächen in sauren oder alkalischen Lösungen verwendet werden, die nach entsprechender Ergänzung mehrfach ausgenutzt werden können. Man kann auch weniger konzentrierte Palladiumchloridlösungen verwenden, wodurch der Verbrauch an Palladiumchlorid sowie an mitbenutzten Chemikalien

infolge erhöhter Stabilität dieser Lösungen verringert wird. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß bei einem Qehalt an Malonsäure von 20 g/l in einer sauren Lösung der Zusammensetzung: Nickelchlorid 20 g/l, Natriumhypophosphit 16 g/l und Natriumsuccinat 15 g/l beim pH 4,5 bis 5,5 sowie 88° C die Stabilität der Lösung in bezug auf die Pallidiumsalze zunimmt. Durch mehrfache Ausnutzung der sauren Lösung nach Ergänzen der Hauptbestandteile bleibt die mittere Überzugsgeschwindigkeit fast gleich. Eine Erhöhung des Gehaltes an Phosphit bis auf 100 g/l beeinflußt nicht den Phosphorgehalt des Überzugs, so daß ein Überzug gleicher Zusammensetzung erhalten wird.

Erfindungsgemäß können polierte und unpolierte nichtmetallische Werkstoffe, wie Piezoquarzplatten, Ultraporzellan und Keramikerzeugnisse, die bisher in der Regel vergoldet oder versilbert wurden, auf chemischem Wege vernicktelt werden. Es zeigte sich, daß eine Reihe von Erzeugnissen, z. B. Quarzresonatoren und Kondensatoren, die nichtmetallische Werkstoffe enthalten, nach dem chemischen Vernickeln den gestellten Anforderungen voll entsprachen; man erhielt Überzüge hoher Qualität mit guter Haftung auf rauher sowie auch auf polierter Oberfläche. Es ist dabei möglich, die vernickelten Oberflächen mit Blei-, Zinn- und anderen Loten unmittelbar zu verzinnen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   ίο Verfahren zum Vernickeln nichtmetallischer

   Werkstoffe, deren Oberfläche zunächst mit einer salzsauren Zinnchloridlösung und dann mit einer Palladiumchloridlösung vorbehandelt war, durch chemische Reduktion eines löslichen Nickelsalzes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zinnchloridlösung, die als oberflächenaktive Stoffe ein Gemisch von Polyathylenglykolestern der Naphthensäuren und ein Gemisch von Polyathylenglykolestern der Oleate der Anhydroxylite in einer Menge von 0,2 bis 2,0 g/l enthält, angewendet wird.