DE1936391B2 - Wasserloesliches praeparat zur herstellung eines waessrigen bades fuer die stromlose vernickelung - Google Patents
Wasserloesliches praeparat zur herstellung eines waessrigen bades fuer die stromlose vernickelungInfo
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Description
Ni2+ + 2H2PO2- -f 2HaO 2H2PO3" + H2 + 2H+ + Ni°
Ni2+ + (1 + x) H2PO2- + (1 + x) H8O (1 + x) H2PO3- + 2K+ + χ H2 + Ni0
Ni2+ + (1 + x) H2PO2- + (1 + x) H8O (1 + x) H2PO3- + 2K+ + χ H2 + Ni0
Somit erfolgt bei der stromlosen Vernickelung eine bildner nicht in der Lage, die vorzeitige und uner-
Reduktion der Nickel-Ionen und die katalytische Oxy- wünschte Ausfällung des Nickelphosphits selbst bei
dation der Hypophosphit-lonen zu den entsprechenden verhältnismäßig niedrigen Konzentrationen der Phos-
Phosphit-Ionen. Bei der praktischen Anwendung dieses phit-Ionen zu verhindern. Viele chelatisierende Mittel,
Verfahrens unter Verwendung eines konventionellen 40 wie z. B. organische Hydroxysäuren, haben sich als
Bades zur stromlosen Vernickelung, das aus einer Badzusatz für die Praxis als nicht geeignet erwiesen, da
wäßrigen Lösung eines löslichen Nickelsalzes, wie sie die Abscheidungsgeschwindigkeit des metallischen
z. B. Nickelsulfat-Hexahydrat, und eines Hypophos- Nickels zu sehr beeinträchtigen. So wurde z. B. be-
phits, wie z. B. Natriumphosphit-Monohydrat, be- richtet, daß Weinsäure, Apfelsäure und Gluconsäure
steht, steigt in diesem mit fortschreitender Oxydation 45 nicht brauchbar sind, da sich bei ihrer Anwesenheit
der Hypophosphit-lonen die Phosphit-Konzentration nur verschwindend geringe Nickelmengen zur Ab-
immer mehr an, bis die Löslichkeitsgrenze des Nickel- scheidung bringen lassen. Durch Anwendung von so-
phosphits erreicht ist, worauf eine Ausfällung von genannten Beschleunigern, das sind bestimmte An-
Nickelphosphit einsetzt. Diese Erscheinung ist das ionen wie lösliche Fluoride oder die Anionen der kurz-
Hauptproblem, das sich in Verbindung mit der An- 50 kettigen aliphatischen Dicarbonsäuren, läßt sich, wie
wendung von Plattierungsbädern für die stromlose gefunden wurde, auch in Gegenwart von chelatisieren-
Vernickelung ergibt, da die Ausfällung von Nickel- den Mitteln die Geschwindigkeit der Nickelabschei-
phosphit zur spontanen Zersetzung des Bades in der dung erhöhen.
Umgebung der anfänglich gebildeten Ausfällung führt. Es wurden auch bereits Aminocarboxylverbindungen
Um die Ausfällung von Nickelphosphit herabzu- 55 als Komplexbildner vorgeschlagen, insbesondere Versetzen
oder ganz zu unterbinden, ist die Anwendung bindungen der allgemeinen Formel
von verschiedenen ausgewählten komplexbildenden
von verschiedenen ausgewählten komplexbildenden
oder chelatisierenden Mitteln zur Maskierung des X — R — Y
Nickels vorgeschlagen worden. Die Auswahl geeigneter
Nickels vorgeschlagen worden. Die Auswahl geeigneter
chelatisierender Mittel hat jedoch erhebliche Probleme 60 worin R einen aliphatischen Rest, X einen der Reste
aufgeworfen, da die Stabilität der gebildeten Nickel- — COOH, — NH2 oder — OH und Y einen der Reste
komplexe weder zu groß noch zu klein sein darf, wenn — OH, = O oder — NH2 bedeutet. Jedoch ist die
die Regulierung der Nickelphosphit-Ausfällung prak- komplexe Bindung der Nickelkationen in den die betisch
und wirksam sein soll. Einerseits ergibt sich, kannten Aminocarboxylverbindungen enthaltenden
wenn der Nickelkomplex zu stabil ist, nur ein spar- 65 Vernickelungsbädern so stark, daß die normale Plattielicher
oder auch gar kein Niederschlag von metalli- rungsreaktion auf eine außerordentlich gelinge Verschem
Nickel, und wenn andererseits die Stabilität des nickelungsgeschwindigkeit verlangsamt wird. Das
Nickelkomplexes zu gering ist, so ist der Komplex- heißt, daß diese Plattierungsbäder nur in dem Maß
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bruiichbar werden, in clem die Aktivität der Hypo. Bevorzugt wird ferner, daß das Präparat nach dem
phosphilionen durch die Anwendung von Bosohleu- Auflösen in einem bestimmten Wasservolumen eine
nigern gesteigert werden kann, wäßrige Lösung ergibt mit einer Nickel-Ionen-Konzen··
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, trillion im Bereich zwischen 0,079 und 0,189 Mol/l,
Bilder zur stromlosen Vernickelung zu schaffen, die 5 einer Hypophosphit-Ionen-Konzentration im Bereich
ein komplexbildendes oder chelatisierendes Mittel ent- zwischen 0,132 und 0,297 Mol/l, einem Molverhältnis
halten, das die Ausfällung von Nickelphosph.it wirk- von Hypophosphit-ionen zu Nickel-Ionen von unge-
sam verhindert oder herabsetzt, ohne zugleich die fähr 0,6 und einer Glutamat-Ionen-Konzentration, die
Geschwindigkeit der Nickelabscheidung zu sehr zu mindestens doppelt so hoch ist wie die Konzentration
beeinträchtigen oder die Lebensdauer des Bades er- io der Nickel-Ionen, wobei der pH-Wert der wäßrigen
heblich zu verringern. Lösung im Bereich zwischen 4,0 und 9,0 liegt.
Es wurde nun gefunden, daß Glutaminsäure und ihre Diese Konzentrationen können bis zu einem gewasserlöslichen
Salze hochwirksame chelatisicrende wissen Grad variiert werden, ohne daß dadurch der
oder komplexbildende Mittel in stromlosen Vernicke- Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird,
lungsbädern sind und diesen eine ausgezeichnete Stabi- 15 Optimale Ergebnisse werden dann erreicht, wenn die
lität verleihen, ohne die Geschwindigkeit der Nickel- Konzentration der Nickel-Ionen bei ungefähr
abscheidung ungünstig zu beeinflussen. Ein Zusatz von 0,119 Mol/l und vorteilhafterweise zwischen 0,0935
Glutaminsäure oder eines wasserlöslichen Salzes dieser und 0,153 Mol/l gehalten und der pH-Wert des Bades
Säure verhindert oder reduziert die Bildung und Aus- ziemlich konstant auf einen Wert von ungefähr 4,5 bis
fällung von Nickelphosphit sehr wesentlich, so daß 20 4,7 eingestellt wird. Für die Einstellung bzw. NachBäder,
die mit einem solchen Zusatz versehen sind, regulierung des pH-Wertes des in Betrieb befindlichen
längere Standzeiten haben, bis eine Zersetzung erfolgt, Bades werden Säuren, wie etwa Schwefelsäure, und
als die bis jetzt zur Verfugung stehenden Bäder. alkalische Materialien, wie etwa Ammoniumhydroxyd,
Gemäß der Erfindung wird daher ein wasserlösliches Natriumcarbonat usw., verwendet.
Präparat zur Herstellung eines wäßrigen Bades für die 25 Während der Nickelabscheidung wird die Tempe-
stromlose Vernickelung bzw. ein wäßriges Plattie- ratur des Bades vorteilhaft zwischen ungefähr 79 und
rungsbad, enthaltend ein Nickelsalz, ein Hypophosphit ungefähr 85°C gehalten. Auf Wunsch kann die Bad-
und eine Aminocarboxylverbindung als Komplexbild- temperatur jedoch im Bereich zwischen ungefähr 770C
ner bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß und bis nahe an die Siedetemperatur der Flüssigkeit
die Aminocarboxylverbindung Glutaminsäure oder 30 variiert werden. Die höheren Temperaturen dieses Be-
eines ihrer wasserlöslichen Salze ist. reiches sind jedoch weniger erwünscht, da das Bad
Dieses erfindungsgemäße Bad ist außerordentlich dann leichter zur Selbstzersetzung neigt,
stabil und kann lange Zeit benutzt werden, ohne daß es Während bei Verwendung eines Bades, das nur ein sich zersetzt oder versagt. Ein weiterer Vorteil besteht lösliches Nickelsalz, ein lösliches Hypophosphit und darin, daß ein derartiges Bad eine ausreichende Nickel» 35 eine lösliche Verbindung der Glutaminsäure enthält, Plattierungsgeschwindigkeit erzielt und Nickelplattie- die Bildung und die Ausfällung von Nickelphosphit rungen von guter Qualität ergibt. Dieses Bad kann wesentlich herabgesetzt und eine brauchbare Plattieferner bequem in trockener, wasserfreier Form bereit- rungsgeschwindigkeit erzielt wird, kann die Abscheigehalten und durch Zusatz von Wasser in die aktive, dungsgeschwindigkeit durch Zusatz von Beschleuanwendungsbereite Form gebracht werden. Die Erfin- 40 nigern noch weiter gesteigert weiden. Erfindungsdung bezieht sich auch auf die Verwendung des Plattie- gemäß wird daher bevorzugt, daß das Bad einen Zurungsbades für die stromlose Vernickelung eines satz von Bernsteinsäure oder eines wasserlöslichen Gegenstands. Salzes der Bernsteinsäure erhält. Die Bernsteinsäure
stabil und kann lange Zeit benutzt werden, ohne daß es Während bei Verwendung eines Bades, das nur ein sich zersetzt oder versagt. Ein weiterer Vorteil besteht lösliches Nickelsalz, ein lösliches Hypophosphit und darin, daß ein derartiges Bad eine ausreichende Nickel» 35 eine lösliche Verbindung der Glutaminsäure enthält, Plattierungsgeschwindigkeit erzielt und Nickelplattie- die Bildung und die Ausfällung von Nickelphosphit rungen von guter Qualität ergibt. Dieses Bad kann wesentlich herabgesetzt und eine brauchbare Plattieferner bequem in trockener, wasserfreier Form bereit- rungsgeschwindigkeit erzielt wird, kann die Abscheigehalten und durch Zusatz von Wasser in die aktive, dungsgeschwindigkeit durch Zusatz von Beschleuanwendungsbereite Form gebracht werden. Die Erfin- 40 nigern noch weiter gesteigert weiden. Erfindungsdung bezieht sich auch auf die Verwendung des Plattie- gemäß wird daher bevorzugt, daß das Bad einen Zurungsbades für die stromlose Vernickelung eines satz von Bernsteinsäure oder eines wasserlöslichen Gegenstands. Salzes der Bernsteinsäure erhält. Die Bernsteinsäure
Bei der praktischen Anwendung der Erfindung oder ihre Salze sind als Beschleuniger wirksam, welche
können Glutaminsäure oder eines ihrer wasserlöslichen 45 die Geschwindigkeit der Nickelabscheidung durch
Salze verwendet werden, um das Bad mit einem Gehalt Aktivierung des Hypophosphit-Ions steigern. Wenn das
an Glutamat-Ionen zu versehen. Geeignete derartige erfindungsgemäße stromlose Vernickelungsbad einen
Verbindungen sind: Monoammoniumglutamat, Alkali- Zusatz von Succinat-Ionen erhalten soll, so wird deren
salze der Glutaminsäure, wie z. B. Mononatrium- Konzentration vorzugsweise mindestens doppelt so
glutamat oder Monokaliumglutamat, und Erdalkali- 50 hoch wie die der Nickel-Ionen eingestellt,
salze der Glutaminsäure, wie z. B. Calciumglutamat. Ein anderer Beschleuniger, der für die erfindungs-Mononatriumglutamat-Monohydrat wird bevorzugt gemäßen Bäder entweder zusammen mit einer lösangewandt, da diese Verbindung leicht erhältlich und liehen Verbindung der Bernsteinsäure oder an deren für die Anwendung in stromlosen Vernickelungsbädern Stelle zur Wahl steht, ist ein Rhodanid, wie z. B. wirtschaftlich ist. 55 Ammoniumrhodanid, oder ein Alkalirhodanid wie
salze der Glutaminsäure, wie z. B. Calciumglutamat. Ein anderer Beschleuniger, der für die erfindungs-Mononatriumglutamat-Monohydrat wird bevorzugt gemäßen Bäder entweder zusammen mit einer lösangewandt, da diese Verbindung leicht erhältlich und liehen Verbindung der Bernsteinsäure oder an deren für die Anwendung in stromlosen Vernickelungsbädern Stelle zur Wahl steht, ist ein Rhodanid, wie z. B. wirtschaftlich ist. 55 Ammoniumrhodanid, oder ein Alkalirhodanid wie
Das wasserlösliche Nickelsalz, das für das erfin- Natriumrhodanid oder Kaliumrhodanid. Ammoniumdungsgemäße
Nickelbad verwendet wird, kann eines rhodanid wird bevorzugt verwendet; seine Konzender
verschiedenen Nickelsalze sein, wie sie in der tration als Badzusatz wird vorzugsweise zwischen 0,3
Plattierungstechnik verwendet werden, wie z. B. und 0,6 Teilen pro Million, besonders vorteilhaft bei
Nickelsulfat-Hexahydrat, Nickelchlorid, Nickelbromid 60 0,45 Teilen pro Million gehalten. Bei einer Konzen-
oder Nickelacetat, wobei Nickelsulfat-Hexahydrat be- tration von 0,45 Teilen pro Million ergibt sich z. B.
vorzugt ist. eine Verdoppelung der Plattierungsgeschwindigkeit.
Ähnlich können auch verschiedene der bekannten Bei Konzentrationen unter ungefähr 0,3 Teilen pro
wasserlöslichen Hypophosphite verwendet werden, Million hat das Ammoniumrhodanid jedoch nur einen
wie das Natiiumhypophosphit, das Lithiumhypophos- 65 geringen oder keinen beschleunigenden Effekt, und bei
phit, das Bariumhypophosphit und das Magnesium- Konzentrationen über ungefähr 0,6 Teilen pro Million
hypophosphit, wobei das Natriumhypophosphit-Mo- verhindert es die Plattierung. Die Anwendung von
nohydrat bevorzugt ist. Natrium- oder Kaliumrhodanid ist weniger erwünscht,
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da diese Verbindungen dazu neigen, bei wiederholten 150 g/l Nickelsulfal-Hexahydrat oder ein nndeies lös-Zugaben
zum Nachschiirfen des Bades die Plattierung liches Nickelsalz und 105 g/l Mononatmimglutamaizu
hemmen. Andrerseils scheint sieh das Ammonium- Monohydrut oder ein anderes lösliches Glutamat entrhodanid
im Bad nicht zu akkumulieren, wenn beim hält. Der pH-Wert der Nachschärflösung wird durch
Nachschliffen des Bades, wie weiter unten beschrieben, 5 Zusatz eines alkalischen Materials, wie z, B. die obenweitere
Mengen davon dem Bad zugesetzt werden. erwähnte Mischung von Wasser und Ammoniurn-
Die eriindurigsgemäßen Bäder können des weiteren hydroxid, vorzugsweise auf einr-n Wert im Bereich
auch Zusätze von anderen wahlweise einzusetzenden zwischen 6,5 und 7,0, eingestellt. Die Wasserstoff-
Komponentetii, wie sie in der Fachwelt bekannt sind, Ionen-Konzentration im Bad neigt während des Plat-
erhalten, sofern dies gewünscht ist. So kann z. B. ein io tierungsvorganges zum Ansteigen. Diesem Anstieg der
Stabilisator wie etwa Thioharnstoff zugesetzt werden, Wasserstoff-Ionen-Konzentration wirkt der verhältnis-
iim der Zersetzung des Bades noch weiter entgegenzu- mäßig hohe pH-Wert der Nachschärflösung entgegen,
wirken, oder ein Netzmittel, wie z. B. bestimmte sulfo- so daß der pH-Wert des Bades im gewünschten Bereich
nierle Materialien, um die Benetzung der Teile durch zwischen 4,5 und 4,7 gehalten wird. Der pH-Wert des
die Badflüssigkeit zu begünstigen, die in dieser Flüssig- 15 Bades kann während des Betriebes selbstverständlich
keit plattiert werden sollen. auch unabhängig vom Nachschärfen, z. B. durch Zu-
Bei der praktischen Anwendung des erfindungsge- satz eines alkalischen Materials, korrigiert werden,
mäßen Verfahrens wild das zu vernickelnde Substrat wenn das Bad mit zunehmendem Nickelverbrauch zu
oder die Ware unter Anwendung der üblichen Vorbe- sauer wird, oder durch Zusatz einer Säure, wie etwa
handlungsverfahren, wie sie auch in Verbindung mit 20 einer 1: 2-Mischung von Wasser und konzentrierter
den üblichen Elektroplatlierungsverfahren benutzt Schwefelsäure, wieder erniedrigt werden, wenn er über
werden, für die Plattierung vorbereitet, d. h., die Ware den gewünschten Bereich ansteigt,
wird mechanisch gereinigt, entfettet, dekapiert usw. Die Konzentration der Nickel-Ionen im Bad wird Jedes katalysierende Material, von dem in Fachkreisen mit fortschreitender Plattierung in regelmäßigen Zeitbekannt ist, daß es stromlos vernickelt werden kann, 25 abständen nach konventionellen, in der Fachwelt beläßt sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kannten Methoden überprüft. Nach den Ergebnissen plattieren. Beispiele für derartige Materialien sind dieser Überprüfung richtet sich der Zusatz der Nachunter anderem Kupfer, Eisen, Kobalt, Nicke!, Palla- Schärflösung zusammen mit einer zusätzlichen Menge dium, Platin, Silber, Gold, Aluminium, Bor usw. Die einer Hypophosphit-Lösung, z. B. Nalriumhypophos-Ware oder das Substrat, das plattiert werden soll, kann 30 phit, die, wie schon weiter oben erwähnt, als Redukauch aus einem Kunststoff material bestehen, das mit tionsmittel für die Nickel-Ionen wirksam wird. Diese einem Überzug oder Oberflächenfilm aus einem akti- Hypophosphit-Lösung enthält vorzugsweise z. B. vierenden oder katalysierenden Material, wie z. B. 570 g/l Natriumhypophosphit. Bei der bevorzugten Palladium, versehen ist. praktischen Ausführungsform der Erfindung wird ein
wird mechanisch gereinigt, entfettet, dekapiert usw. Die Konzentration der Nickel-Ionen im Bad wird Jedes katalysierende Material, von dem in Fachkreisen mit fortschreitender Plattierung in regelmäßigen Zeitbekannt ist, daß es stromlos vernickelt werden kann, 25 abständen nach konventionellen, in der Fachwelt beläßt sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kannten Methoden überprüft. Nach den Ergebnissen plattieren. Beispiele für derartige Materialien sind dieser Überprüfung richtet sich der Zusatz der Nachunter anderem Kupfer, Eisen, Kobalt, Nicke!, Palla- Schärflösung zusammen mit einer zusätzlichen Menge dium, Platin, Silber, Gold, Aluminium, Bor usw. Die einer Hypophosphit-Lösung, z. B. Nalriumhypophos-Ware oder das Substrat, das plattiert werden soll, kann 30 phit, die, wie schon weiter oben erwähnt, als Redukauch aus einem Kunststoff material bestehen, das mit tionsmittel für die Nickel-Ionen wirksam wird. Diese einem Überzug oder Oberflächenfilm aus einem akti- Hypophosphit-Lösung enthält vorzugsweise z. B. vierenden oder katalysierenden Material, wie z. B. 570 g/l Natriumhypophosphit. Bei der bevorzugten Palladium, versehen ist. praktischen Ausführungsform der Erfindung wird ein
Zur Plattierung nach dem erfindungsgemäßen Ver- 35 Teil einer derartigen Hypophosphitlösung mit sechs
fahren wird das Substrat oder die Ware in einer geeig- Teiler, der oben angegebenen Nachschärflösung ver-
neten Volumenmenge der Badflüssigkeit untergetaucht, mischt, worauf die so erhaltene Mischung, die 29,0 g/l
die sich in einem Behälter befindet, z. B. in einem Be- Nickel (0,493 Mol/l) und 80,0 g/l Natriumhypophos-
hälter aus korrosionsbeständigem Stahl, der mit Poly- phit enthält, dem Bad zugesetzt wird. Mit den Zu-
propylen ausgekleidet und mit einem Dampf- oder 40 Sätzen der Mischung aus der Nachschärflösung und der
Heißwassermantel versehen ist, damit dem Bad die Hypophosphitlösung zur Ergänzung der für das
erforderliche Wärme zugeführt werden kann. Das Plattieren verbrauchten Nickel- und Hypophosphit-
frische Bad enthält eine solche Menge eines löslichen Ionen erhöht sich die Konzentration der Glutamat-
Nickelsalzes, wie sie für eine Konzentration der Nickel- Ionen im Bad in entsprechender Weise, wodurch die
Ionen innerhalb des weiter oben angegebenen Bereiches 45 Plattiert]ngsgeschwindigkeit jedoch nicht beeinflußt
notwendig ist, eine solche Menge eines löslichen Hypo- oder herabgesetzt wird. Durch die Glutamat-Ionen
phosphits, daß sich eine Hypophosphit-Ionen-Konzen- wird nicht nur die Bildung und Ausfällung des Nickel-
tralion ergibt, die im oben angegebenen Bereich liegt, phosphits in sehr wirksamer Weise kontrolliert, sie
und eine solche Menge an Glutaminsäure oder an vermeiden vielmehr auch die Ausfällung von Nickel-
einem löslichen Salz dieser Säure, daß die Konzen- 50 succinat, die sonst ebenfalls erfolgen würde, wenn das
tration der Glutamat-Ionen im Bad mindestens dop- Bad einen Zusatz von Bernsteinsäure oder von einem
pelt so hoch ist wie die der Nickel-Ionen. Der pH-Wert Salz dieser Säure enthält.
des Bades wird durch Zusatz entsprechender Mengen In der Praxis hat sich gezeigt, daß bei den erfineines
geeigneten alkalischen Materials, wie etwa einer dungsgemäßen Bädern und bei dem erfindungsge-1:1-Mischung
von Wasser und einer 28prozentigen 55 mäßen Verfahren die Bildung und Ausfällung von
Ammoniumhydroxid-Lösung, auf einen Wert von un- Nickelphosphit beträchtlich herabgesetzt sind, daß die
gefähr 4,5 bis 4,7 eingestellt, und das Bad wird auf die Stabilität und die Standzeit der Bäder erheblich gegewünschte
Temperatur von z. B. 790C erhitzt. Wenn steigert sind und daß sich Nickelplattierungen von
die Plattierung einsetzt, wird die Entwicklung und das gutem Glanz, guter Haftung und guter Duktilität er-Aufsteigen
von Wasserstoff-Gasbläschen beobachtet. 60 geben. In bezug auf die Standzeiten der Bäder wurde
Mit fortschreitender Plattierung und Abscheidung gefunden, daß die erfindungsgemäßen Bäder 15- bis
des Nickels auf dem aktivierten Substrat verarmt das 20mal nachgeschärft werden können (was einem Ein-
Bad an Nickel und muß infolgedessen von Zeit zu Zeit satz bei 15 bis 20 Zyklen entspricht), ohne daß eine
nachgesichärft werden, um die Konzentration der Zersetzung oder ein Versagen eintritt, während die
Nickel-Ionen auf einem Wert im oben angegebenen 65 Bäder der früheren Art sich im allgemeinen nach
Bereich und vorzugsweise zwischen ungefähr 0,102 und nur sieben bis acht Nachschärfungen zu zersetzen be-
0,118 Mol/l (6,0 bis 7,0 g/l) zu halten. Dies wird durch gannen.
Zusatz einer Nachschärflösung erreicht, die z. B. Die erfindungsgemäßen Bäder können auch in
trockener oder wasserfreier Form zusammengesetzt werden, so daß sie durch Zugabe einer entsprechenden
Wassermenge zu einem wäßrigen Bad angemacht oder aktiviert werden können. Zu diesem Zweck wird zunächst
ein wäßriges Bad hergestellt, das ein lösliches Nickelsalz, ein lösliches Hypophosphit und eine lösliche
Glutaminsäureverbindung zusammen mit irgendwelchen anderen wahlweisen Komponenten der weiter
oben beschriebenen Art enthält. Diese wäßrige Lösung wird dann z. B. mittels eines konventionellen Sprühtrocknungsverfahiens
bei einer Tempeiatur, die 1000C
nicht übersteigt, wasserfrei gemacht, so daß man das Bad in Form eines Pulvers erhält. Aus Wunsch kann
dieses Pulver dann zu Tabletten oder Pellets gepreßt oder in wasserunlösliche Plastikbeutel abgefüllt werden,
wobei jede dieser Formen der Mischung die Komponenten des Bades im richtigen Mischungsverhältnis
enthält. Werden diese Präparate in einem entsprechenden Wasservolumen aufgelöst, so erhält man auf einfache
und bequeme Weise das wäßrige Plattierungsbad, das die vorgesehenen Komponenten in der gewünschten
Konzentration enthält. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Bestandteile des Bades in trockener
Form miteinander zu vermischen; aus dieser Mischung kann dann das Bad durch Zugabe der erfordei liehen
Wassermenge und durch Einstellung des pH-Wertes hergestellt werden.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
Es wurde ein wäßriges Bad entsprechend der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
Bestandteil
Nickelsulfat-Hexahydrat
Mononatriumglutamat-Monohydrat
Natriumhypophosphit-Monohydrat
Natriumhypophosphit-Monohydrat
Konzentration
31,6 g/l
60,0 g/l
21,0 g/l
60,0 g/l
21,0 g/l
40
Dieses Bad enthielt somit 0,119 Mol/l Nickel-Ionen, 0,321 Mol/l Glutamat-Ionen und 0,198 Mol/l Hypophosphit-Ionen.
Der pH-Wert des Bades wurde mit einer 1: 1-Mischung von Ammoniumhydroxyd (20prozentige
Lösung) und Wasser auf 4,6 eingestellt.
In dem Bad, das auf einer Temperatur von ungefähr 790C gehalten wurde, wurde eine Flußstahlprobe
untergetaucht. Es wurde gefunden, daß sich das Nickel auf dem Stahl mit einer Plattierungsgeschwindigkeit
von ungefähr 8,9 μ/h abschied.
Von Zeit zu Zeit, entsprechend dem jeweiligen Bedarf, wurde das Bad durch Zusatz einer Mischung von
sechs Teilen einer Lösung, die im Liter 150 g Nickelsulfat-Hexahydrat und 105 g Mononatriumglutamat-Monohydrat
(diese Lösung hatte einen pH-Wert von ungefähr 6,8) enthielt, und einem Teil einer Lösung,
die 570 g/l Natriumhypophosphit-Monohydrat enthielt, nachgeschärft. Durch regelmäßige Zusätze dieser
Nachschärfmischung wurde die Nickelkonzentration im Bad bei ungefähr 0,110 Mol/l gehalten.
Es wurde gefunden, daß das Bad für mindestens 15 Zyklen in Betrieb belassen werden konnte (15maliges
Wiedereinstellen der ursprünglichen Nickelkon-
zentration durch Zugabe der Nachschärflösung), bevor eine Zersetzung eintrat.
Es wurde ein wäßriges Bad entsprechend der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
Bestandteil
Nickelsulfat-Hexahydrat
Mononatriumglutamat-Monohydrat
Natriumhypophosphit-Monohydrat
Natriumhypophosphit-Monohydrat
Bernsteinsäure
Ammoniumrhodanid
Konzentration
31,6 g/l
60,0 g/l
21,0 g/l
30,0 g/l
0,120 g/l
60,0 g/l
21,0 g/l
30,0 g/l
0,120 g/l
Dieses Bad enthielt somit 0,119 Mol/l Nickel-Ionen, 0,321 Mol/l Glutamat-Ionen, 0,198 Mol/l Hypophosphit-Ionen,
0,252 Mol/l Succinat-Ionen und 0,45 Teile pro Million Ammoniumrhodanid. Der pH-Wert des
Bades wurde wie im Beispiel 1 auf 4,6 eingestellt.
Die Probeplattierungen wurden wie im Beispiel 1 vorgenommen, wobei das Bad auf einer Temperatur
von ungefähr 79° C und auf einem pH-Wert von ungefähr 4,6 gehalten wurde. Auch die Nachschärfmischung
vom Beispiel 1 wurde in regelmäßigen Zeitabständen hinzugegeben, wie dies erforderlich war, um die Nickel-Ionen-Konzentration
im Bad bei ungefähr 0,119 Mol/I zu halten.
Es wurde gefunden, daß sich das Nickel auf dem Stahl mit einer Plattierungsgeschwindigkeit von ungefähr
15,2 μ/h abschied und daß das Bad für 20 Zyklen in Betrieb gehalten werden konnte, bevor eine Zersetzung
eintrat. Die erzielte Plattierung war, was den Glanz, die Haftung und die Duktilität anbetrifft, von
guter Qualität.
Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei in diesem Fall aber der pH-Wert des Bades wählend der Nickelabscheidung
bei 7,0 gehalten wurde. Durch diese veränderte Bedingung wurde die Plattierungsgeschwindigkeit
auf ungefähr 25,4 μ/h erhöht.
Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei in diesem Fall aber der pH-Wert des Bades während der Nickelabscheidung
bei 9,0 gehalten wurde. Durch diese veränderte Bedingung wurde die Plattierungsgeschwindigkeit
noch weiter auf ungefähr 38,1 μ/h erhöht.
Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei in diesem Fall eine Badtempeiatur von ungefähr 85° C und ein
pH-Wert von 4,6 eingehalten wurden. Die Plattierungsgeschwindigkeit ergab sich unter diesen Bedingungen
zu ungefähr 19,1 μ/h.
Die Bedingungen, die im Beispiel 2 angewandt wurden, werden aber insofern bevorzugt, als die Qualität
der Plattierung, was den Glanz, die Haftung und die Duktilität betrifft, unter diesen Voraussetzungen besonders
gut ist. Doch geben auch die bei den anderen Beispielen angewandten Bedingungen noch Plattierungen
von brauchbarer Qualität.
209525/465
Claims (5)
1. Wasserlösliches Präparat zur Herstellung eines tration der Succinat-Ionen in der wäßrigen Lösung
wäßrigen Bades für die stromlose Vernickelung, 5 mindestens doppelt so hoch ist wie die Konzenenthallend
ein Nickelsalz, ein Hypophosphit und tration der Nickel-Ionen und/oder daß es zusätzlich
eine Aminocarboxylverbindung als Komplexbild- Ammoniumrhodanid enthält und daß der Ammoner,
dadurch gekennzeichnet, daß niumrhodanid-Gehalt der wäßrigen Liisung zwidie
Aminocarboxylverbindung Glutaminsäure oder sehen 0,3 und 0,6 Teilen pro Million liegt.
eines ihrer wasserlöslichen Salze ist. iq 5. Plattierungsbad für die stromlose Vernicke-
2. Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekenn- lung, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer
zeichnet, daß das Nickelsalz Nickelsulfat-Hexa- wäßrigen Lösung des Präparats gemäß den Anhydrat,
das Hypophosphit Natriumhypophosphit- Sprüchen 1 bis 4 besteht.
Monohydrat und die Glutaminsäure-Verbindung
Mononatriumglutamat-Monohydrat ist. 15 ______
3. Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es nach dem Auflösen in einem bestimmten
Wasservolumen eine wäßrige Lösung er- Die Erfindung betrifft ein wasserlösliches Präparat
gibt mit einer Nickel-Ionen-Konzentration im Be- zur Herstellung eines Bades für die stromlose Verreich
zwischen 0,079 und 0,189 Mol/l, einer Hypo- 20 nickelung bzw. ein Plattierungsbad, welches ein Nickelphosphit-Ionen-Konzentration
im Bereich zwi- salz, ein Hypophosphit und eine Aminocarboxylverschen 0,132 und 0,297 Mol/l, einem Molverhältnis bindung als Komplexbildner enthält, sowie die Vervon
Hypophosphit-lonen zu Nickel-Ionen von un- Wendung des Bades.
gefähr 0,6 und einer Glutamat-Ionen-Konzen- Bekanntlich wird die chemische oder stromlose
tration, die mindestens doppelt so hoch ist wie die 25 Nickelplattierung schon seit einigen Jahren praktiziert;
Konzentration der Nickel-Ionen, wobei der pH- sie beruht auf der katalysierten Reduktion von Nickel-Wert
der wäßrigen Lösung im Bereich zwischen Ionen durch Hypophosphit-lonen in Gegenwart von
4,0 und 9,0 liegt.
Wasser gemäß den folgenden Gleichungen:
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---|---|---|---|
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US74816368 | 1968-07-29 |
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Also Published As
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