DE2202777B2 - Process for producing a bath for the electroless deposition of nickel and nickel alloys and its use - Google Patents
Process for producing a bath for the electroless deposition of nickel and nickel alloys and its useInfo
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- DE2202777B2 DE2202777B2 DE19722202777 DE2202777A DE2202777B2 DE 2202777 B2 DE2202777 B2 DE 2202777B2 DE 19722202777 DE19722202777 DE 19722202777 DE 2202777 A DE2202777 A DE 2202777A DE 2202777 B2 DE2202777 B2 DE 2202777B2
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bades zur stromlosen Abscheidung von Nickel und Nickellegierungen mit meinem Gehalt an Nickelionen, Alkoholat, Hypophosphit, Pufferungsmittel und Ammoniumhydroxid, sowie seine Verwendung.The invention relates to a method for producing a bath for the electroless deposition of nickel and nickel alloys with my content of nickel ions, alcoholate, hypophosphite, buffering agents and Ammonium hydroxide, as well as its uses.
Bäder mit einem Gehalt an Hypophosphitionen wurden zur stromlosen Abscheidung gleichförmiger, durch Phosphor verfestigter Nickelüberzüge verwendet. Bei den bisher bekannten Bädern treten praktisch verwertbare Niederschlagsgeschwindigkeiten jedoch erst bei erhöhter Temperatur, z.B. über 65"C, auf. Hierbei kann der Fall eintreten, daß bei verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Unterlage und des Oberzugs dieser sich bei dem nach dem Aufbringen erfolgenden Abkühlen von der Unterlage löst Eine Abscheidung bei Zimmertemperatur wurde bisher allerdings kaum durchgeführt wegen der geringen Niederschlagsgeschwindigkeit, der Ungleichmäßigkeit des Niederschlags, der ungenügenden Ausnutzung der Materialien sowie weiterer Nachteile, die bei einer Abscheidung bei erhöhter Tempertur nicht auftreten.Baths containing hypophosphite ions have been made more uniform for electroless deposition, Nickel coatings strengthened by phosphorus are used. In the previously known baths come in handy Usable precipitation rates, however, only at elevated temperatures, e.g. above 65 "C. The case here may arise that with different coefficients of thermal expansion of the base and the coating of this is removed from the base during the cooling that takes place after the application solves A deposition at room temperature has so far hardly been carried out because of the low precipitation rate, the unevenness of the precipitation, the insufficient use of the materials and other disadvantages that do not occur in the case of a deposition at increased temperature.
In der US-Patentschrift 24 30 581 sind u. a. Metallisiefüngsbäder mit eitlem Gehalt an NiekeläCetät, Nätfiumhypophosphit, Hydrazinhydrat und Methanol oder Äthanol beschrieben. In diesen Bädern, die alkalisch reagieren, dürfte bis zu einem gewissen Grad als Folge der Gleichgewichtsreaktion Natriumalkoholat vorliegen. Dieser Patentschrift ist jedoch nicht zu entnehmen, daß dem Bad zum stromlosen Abscheiden von Nickel bei Zimmertemperatur Alkoholat zugesetzt werdenU.S. Patent No. 2,430,581 discloses, inter alia. Metallization baths with a vain content of NiekeläCetät, Nätfiumhypophosphit, hydrazine hydrate and methanol or Ethanol described. In these baths, which react alkaline, is likely to a certain extent as a result the equilibrium reaction sodium alcoholate is present. However, this patent does not indicate that alcoholate are added to the bath for the electroless deposition of nickel at room temperature muß und wie die Herstelung dieses Bades zu erfolgen hat,must and how the production of this bath has to be done,
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren zum Herstellen eines Bades zur stromlosen Abscheidung von Nickel und Nickellegierungen anzugeben, mit dem bei Zimmertemperatur und mit ausreichender Niederschlagsgeschwindigkeit gleichförmige und stabile Oberzüge hergestellt werden können. Außerdem soll das Bad eine hohe LebensdauerThe object of the present invention is therefore to provide a method for producing a bath for electroless To indicate deposition of nickel and nickel alloys, with which uniform at room temperature and with sufficient deposition rate and stable covers can be produced. In addition, the bathroom should have a long service life
ίο aufweisen, und eine gute Ausnutzung der verwendeten Materialien soll gewährleistet sein.ίο have, and a good utilization of the used Materials should be guaranteed.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zu einer ersten, hochkonzenThe object of the invention is achieved by a method of the type mentioned at the beginning, which thereby is characterized in that a first, hochkonzen trierten wäßrigen Hypophosphitlösung ein Alkoholat zugesetzt und diese mit einer zweiten, schwach konzentrierten wäßrigen Lösung der übrigen Bestandteile vereinigt wird.trated aqueous hypophosphite solution an alcoholate added and this is combined with a second, weakly concentrated aqueous solution of the remaining ingredients.
den Unteransprüchen niedergelegtlaid down in the subclaims
Erfindungsgemäß werden Alkoholate verwendet, die durch die Reaktion eines der Metalle Natrium, Kalium, Lithium oder Barium mit einem Alkohol der Formel CxHyOH gewonnen werden. Die einzelnen AlkoholateAccording to the invention, alcoholates are used which are obtained by reacting one of the metals sodium, potassium, lithium or barium with an alcohol of the formula C x HyOH. The individual alcoholates haben verschiedene Auswirkungen auf die Lebensdauer des Bades, die Niederschlagsgeschwindigkeit und die Ausnutzung der Materialien. Alle der genannten Alkoholate verzögern eine Zersetzung des Bades bei Zimmertemperatur, d. h. sie erhöhen seine Lebensdauer.have different effects on the life of the bath, the rate of precipitation and the Utilization of the materials. All of the alcoholates mentioned delay the decomposition of the bath Room temperature, d. H. they increase its lifespan.
jo Jedes Alkoholat bewirkt eine ihm zugeordnete Nickelabscheidungsgeschwrndigkeit, die für eine konstante Konzentration der Hypophosphitionen ebenfalls konstant bleibt Die sich während des Abscheidens ergebende Änderung der Niederschlagsgeschwindig-jo Every alcoholate has an associated nickel deposition rate that ensures a constant The concentration of the hypophosphite ions likewise remains constant during the deposition resulting change in the rate of precipitation
)S keit ist daher im wesentlichen auf die Änderungen der Konzentrationen der Hypophosphitionen und der Nickelionen zurückzuführen.) S speed is therefore essentially due to the changes in the concentrations of the hypophosphite ions and the Attributed to nickel ions.
Es wurde festgestellt, daß mit zunehmender Komplexität des Alkoholatrestes die Niederschlagsgeschwin-It was found that with increasing complexity of the alcoholate residue, the precipitation rate digkeit abnimmt Der Methylatrest (OCH3) bewirkt eine höhere Geschwindigkeit als der Äthylatrest (OC2H5). Wird z. B. Natriummethylat (NaOCH3) in ein bestimmtes Bad gegeben, das Nickelchlorid als Quelle für das abzuscheidende Material und reduzierendes NatriumThe methylate residue (OCH3) causes a higher speed than the ethylate residue (OC 2 H 5 ). Is z. B. Sodium methylate (NaOCH 3 ) is placed in a certain bath, the nickel chloride as a source for the material to be deposited and reducing sodium hypophosphit in einer vorgegebenen Konzentration enthält, so beträgt bei einer bestimmten Temperatur die Niederschlagsgeschwindigkeit 25μπι/η. Wird anstelle des Natriummethyiats Natriumäthylat (NaOCjH5) verwendet, so liegt die Geschwindigkeit nur bei etwa 19 bisContains hypophosphite in a given concentration, the rate of precipitation is 25μπι / η at a certain temperature. If sodium ethylate (NaOCjH 5 ) is used instead of sodium methylate, the speed is only about 19 to 20μηΊ/Ιι.20μηΊ / Ιι.
Ohne die Zugabe eines Alkoholate zersetzt sich das Bad bei Zimmertemperatur nach etwa 24 bis 36 Stunden. Durch Hinzufügen eines Alkoholate konnte diese Zeitspanne auf mindestens 8 Wochen bei gleichenWithout the addition of an alcoholate, the bath decomposes at room temperature after about 24 to 36 hours Hours. By adding an alcoholate this length of time could be at least 8 weeks at the same
Die Konzentration des zugegebenen Alkoholate scheint sich während des Abscheidungsprozesses kaum zu ändern. Zumindest ist es nicht notwendig, diese Konzentration aufrechtzuerhalten oder in irgendeinerThe concentration of the added alcoholate hardly seems to change during the deposition process to change. At least it is not necessary to maintain that concentration or in any
w) Weise zu ändern, um eine spezifische Niederschlagsgeschwindigkeit zu erhalten. Die Hypöphosphitkonzentration und das molare Verhältnis von Nickel zu Hypophosphitionen (Ni+VHjPOj") scheinen die die Niederschlagsgeschwindigkeit am stärksten beeinflus-w) Modify way to obtain a specific rate of precipitation. The hypophosphite concentration and the molar ratio of nickel too Hypophosphite ions (Ni + VHjPOj ") seem to be the The speed of precipitation has the greatest influence
b5 senden Größen zu sein.b5 send sizes to be.
Vorzugsweise wird das für die Abscheidung verwendete Bad aus zwei getrennten Lösungen hergestellt. Die erste Lösung enthält eine Quelle für die Hypophosphit-The bath used for the deposition is preferably made up of two separate solutions. the first solution contains a source for the hypophosphite
ionen und die geringstmögliche, für deren Lösung erforderliche Menge Wasser. Die zweite Lösung enthält in Wasser gelöst die weiteren Bestandteile mit Ausnahme des Alkoholates in wesentlich schwächerer Konzentration. Es wurde gefunden, daß das Bad wesentlich günstigere Eigenschaften hinsichtlich des Abscheidungsprozesses aufweist, wenn man das Alkoholat der ersten, stark konzentrierten Lösung zugibt umi dann beide Lösungen zusammengibt und das Alkoholat nicht erst der gesamten Lösung zufügt Im letzten Fall scheint das Alkoholat mit der größeren Menge Wasser zu reagieren und wird durch Hydrolyse in reaktionsträge Bestandteile aufgespalten, während bei seiner Zugabe zur ersten, stark konzentrierten Lösung eine nukleophile Reaktion zwischen dem Alkoholat und dem Hypophosphit stattzufinden scheint Durch Zugabe von Succinat-Ionen zur zweiten, schwächer konzentrierten Lösung kann eine weitere Verbesserung der Niederschlagsbedingungen erzielt werden, ohne daß dir.· Wirkungsweise des Alkoholate hierdurch beeinträchtigt wird.ions and the least possible, for their solution required amount of water. The second solution contains the other components dissolved in water With the exception of the alcoholate in a much weaker concentration. It was found that the bathroom has significantly more favorable properties with regard to the deposition process if the alcoholate is added to the first, highly concentrated solution umi then combining both solutions and not adding the alcoholate to the entire solution in the last case the alcoholate seems to react with the larger amount of water and is broken down into inert components by hydrolysis, while its Adding to the first, highly concentrated solution, a nucleophilic reaction between the alcoholate and the Hypophosphite seems to take place by adding succinate ions to the second, less concentrated Solution, a further improvement in the precipitation conditions can be achieved without you. This affects the way in which the alcoholate works.
Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert In der folgenden Aufstellung ist die Zusammensetzung von drei verschiedenen, für eine Nickelabscheidung verwendeten Bädern wiedergegeben.The invention is explained in more detail below with reference to several exemplary embodiments The list shows the composition of three different baths used for nickel deposition reproduced.
NiCl2 · 6 H2O NH4CINiCl 2 · 6 H 2 O NH 4 CI
NaH2PO2 · H2O Na2QH4O4 · 6 H2O NaOCH3 (Beispiel 1) NaOC2H5 (Beispiel 2) NaOC3H8 (Beispiel 3) NH4OHNaH 2 PO 2 · H 2 O Na 2 QH 4 O 4 · 6 H 2 O NaOCH 3 (Example 1) NaOC 2 H 5 (Example 2) NaOC 3 H 8 (Example 3) NH 4 OH
25,0-30,0 g/l 45,0-55,0 g/l 30,0-50,0 g/l 16,0-20,0 g/l25.0-30.0 g / l 45.0-55.0 g / l 30.0-50.0 g / l 16.0-20.0 g / l
2,7-21,6 g/I2.7-21.6 g / l
2,7-21,6 g/l2.7-21.6 g / l
2,7 21,6 g/l zum Einstellen des pH-Wertes auf den Bereich 7-9 18°C-50°C2.7 21.6 g / l to adjust the pH value to the range 7-9 18 ° C-50 ° C
Während fast alle Verfahren der Zugabe eineu Alkoholate zu einem Bad für stromlose Abscheidung, das Hypophosphit-Ionen enthält, als vorteilhaft für den Abscheidungsprozeß anzusehen sind, erhält man die: günstigsten Eigenschaften für die Niederschlagsgeschwindigkeit, wenn das im folgenden beschrieben«! Verfahren zum Herstellen des Bades durchgeführt wird.While almost all methods of adding an alcoholate to an electroless plating bath, which contains hypophosphite ions, as beneficial for the Deposition process are to be seen, one obtains the: most favorable properties for the precipitation rate, if this is described in the following «! Process for making the bath is carried out.
Es werden zwei Lösungen A und B vorbereitet. Die: Lösung A enthält Natriumhypophosphit (NaH2PO2) iüi einer kleinen Menge destillierten Wassers, die gerade: ausreicht, um das Hypophosphit zu lösen. Die Lösung Ei enthält die anderen Bestandteile des gesamten Bades; mit Ausnahme des Alkoholats (NaOCH,) in einet größeren Menge destillierten Wassers als erforderlich ist, um eine gewünschte Konzentration des Bades einzustellen. Bei einer Konzentration von 30 bis 50 g Hypophosphit pro Liter des Bades, wobei die Menge des Bades 5,71 betragen soll, sind für die Lösung A 50 ml Wasser ausreichend. Nach dein bevorzugten Verfahren wird das Alkoholat der Lösung A zugeführt, und dann werden beide Läsungen A und B zur Bildung des fertigen Bades zusammengegeben. Wenn das Alkoholat (z. B. Methylat) zu der stark konzentrierten Lösung A zugegeben wird, findet nur in sehr geringem Umfang eine Hydrolyse statt. Stattdessen scheint eine starke nukleophile Reaktion zwischen dem Alkoholat und dem Hypophosphit zu erfolgen, wodurch vermutlich Hydridionen erzeugt werden, die stark reduzierend wirken.Two solutions A and B are prepared. Solution A contains sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ) in a small amount of distilled water just enough to dissolve the hypophosphite. The egg solution contains the other components of the entire bath; with the exception of the alcoholate (NaOCH,) in a larger amount of distilled water than is necessary to set the desired concentration of the bath. At a concentration of 30 to 50 g hypophosphite per liter of the bath, whereby the amount of the bath should be 5.71, 50 ml of water are sufficient for solution A. In your preferred method, the alcoholate is added to solution A and then both solutions A and B are combined to form the finished bath. If the alcoholate (e.g. methylate) is added to the highly concentrated solution A, only a very small amount of hydrolysis takes place. Instead, there appears to be a strong nucleophilic reaction between the alcoholate and the hypophosphite, presumably generating hydride ions that have a strongly reducing effect.
Wenn die Hydrolyse in größerem Maße stattfinden kann, dann wird die Anzahl der Hydridionen (H~) geringer als in dem vorstehend beschriebenen Beispiel sein, und die Wirksamkeit des Bades wird reduziert Daraus ergibt sich, daß das Alkoholat und das Hypophosphit zuerst in einer konzentrierten Lösung vereinigt werden sollten und erst dann die schwächer konzentrierte Lösung der anderen Bestandteile des Bades hinzugegeben wird. Bäder, die in dieser WeiseIf the hydrolysis can take place to a greater extent, then the number of hydride ions (H ~) be less than in the example described above, and the effectiveness of the bath will be reduced It follows that the alcoholate and the hypophosphite are first in a concentrated solution should be combined and only then the less concentrated solution of the other components of the Bath is added. Baths that way
ίο hergestellt werden, haben eine wesentlich (z.B. 4- bisίο have a substantial (e.g. 4- to 5mal) höhere Wirksamkeit als Bäder, bei denen das5 times more effective than baths where the
is Lösung gegeben werden, um die Wirksamkeit des Bades, insbesondere die Niederschlagsgeschwindigkeit, noch weiter zu erhöhen. Das unerwartete Ergebnis hierbei ist, daß durch das Natriumsuccinat die Wirkungsweise des Alkoholats in keiner Weiseis solution to be given to increase the effectiveness of the Bades, especially the rate of precipitation, to increase even further. The unexpected result here is that the sodium succinate does not in any way affect the mode of action of the alcoholate beeinträchtigt wird. Es wurde gefunden, daß durch das Sucdnat eine Verbesserung der gewünschter. Eigenschaften des Bades um etwa 100% erzielt wurde.is affected. It has been found that the Sucdnat an improvement of the desired. Properties of the bath was achieved by about 100%.
Der ungefähre Wert der Natriumhypophosphit (NaH2PO2 - H^^Konzentration in der Lösung kannThe approximate value of the sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 - H ^^ concentration in the solution can be bestimmt werden, wenn die genaue Konzentration der Nickelionen bekannt istcan be determined when the exact concentration of nickel ions is known
Für die obigen Beispiele ergeben 30 g NiCI2 · 6 H2O pro Liter und 45 g NaH2PO2 · H2O pro Liter ein molares Verhältnis von Hypophosphitionen zu Nickel-ίο ionen von etwa 3,25. Bei der gleichen Nickelchloridkonzentration und einer kleineren Natriumhypophosphitkonzentration von ebenfalls 30 g pro Liter beträgt das molare Verhältnis von Hypophosphitionen zu Nickelionen etwa 23- Dieses molare Verhältnis kann nahezuFor the above examples, 30 g NiCl 2 · 6 H 2 O per liter and 45 g NaH 2 PO 2 · H 2 O per liter result in a molar ratio of hypophosphite ions to nickel ions of about 3.25. With the same nickel chloride concentration and a smaller sodium hypophosphite concentration of also 30 g per liter, the molar ratio of hypophosphite ions to nickel ions is about 23- This molar ratio can be almost konstant gehalten werden, wenn während des Abscheidungsprozesses entsprechende Zugaben zu der Lösung erfolgen. Aus der Nickelionenkonzentration in g/I und dem molaren Verhältnis kann die Konzentration der Hypophosphitionen in g/I berechnet werten.be kept constant if appropriate additions to the solution during the deposition process take place. From the nickel ion concentration in g / I and the molar ratio, the concentration of Rate hypophosphite ions calculated in g / l.
-to Die chemische Reaktion zwischen dem Bad und der zu beschichtenden Unterlage wird durch folgende Beziehung wiedergegeben:-to the chemical reaction between the bath and the The substrate to be coated is represented by the following relationship:
2e-Ni°[-0,23V]2e-Ni ° [-0.23V]
Es wird außerdem angenommen, daß, weil der Alkoholatrest stark nukleophil ist, das Alkoholat mit dem Hypophosphit nukleophil reagiert und Wasserstoff entweder in Form von Wasserstoffgas, Wasserstoffionen oder Hydridionen freigesetzt werden. Wegen derIt is also believed that because the alcoholate residue is highly nucleophilic, the alcoholate is also present the hypophosphite reacts nucleophilically and hydrogen is released either in the form of hydrogen gas, hydrogen ions or hydride ions. Because of the festgestellten hohen Niederschlagsgeschwindigkeiten kann angenommen werden, daß Hydridionen intermediär eine wesentliche Rolle spielen, weil diese als ein starkes reduzierendes Mittel bekannt sind. Untersuchungen haben gezeigt, daß der pH-Wert des Badesobserved high precipitation rates, it can be assumed that hydride ions play an important role as intermediates, because these act as a strong reducing agent are known. Research has shown that the pH of the bath während der Lebensdauer der Lösung nahezu konstant bleibt, wodurch angezeigt wird, daß Wasserstoffionen, die normalerweise eine Erhöhung der Acidität bewirken, nur in sehr geringem Umfang oder überhaupt nicht erzeugt werden.remains nearly constant over the life of the solution, indicating that hydrogen ions, which normally cause an increase in acidity, very little or not at all be generated.
bo Die folgenden Tabellen zeigen die Niederschlagsgeschwindigkeiten von Nickel aus den in den Beispielen 1 bis 3 beschriebenen Lösungen, wobei einzelne Parameter geändert wurden. Die Menge des jeweiligen Bades beträgt 5,71, wenn dies nicht anders angezeigt ist. Ausbo The following tables show the rates of deposition of nickel from the examples 1 to 3 solutions described, whereby individual parameters have been changed. The amount of each bath is 5.71 unless otherwise indicated. the end
hr> Tabelle 1 sind die Niederschlagsgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von verschiedenen Alkoholatzusätzen bei gegebenen Konzentrationen an Nickel- und Hypophosphitsalzen ersichtlich.h r > Table 1 shows the rates of precipitation as a function of various alcoholate additives at given concentrations of nickel and hypophosphite salts.
AlkoholatAlcoholate
μιη/hμιη / h
T°[C)T ° [C)
NaOCH3 NaOC2H5 NaOC3H8 Ohne AlkoholatNaOCH 3 NaOC 2 H 5 NaOC 3 H 8 Without alcoholate
19-2019-20
15-1815-18
0 (siehe Fab. 7)0 (see fab. 7)
30 g/l 30 g/l 30 g/l 30 g/l30 g / l 30 g / l 30 g / l 30 g / l
g/l g/l g/l g/lg / l g / l g / l g / l
24
24
24
2424
24
24
24
wobei das molare Verhältnis der Nickelionen zu den Konzentration Hypophosphitionen sich in der dargestellten Weise NiCI2-6 H2O änderte. Die einzelnen Niederschlagsgeschwindigkeiten wurden aus Messungen an sechs aufeinanderfolgend beschichteten Proben erhalten, die für zunehmend 20 längere Zeitintervalle in ein Bad getaucht wurden, bei dem die während der sechs Beschicht-mgsvorgänge verbrauchten Materialien nicht ersetzt wurden. Die Gesamtmenge des Bades betrug hier 1,91; cds Alkoholat wurde Natriummethylat verwendet 25the molar ratio of the nickel ions to the concentration of hypophosphite ions changing in the manner shown NiCl 2 -6 H 2 O. The individual precipitation rates were obtained from measurements on six successively coated samples, which were immersed for increasingly longer time intervals in a bath in which the materials consumed during the six coating processes were not replaced. The total amount of the bath here was 1.91; cds alcoholate, sodium methylate was used 25
Konzentration NaH2PO2 Concentration NaH 2 PO 2
μιη/hμιη / h
5 g/l 10 g/l 15 g/l 20 g/l 25 g/l 30 g/I5 g / l 10 g / l 15 g / l 20 g / l 25 g / l 30 g / l
30 g/l 30 g/l 30 g/i 30 g/l 30 g/l 30 g/l30 g / l 30 g / l 30 g / i 30 g / l 30 g / l 30 g / l
21,6 21,6 21,621.6 21.6 21.6
22,9 24,1 25,422.9 24.1 25.4
Die Tabellen 4 bis 7 zeigen die Abhängigkeit der Niederschlagsgeschwindigkeit vom molaren Verhältnis der Nickelionen zu den Hypophosphitionen, wobei dieTables 4 to 7 show the dependence of the rate of precipitation on the molar ratio of the nickel ions to the hypophosphite ions, the
(Ni+2/H2PO2~)(Ni +2 / H 2 PO 2 ~)
wurde kein Alkoholat zugegeben.no alcoholate was added.
Die Tabelle 3b stellt die NiederschlagsgeschwindigkeitTable 3b shows the rate of precipitation
(Ni+2m,por)(Ni +2 m, por)
Molares Verhältnis NaOCH3 μΐη/η (Ni+2ZH2PO7") Molar ratio NaOCH 3 μΐη / η (Ni +2 ZH 2 PO 7 ")
Molares Verhältnis
(Ni + VH2PO2")Molar ratio
(Ni + VH 2 PO 2 ")
Natriumsuccinat μηι/hSodium succinate μηι / h
(Na2C4II4O4-OH2O)(Na 2 C 4 II 4 O 4 -OH 2 O)
0,30
0.38
0,42
0,47
0,4«0.30
0.38
0.42
0.47
0.4 «
0 g/l 2,3 0,300 g / l 2.3 0.30
0 g/l 1,0 0,380 g / l 1.0 0.38
0 g/l 0,0 (etwasNiederschlag) 0,430 g / l 0.0 (some precipitation) 0.43
Og/I 0,0 (etwasNiederschlag) l0 0,48Og / I 0.0 (some precipitation) l0 0.48
Og/I 0,0 (etwas Niederschlag) 0,51Og / I 0.0 (some precipitation) 0.51
20,0 g/l
20,0 g/l
20,0 g/l
20,0 g/l
20,0 g/l20.0 g / l
20.0 g / l
20.0 g / l
20.0 g / l
20.0 g / l
22,9-28,5 19,1-23,1 17,0-19,1 12,9-14,5 9,4-11,222.9-28.5 19.1-23.1 17.0-19.1 12.9-14.5 9.4-11.2
Die erhaltenen Niederschlagsgeschwindigkeiten und ebenso die Stabilität des Bades sind umgekehrt proportional zum molaren Verhältnis der Nickel- zu den Hypophosphitionen. Dieses Verhältnis sollte zwischen den Werten 035 und 0,29 liegen. Je niedriger das molare Verhältnis ist, desto größer ist die Niederschlagsgeschwindigkeit Mit fortschreitendem Niederschlagen wird dieses Verhältnis jedoch größer, so daß die Niederschlagsgeschwindigkeit abnimmt Der Grund für die Erhöhung des molaren Verhältnisses liegt darin, daß der Verbrauch der Hypophosphitionen etwa dreimal so groß ist wie der der Nickelionen.The precipitation rates obtained and also the stability of the bath are reversed proportional to the molar ratio of nickel to hypophosphite ions. This ratio should be between the values 035 and 0.29. The lower the molar ratio, the greater the rate of precipitation However, as the precipitation progresses, this ratio becomes larger, so that the Precipitation rate decreases. The reason for the increase in the molar ratio is that the consumption of the hypophosphite ions is about three times that of the nickel ions.
Es ist daher sehr wichtig, während des Niederschlagens der Lösung Hypophosphitionen und Nickelionen in dem Maße zuzuführen, wie diese verbraucht wurden. Es brauchen nur diese beiden Materialien in Form von Nickelchlorid und Natriumhypophosphit ergänzt werden. Nachträgliche Zugaben von Alkoholaten sind während der Lebensdauer des Bades nicht erforderlich. Dies trifft auch für Ammoniumchlorid zu, da Chloridionen von Nickelchlorid und Ammoniumionen von Ammoniumhydroxid geliefert werden.It is therefore very important to have hypophosphite ions and nickel ions during the precipitation of the solution to be added to the extent that these have been consumed. It just need these two materials in the form of Nickel chloride and sodium hypophosphite are supplements. Subsequent additions of alcoholates are not required during the life of the bath. This also applies to ammonium chloride, as chloride ions be supplied by nickel chloride and ammonium ions by ammonium hydroxide.
Die Tabellen 8 bis 10 dienen zum Vergleich mit den Tabellen 4 bis 6. Die Ergebnisse in den Tabellen 4 bis 6 wurden mit Hilfe von Bädern erzielt, die erfindungsgemäß aus einer konzentrierten Lösung des Hypophosphits und des Alkoholate und einer schwächer konzentrierten wäßrigen Lösung der anderen Bestandteile hergestellt wurdea Die Ergebnisse der Tabellen 8 bis 10 wurden mit Bädern (5,7 I Badmenge) erzielt, bei denen das Alkoholat zu einer fertigen Lösung sämtlicher Bestandteile des Bades zugegeben wurde.Tables 8 to 10 serve for comparison with Tables 4 to 6. The results in Tables 4 to 6 were achieved with the help of baths according to the invention from a concentrated solution of the hypophosphite and the alcoholate and a weaker one concentrated aqueous solution of the other ingredients was prepared a The results of Tables 8 up to 10 were achieved with baths (5.7 l bath amount) in which the alcoholate becomes a finished solution all components of the bath was added.
Molares Verhältnis
(Ni "VH2 PO?) Molar ratio
(Ni "VH 2 PO?)
NaOCH.,Well.,
im/hin / h
U.3U
0 ^ 8
0.43
0.48
0.51 U.3U
0 ^ 8
0.43
0.48
0.51
2,7 g/l
2,7 g/l
2,7 g/I
2,7 g/l
2,7 g/l2.7 g / l
2.7 g / l
2.7 g / l
2.7 g / l
2.7 g / l
17,8 16,8 14,5 10,2 6,917.8 16.8 14.5 10.2 6.9
Molares Verhältnis
(NrVH2PO2")Molar ratio
(NrVH 2 PO 2 ")
NaOCH;NaOCH;
Ltn/bLtn / b
0,30
0,37
0,44
0.47
0,500.30
0.37
0.44
0.47
0.50
21,6 g/l
21,6 g/I
21,6 g/l
21,6 g/l
21,6 g/l21.6 g / l
21.6 g / l
21.6 g / l
21.6 g / l
21.6 g / l
17,8 16,5 14,5 10,017.8 16.5 14.5 10.0
7,4 Tabelle 9 zeigt, daß eine Erhöhung der Natriummethylat-Konzentration über den in der Tabelle 8 enthaltenen Wert wenig Einfluß auf die Niederschlagsgeschwindigkeit besitzt Die Tabelle 8 weist wesentlich kleinere Niederschlagsgeschwindigkeiten als die Tabelle 4 auf. Hieraus kann geschlossen werden, daß die Reaktion des Methylats mit dem reduzierenden Mittel, welche den Niederschlagsvorgang bei Zimmertemperatur begünstigt, in einem verdünnten System geschwächt oder sogar verhindert wird.7.4 Table 9 shows that an increase in the sodium methylate concentration the value contained in Table 8 has little influence on the rate of precipitation Table 8 shows significantly lower precipitation rates than the table 4 on. From this it can be concluded that the reaction of the methylate with the reducing agent, which favors the precipitation process at room temperature, weakened in a dilute system or even prevented.
Der Vergleich der Tabelle 10 mit der Tabelle 8 zeigt den Verstärkungseffekt, der durch die Zugabe von Natriumsuccinat zu einem Bad, das durch die Zuführung von Natriummethylat zu der fertigen verdünnten Lösung hergestellt wird, erhalten wird. Aus der folgenden VaDeIIe ti ist die Zunahme der Niederschlagsgeschwindigkeit ersichtlich, wenn das Natriumsuccinat in ein Bad gegeben wird, das in vorteilhafter Weise durch die Zusammenfügung einer konzentrierten Lösung des Methylats und des Natriumhypophosphits und einer verdünnten Lösung der weiteren Bestandteile hergestellt wird. Es ist zu bemerken, daß die Niederschlagsgeschwindigkeiten in der Tabelle 11 diejenigen in der Tabelle 4 um einen beträchtlichen Wert überschreiten. Hieraus kann geschlossen werden, daß zugleich mit den Alkoholaten auch weitere, den Niederschlagsvorgang begünstigende Stoffe wie Succinate in das Bad gegeben werden können, wobei beide Mittel die Reduktion und die Abscheidung von Nickel fördern.The comparison of Table 10 with Table 8 shows the amplification effect created by adding sodium succinate to a bath created by the feed of sodium methylate to the final dilute solution is obtained. From the following VaDeIIe ti is the increase in the rate of precipitation can be seen when the sodium succinate is placed in a bath, which is more advantageous Way by combining a concentrated solution of methylate and sodium hypophosphite and a dilute solution of the further ingredients is prepared. It should be noted that the Precipitation rates in Table 11 those in Table 4 by a considerable amount Exceed value. From this it can be concluded that at the same time as the alcoholates there are also other, the Precipitation-promoting substances such as succinates can be added to the bath, with both Agents promote the reduction and deposition of nickel.
Molares Verhältnis
(NrVH2PO2")Molar ratio
(NrVH 2 PO 2 ")
Natriumsuccinat jxm/h Sodium succinate jxm / h
(Na2C4H4O4 6 H3O)(Na 2 C 4 H 4 O 4 6 H 3 O)
0,29 0,37 0,43 0,48 55 0,50 20,0 g/l
20,0 g/l
20,0 g/l
20,0 g/l
20,0 g/I0.29 0.37 0.43 0.48 55 0.50 20.0 g / l
20.0 g / l
20.0 g / l
20.0 g / l
20.0 g / l
36,8-40,6 30,5-33,3 26,7-29,2 15,2-17,8 11,9-13,236.8-40.6 30.5-33.3 26.7-29.2 15.2-17.8 11.9-13.2
Die Tabellen 12 bis 15 enthalten die Niederschlagsgeschwindigkeiten für Nickel bei einer Zugabe von Natriumpropylat sowie von Natriumäthylat, Lithiumäthylat und Bariumäthytet Die verwendeten Bäder wurden in vorteilhafter Weise aus zwei Lösungen mit verschieden starker Konzentration hergestellt Die Ergebnisse dieser Tabellen im Vergleich zu denjenigen der Tabelle 7 stützen die Tatsache, daß alle Alkoholate den Niederschlagsvorgang bei der stromlosen Abscheidung von Nickel bei Zimmertemperatur beträchtlich begünstigen.Tables 12 to 15 contain the precipitation rates for nickel with an addition of sodium propylate as well as sodium ethylate, lithium ethylate and Bariumäthytet The baths used were advantageously made up of two solutions different strength concentration produced The results of these tables compared to those of Table 7 support the fact that all alcoholates electroless deposition deposition of nickel at room temperature.
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