DE833287C - Verfahren zum elektrolytischen Polieren von Nickel und Kupfer und Elektrolyt zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum elektrolytischen Polieren von Nickel und Kupfer und Elektrolyt zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

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DE833287C
DE833287C DES19568A DES0019568A DE833287C DE 833287 C DE833287 C DE 833287C DE S19568 A DES19568 A DE S19568A DE S0019568 A DES0019568 A DE S0019568A DE 833287 C DE833287 C DE 833287C
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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/16—Polishing
    • C25F3/22—Polishing of heavy metals

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektrolyt und ein Verfahren zur kontinuierlichen anodischen Polierung von Nickel und Kupfer.
Es wurde gefunden, daß der Zusatz von dreiwertigem Aluminium oder von dreiwertigem Aluminium und dreiwertigem Chrom zu Polierbädern die Wirkung 1>esitzt, die elektrolytische Polierung von Kupfer und Xickel im kontinuierlichen Betrieb unter günstigeren Bedingungen zu ermöglichen.
Demgemäß zielt die Erfindung darauf ab, für die anodische Polierung von Kupfer und Nickel einen Elektrolyt vorzusehen, der dreiwertiges Aluminium und gegebenenfalls zusätzlich dreiwertiges Chrom enthält; einen Elektrolyt und ein Verfahren zu schaffen, welche es gestatten, Kupfer und Nickel unter Anwendung geringer Stromdichten zu polieren, wobei im kontinuierlichen Betrieb, ohne fortschreitende Erhöhung der Betriebsspannung, gearbeitet werden kann, Verfahren zur elektrolytischen Polierung von Kupfer in einem Elektrolyt zu schaffen, aus welchem das anodisch aufgelöste Kupfer durch kathodische Abscheidung
in einer leicht wiedergewinnbaren Form ' entfernt wird.
Gemäß der Erfindung ergibt der Zusatz von dreiwertigem Aluminium oder der gleichzeitige Zusatz von dreiwertigem Aluminium und von dreiwertigem Chrom zu gemischten Bädern auf der Grundlage von Schwefelsäure und Phosphorsäure, beispielsweise eines Bades, das 150A Schwefelsäure und 63% Phosphorsäure enthält, !!ader, in welchen man Xickel elektrolytisch bei Temperaturen in der Xähe von 79° Coder bei höheren Temperaturen unter Anwendung von Stromdichten von 13,5 bis 2j Amp./dm2 polieren kann, wol>ei das im Überschuß über die Sättigungsmenge gelöste Xickel ununterbrochen in Form von Nickelsulfat abgeschieden wird. Die Badspannungen und Stromdichten sind im Prinzip die gleichen wie für ein Bad bei niedriger Temperatur, das 15 Vo Schwefelsäure und 63% Orthophosphorsäure enthält; die Behatidlungszeiten sind jedoch zufolge der besseren anodischen Auslx?ute der Bäder, die dreiwertiges Aluminium und dieiwertiges Chrom enthalten, bei Anwendung erhöhter Temperatur kurzer. Folglich ist die Wirkung der zusätzlichen Bestandteile des Bades, obgleich dreiwertiges Aluminium und dreiwertiges Chrom für die elektrolytische Erzeugung einer Spiegelglanzpolitur auf Nickel in einem Bad, das eine Mischung von Schwefelsäure und Orthophosphorsäure enthält, nicht unbedingt notwendig ist, nicht weniger für die Durchführung der elektrolytischen Polierung in einem kontinuierlichen Betrieb unter geeigneteren Bedingungen wichtig. ICs sind weder Tröge noch Wiedergewinnungsverfahren notwendig. Eine von Zeit zu Zeit vorgenommene Filtration genügt, um das abgesetzte Xickelsulfat zu entfernen.
Der Zusatz von dreiwertigem Aluminium oder der gleichzeitige Zusatz von dreiwertigem Aluminium und von dreiwertigem Chrom übt eine günstige Wirkung auf die genannten Bäder auf der Grundlage von Schwefelsäure und Phosphorsäure aus. was die Tatsache offenbart, daß der Zusatz von dreiwertigem Aluminium und dreiwertigem Chrom zu einem Bad, welches 15% Schwefelsäure und 630Zu Orthophosphorsäure enthält, bis zu einem Wassergehalt von ungefähr 27% verdünnt, es gestattet, die elektrolytisdie Polierung in kontinuierlicher Ar1>eitsweise bei einer Temperatur von 45 bis 55C C durchzuführen. Der Zusatz von dreiwertigem Aluminium oder der gleichzeitige Zusatz dieses letzteren und von dreiwertigem Chrom l>eseitigt die Bläschenkorrosion und ermöglicht es, die elektrolytische Polierung bei höheren Temperaturen und geringeren Stromdichten, verglichen mit den früher für diese Arl>eitsweise notwendigen Bedingungen, durchzuführen. In dieser Weise können Betriebstemperaturen in der Industrie in einem Bereich zwischen 38 und ψ)~ C in Bädern, welche die Notwendigkeit einer l>esonderen Regem-rationsbehandlung beseitigen, gewählt werden. Der Bereich der l>esonderen Betriebstemperaturen ist genügend weit, um den Bedürfnissen einer industriellen Regelung Rechnung zu tragen: man wählt diese Betriebstemperatur je nach der Badzusammensetzung. LJm so größere Anteile der Zusätze müssen dem Bade in dem Maße zugefügt werden, in welchem man sich von den Betriebstemperaturen entfernt, 1>ei denen man mit einem Bad arl>eitet, welches ausschließlich aus einer Mischung von Schwefelsäure und Phosphorsäure besteht. In jedem Fall setzt sich. die Abscheidung des gelösten Überschusses an Nickel in Form eines Salzes fort, welches man aus dem Polierbad entfernen kann.
Beispiele von Bädern, welche dreiwertiges Aluminium und dreiwertiges Chrom für die anodische Polierung von Xickel enthalten, sind die folgenden:
Ein Bad. das 15% Schwefelsäure und 63% Orthophosphorsäure sowie gleichzeitig 0,5 bis 2,6% dreiwertiges Aluminium enthält, ergibt auf Nickel eine ebene und glänzende elektrolytische Politur bei einer Temperatur von So C bei Anwendung einer Stromdichte von 13,5 bis 27 Amp./dm2. Das bevorzugte Bad enthält ül>erdies 0,5 bis 7,4% dreiwertiges Chrom, woIxm die genauen Mengenverhältnisse an zugesetztem Aluminium und Chrom auch etwas von der Temperatur abhängen. Um bei So? C zu arbeiten, kann man 0,5 bis 1 % dreiwertiges Aluminium und 0,9% dreiwertiges Chrom zusetzen. Um bei 99' C zu arbeiten, kann man 2.6% dreiwertiges Aluminium und 1,4% dreiwertiges Chrom zusetzen. In allen diesen Bädern scheidet sich das im Üt>erschuß gelöste Xickelsulfat bei Temperaturen vonSo0Cund darüber ab. Die Badspannungen bleiben l>ei einem Werte konstant, der einem mit 0.5 bis 1 °/o Nickel gesättigten Bad entspricht. Wasser muß von Zeit zu Zeit oder ununterbrochen zugesetzt werden, um die Zusammensetzung des Bades aufrechtzuerhalten.
Der Zusatz von dreiwertigem Aluminium, mit oder ohne dreiwertigem Chrom, hat ferner in gleicher Weise die Wirkung, den Betrieb anderer elektrolytischer Polierbäder für Nickel, die eine Mischung von Schwefelsäure und Phosphorsäure enthalten, zu verbessern. Man erhält sehr gute Resultate, wenn man 1 %> dreiwertiges Aluminium und 1 % dreiwertiges Chrom einem Bad zusetzt, welches 20% Schwefelsäure und 67% Orthophosphorsäure enthält. Indessen ist es das Bad, welches 15% Schwefelsäure und 63%) Orthophosphorsäure enthält, das die besten Ergebnisse der elektrolytischen Polierung ergibt und die besten Charakteristiken in bezug auf die Spannung l>esitzt, wie dies die folgende TalK'lle I zeigt. Obgleich die ausschließlich aus Schwefelsäure und Phosphorsäure bestehenden Mischungen, auf welche sich die Tabelle bezieht, bei einer Temperatur von 80"' C fleckige Polituren ergeben, ergclxMi sie l>ei höheren Temperaturen und weniger hohen Stromdichten zufolge eines Zusatzes von dreiwertigem Aluminium, mit oder ohne dreiwertigem Chrom, wol>ei das Verhältnis zwischen Ii0SO4ZH3PO4 und die Badspannung gleichbleiben, sehr zufriedenstellende Polierungen.
Taille I
Verhältnis 6o" Badspannung C Badspannung 80 Badspannung 0 C Badspannung
H2 SO1: H3 PO1
in den Bädern		 bei 13,5 Amp. dm2 bei ij Amp. dm- bei 13,5 Amp.'dm2 bei 27 Amp. dm2
4Ö 6,0 4,0 5.5
0 4.2 5,6 3,7 4.7
0,1 3.4 4,6 ■ 3,0 4,0
0,2 4.2 5,3 3,5 5,o
o,3 4.5 5,5 3,8 5,2
0,4 4.4 5,5 3,8 5,i
0,5 4.3 5,4 3,8 4,9
ο, 6 4.2 5,3 3,7 4,7 -
0,7 4.1 5,3 3,7 4,6
o,8 4.5 5.2 3·7 4,6
0,9 4.4 5,4 3,9 4,8
1,0
Die Dosierungen und die Betriebstemperaturen der Bäder, insbesondere für die elektrolytische l'olicrung von Xickel, sind die folgenden:
TalKille II
Rad Nr. 1 Bad Nr. 2 Bad Nr. 3 Bad Nr. 4
R1SO1 14,5 14,9 13 IO
H., PO, 60,6 62,3 56 62
Al + 3 2,4 0,5 2,6 2,2
Cr : 3 1,3 0,3 1,4 0
Ni r2 0,5 bis ι 0,5 bis ι 0,5 bis ι 0,5 bis ι
Wasser Rest Rest Rest Rest
Betriebs
temperatur 80 C 46 bis 55C C 45 bis 55 C 80" C
Die Bäder Xr. ι bis 3 können leichter in gutem Zustand für die elektrolytische Polierung gehalten werden und sind deshalb dem Bad X'r. 4 vorzuziehen.
Wie die Zusammensetzung des Bades Xr. 4 zeigt, ist der Zusatz von dreiwertigem Chrom nicht unbedingt notwendig, da das dreiwertige Aluminium selbst die gewünschten Effekte ergibt. Das dreiwertige Chrom ist für sich allein nicht so wirksam wie das dreiwertige Aluminium. Um die besten Resultate zu erhalten, ist es zweckmäßig, gleichzeitig dreiwertiges Aluminium und dreiwertiges Chrom zuzusetzen.
Was die elektrolytische Polierung von Kupfer im allgemeinen anl>elangt, so sollen die Bäder.vorzugsweise ungefähr 75 bis S4 Gewichtsprozente Orthophosphorsäure von 100%, ungefähr 0,25 bis 2°/o ofler l>esser 0,3 bis 1.51Vo dreiwertiges Aluminium, ο bis 2% dreiwertiges Chrom und nach dem Gebrauch 0.3 bis 0,5% und bis zu 1% Kupfer enthalten. wol>ei der Rest zum größeren Teil aus Wasser besteht. Diese Bäder erzeugen bei Temperaturen von 38 bis 52 oder 55° C unter Anwendung von Stromdichten von 5,4 bis 21,5 oder besser 10,7 bis i(), ι Amp./dm2 und Badspannungen, die 4 oder 5 Volt nicht wesentlich überschreiten, eine Spiegelpolitur auf Kupfer. Der Gehalt dieser Bäder an Kupfer l>eträgt gewöhnlich 0,4 bis 0,5%. Das zusätzlich anodisch gelöste Kupfer setzt sich auf den Kathoden ab, von wo man es leicht in der Form eines feinen Kupferpulvers mit einem Reinheitsgrad von 98% oder einem noch höheren Reinheitsgrad wiedergewinnen kann. Demzufolge können die Bäder ohne Unterbrechung benutzt werden und erfordern lediglich eine sehr einfache chemische Kontrolle und Instandhaltung. Die einzigen Ersatzmaßnahmen, die durchgeführt werden müssen, l>estehen darin, die Verluste, weiche durch Zersetzung des Wassers entstehen, und die minimalen Verluste ,zu ersetzen, die durch die Abführung des an sich wenig viskosen Elektrolyts hervorgerufen werden. Überdies wirken diese neuen Bäder weniger korrodierend als die Bäder aus Phosphorsäure, welche Chromsäure enthalten; man kann die Bäder in einem Material, das mit Blei ausgekleidet ist, benutzen. Die Behandlungszeiten sind die gleichen oder kürzere als jene, welche bei Bädern aus Phosphorsäure, die Chromsäure enthalten, zur Anwendung gelangen. Abgesehen von den oben angegebenen Besonderheiten werden die Bäder gemäß der Erfindung in gleicher Weise benutzt wie die Bäder aus Phosphorsäure, die Chromsäure enthalten.
Die Bäder für die elektrolytische Polierung von Kupfer hal>en, auf das Gewicht bezogen, beispielsweise die folgenden Zusammensetzungen:
Taljelle III
Bad Nr. 1 Bad Nr. 2
p. 100 p. 100
H1PO4 75 bis 78 82
Cr'11 0,8 0,5
Al111 0,3 bis 0,6 0,4
Cu 0,3 bis 0,5 0.4
Wasser Rest Rest
Man kann das Bad Nr. ι herstellen, indem man ein dreiwertiges Chromsalz zu Orthophosphorsäure von 75% zusetzt, wobei die gewünschte Menge metallischen Aluminiums durch Erhitzen in der Phosphorsäure gelöst wird. Beispielsweise kann man Chromichlorid in Phosphorsäure lösen und die erhaltene Lösung erhitzen, bis die Salzsäure vollständig abgetrieben ist, wobei man die Abwesenheit der Nebelbildung als Beweis nimmt, wenn man Ammoniakdampf über das Bad führt. Das letztere ist dann ungefähr auf 2/s seines ursprünglichen Volumens eingedampft. Bevor man das Bad benutzt, wird man Wasser zusetzen, um das frühere Volumen wieder herzustellen.
»5 Alan kann das Bad Nr. ι für die Behandlung von Kupfer auch in der Weise herstellen, daß man von einem Bad ausgeht, welches 850A Orthophosphorsäure, 1% Chromsäure und 0,5% metallisches Aluminium, in der Phosphorsäure gelöst, enthält, dieses Bad elektrolysiert und Wasser1 zusetzt, bis das gesamte sechswertige Chrom in dreiwertiges Chrom übergeführt ist.
Das Bad Nr. 2 für die Behandlung von Kupfer kann in gleicher Weise hergestellt werden wie das Bad Nr. 1.
Die elektrolytische Polierung geht im Bad Nr. 1 bei sehr wenig oder ohne Bewegung vor sich und liefert eine vollkommene Politur bei Anwendung von Stromdichten von π bis 21 Amp./dm2 und bei Temperaturen von 43 bis 520C. Das Bad Nr. 2 poliert Kupfer gut bei einerTemperaturvon49°Cundeiner Stromdichte von 16 Amp./dm2. Die folgende Tabelle IV gibt für das Bad Nr. 2 je nach den Stromdichten die Minima und Maxima der Betriebstemperaturen an, welche zur Erzielung einer zufriedenstellenden Politur geeignet sind.
Tabelle IV
Stromdichte Temperatur Temperatur
in Amp./dm2 minimum maximum
54 38° C 42° C
11,0 40° C 55°C
16,0 42° C 650C
21,0 42° C —
27,0 42° C —
Man kann Temperaturen unterhalb der angegebenen Minima anwenden, jedoch unter Anwendung von Maßnahmen, um die Bäder zu kühlen. Mit Stromdichten von wenigstens 21 Amp./dm2 kann man mit guten Resultaten Temperaturen von 77° C oder mehr anwenden.
Obgleich die Dauer des Betriebes sowohl für das Bad Nr. 1 als auch für das Bad Nr. 2 von der Natur des Kupfers und der ursprünglichen Oberflächenbeschaffenheit abhängt, wird man bemerkt haben, daß das Bad Nr. 2 eine etwas längere Behandlungsdauer erfordert als das Bad Nr. 1, dessen anodische Ausbeute höher ist.
Die folgende Tabelle V zeigt für das Bad Nr. 2 im benutzten Zustand den Einfluß der Temperatur auf die Badspannung und die elektrische Ausbeute bei verschiedenen Stromdichte!!.
Tabelle V
43C C Bad
spannung
in Volt 		49°C Beschaffen
heit der
Politur 		Bad
spannung
in Volt		 670C Beschaffen
heit der
Politur
Stromdichte
in Amp./dm2 		Bad
spannung
in Volt 		Beschaffen
heit der
Politur 		Elektrische
Ausbeute 		Elektrische
Ausbeute
3-0 p. 100 schlecht — p. 100 —
5.4 3-2 gut 3.8 50 gut 3.4 — schlecht
11,0 4-0 idem 44 35 idem 3.8 58 idem
16,0 4.6 idem 4.8 35 idem 4,1 43 gut
21,0 5.1 idem 4-9 35 idem 4,4 42 idem
27,0 -— — 35 42
Wenn der Gehalt an Wasser bei dieser Art von Bad, für welche die Bäder Nr. 1 und 2 als Beispiele anzusehen sind, höher ist als 23 oder 25%, so erhält man keine gute elektrolytische Polierung bei Anwendung einer Stromdichte, die niedriger ist als 16 Amp./dm2 bei Temperaturen über 430 C oder a1>er bei einem Metallgehalt, worunter der
Gesamtgehalt an zweiwertigem Kupfer dreiwertigem Chrom und dreiwertigem Aluminium zu verstehen ist, der niedriger ist als 2,5%. Die folgende Tabelle VI zeigt den Einfluß der Verdünnung auf die Badspannung und die elektrische Ausbeute, wenn man bei einer Temperatur von 490 C bei einer Stromdichte von 16 Amp./dm2 arbeitet.
Tabelle VI
Baddichte Gehalt an HjPO4 0,5% Al111, 1,2% Cr111 o,57oAlnI, 0.5% Cr111
bei 250 C Badspannung Anodische Badspannung Anodische
p. 100 in Volt Stromausbeutc in Volt Stromausbeute
— p. 100 p. 100
1,74 84 6,0 35 5,8 39
1,72 — 5,6 35 5,3 39
1,70 — 5,4 35 5,o 39
1,68 — 5,3 36 4,9 41
1,66 — 5,2 38 4,8 43
1,64 74 5,i 39 4,7 44
1,62 5,o 40 4,6 44
Die folgende Tabelle VII gibt die niedrigeren Betriebsstromdichten bei einer Temperatur von 490 C an und zeigt überdies die Notwendigkeit der Anwesenheit von dreiwertigem Aluminium im Bad,
um eine zufriedenstellende ekktrolytische Polierung
von Kupfer zu erzielen. 80
Tabelle VII
Stromstärke 76 % H3PO4, 0,50 0 Al 84 7o H3PO4, 0,5% Al
in Amp./dm2 Badspannung Beschaffenheit Badspannung Beschaffenheit
in Volt der Politur in Volt der Politur
54 — — 3,5 schlecht
8,0 3,5 gut 4,1 gut
11,0 3,9 idem 4,6 idem
13,5 4,4 idem 5,i idem
16,0 4,8 idem 5,6 idem
19,0 5,3 idem 6,2 idem
Anodische Anodische
Stromausbeute Stromausbeute
5,4 — p. 100 — 3.3 p. IOO schlecht
8,0 3,2 — 3,8 39 idem
11,0 3,5 — schlecht 4,3 34 idem
13,5 3,9 45 idem 4,8 33 idem
16,0 4-3 42 idem 5,3 33 idem
19,0 4,6 40 idem 5,8 33 idem
40 33
77% H3PO4
p. IOO
85% H3PO4
—
46
42
38
36
p. 100
44
36
32
29
27
26
Die nachfolgende Taljelle VIII zeigt andererseits die Wichtigkeit des Gehalts an Aluminium in den Bädern gemäß der Erfindung. Diese Tabelle zeigt überdies, daß die Gegenwart und der Prozentsatz an Chrom nicht von ausschlaggebender Bedeutung sind. Di« Tabelle wurde aufgestellt, um
im besonderen die Wirkung eines Gehalts an
Chrom bei der elektrolytischen Polierung in Orthophosphorsäure bei einer Temperatur von 490 C mit
einer Stromdichte von 16 Amp./dm2 zu zeigen. Das
Aluminium und das Chrom wurden einem Bad 110 zugesetzt, das 85 % H3 P O4 enthält.
Tabelle VIII
Konzentration
an		 C Badspannung ),5° 0 Aluminium Beschaffenheit Badspannung kein Aluminium Beschaffenheit
dreiwertigem in Volt Anodische der Politur in Volt Anodische der Politur
Chrom Stromausbeute Stromausbeute
p. 100 5,6 p. 100 gut 5,1 p. 100 Satin matt
O 5,6 35 idem 5,15 28 idem
0,2 5,6 35 idem 5,25 29 idem
0,4 5,6 35 idem 5,3 30 idem
0,6 5,6 35 idem 5,35 30 idem
0,8 5,65 35 idem 5,45 31 annehmbar
1,0 5,8 35 idem 5,5 32 idem
1,2 34 33
Die Notwendigkeit eines Minimalgehalts an Aluminium wird auch noch durch die folgende TaIn1He TX erwiesen, welche unmittelbar den Einfluß verschiedener Aluminiumgehalte auf die Beschaffenheit der erhaltenen Politur sowie auf die Badspannuug und die elektrische Ausbeute bei 49° C und die Anwendung einer Stromdichte von 16 Amp./dm2 zeigt.
Tabelle IX
10 Konzentration Badspannung 77°o HnPO4 Beschaffenheit Badspannung 85" „ H, PO1 Beschaffenheit
an Al in Volt Anodische der Politur in Volt Anodische der Politur
Stromausbeute Stromausbeutc
p. I OO 4,4 p. roo schlecht 5,5 p. 100 schlecht
I5 O.OO 4.6 3^ gut 5,75 20 gut
0,25 4.75 39 idem 5,9 32 idem
0,50 4.9 4o idem 6,1 33 idem
0.75 5," 3« idem 6,2 33 idem
1,00
20		 5,«5 3« idem 6,35 33 idem
i.-'5 5,1 3« idem 6,5 33 idem
1,50 3« 33
Die Tabelle X zeigt die Wirkung der Alterung der Hader gemäß der Erfindung und Bäder, welche Phosphorsäure gesättigt mit Chromsäure enthalten, wenn man bei 49 C mit einer Stromdichte von 16 Amp./dm2 arbeitet. Die Tabelle zeigt gleichzeitig den Einfluß der Größe der Kathode. Die fortschreitende Verschlechterung zufolge eines hohen Gehalts an Chromsäure ist augenscheinlich.
Tabelle X
84 Ursprüngliche Badzusammensetzung :,. o.5°» A Kathode Beschaffen
heit der		 Trspriiiifi liehe Radzusammensetzung , CrO.,
Prozent "0 H, PO1, i"„ CrC 64 mm Politur Si" , H, P O4, 5"
gehalt p. 100
an Badspannung Anoflische Stromausbeute 34 Bad- Beschaffen
heit der
anodisch
gelöstem		 Kathode in Volt 34 gut spannung
in Volt		 Politur
Kupfer 15 mm Kathode 34 idem Kathode
64 mm 34 idem 15 mm
p. 100 5,7 34 idem gut
O 5,7 4.8 34 idem 5,° idem
2 5,7 4,6 34 idem 5,5 idem
4 5,6 4-4 34 idem 5,9 schlecht
6 5,4 4.4 idem 6,3 idem
8 5.3 4.4 6,4 idem
K) 5.3 4,4 6.4 idem
12 5,3 4,4 6,4 idem
14 4,4 Kathode 6,4
15 mm Anodischc
p. 100 Strom
ausbeute
34 Kathode
34 15 mm
34 p. 100
34 42
34 41
34 35
34 30
34 30
3"
3'J
3«
Das Bad, dessen Ausgangszusammensetzung S4 Vo H3PO4, ι Vo CrO3 und 0,5% Al entspricht, ist das gleiche wie das Bad Nr. 2 für die Behandlung von Kupfer, von dem weiter oben die Rede war. Die Prozentsätze an Kupfer, die an der Anode gelöst werden, geben nicht notwendigerweise einen korrespondierenden Gehalt an Kupfer in den Bädern an, da ein gewisser Teil des gelösten Kupfers elektrolytisch abgeschieden wird. In Bädern, die Aluminium enthalten, wird Kupfer niedergeschlagen, wenn die Konzentration 0,5% erreicht. In Bädern, die Chromsäure enthalten, ist die obere Grenze der Löslichkeit von Kupfer 4 bis 6Vo.
Die Tabellen XI und XII zeigen ferner den Einfluß der Größe der Kathode und des Chromgehalts auf gealterte Bäder bei einer Temperatur von 490 C.
Tabelle XI
Stromdichte
in Amp, dm2 		Kathod 82",, R1PO4, o,f
2 von 64 mm		 Bad I Nr. 2 Al
von 15 mm		 Π ο
2,4° '„ Cr (aus
Kathode		 H3PO4,
CrO:l)o,3"n Al
von 15 mm
Badspannung
in Volt		 5",,Cr, 0,4" n
Kathode		 Badspannung
in Volt
5.4 3.O Badspannung
in Volt		 3.5
II,() 3.« 3.2 4.S
l6,() 4.4 4.3 6,1
21,0 4.8 5.2 7-3
6,o
Beschaffenheit
der Politur		 Beschaffenheit
der Politur		 Beschaffenheit
der Politur
schlecht schlecht schlecht
gut gut idem
idem idem idem
idem idem idem
Tal>elle XII
77"« H, PO4 , 2,4" „ Cr"' 76" η H3PO., Bad , 0,5" „ Cr"1 Nr. ι 82" 0 R1PO4 Bad ] , o,5"o Cr111 Nr. 2
Stromdichte 0.3" „Al"', 0,6" n Cu'" 0,4" „ Al+*, o,5",,Cu'" o,4n ο Al1", o,5° 0 Cu"1
in Λτηρ, dm- Badspannung Beschaffenheit Badspannung Beschaffenheit Badspannung Beschaffenheit
in Volt der Politur in Volt der Politur in Volt der Politur
5.4 3.5 schlecht 3,1 schlecht 3.2 schlecht
11,0 4.X idem 4 gut 4-3 gut
If)1O () idem 4.6 idem 5.4 idem
21,0 7,2 idem 4,8 idem 6 idem
Die Tabellen IV bis XII enthalten Angalxm, die zeigen, daß die Einführung von dreiwertigem Aluminium in Phosphorsäure eine elektrolytische Polierung von Kupfer in solchen Bädern in kontinuierlicher Arbeitsweise erlauben, wobei das gelöste Kupfer nach Maßgabe des Fortschreitens des Verfahrens wiedergewonnen wird. Die Anwesenheit beschränkter Mengen von dreiwertigem Chrom ist nicht schädlich, aber trägt nichts zur Ergiebigkeit des Hades 1>ei. Eine verhältnismäßig große kathodische Olxrflache verringert die Badspannung und erhöht die elektrische Auslaute für die elektrolvtische Abscheidung von Kupfer während der elektrolytischen I'olierung.

Claims (20)

Patentansprüche:
1. Elektrolyt zur kontinuierlichen elektrolytischen I'olierung von Nickel und Kupfer, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Polierung des als Anode zu schaltenden Metalls dienende, aus Phosphorsäure und Schwefelsäure oder nur aus Phosphorsäure l>estehende Elektrolyt dreiwertigesAluminium enthält.
2. Elektrolyt nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich dreiwertiges Chrom enthält.
3. Elektrolyt aus einem Gemisch von Schwefelsäure. Phosphorsäure, Aluminium und Chrom zum Polieren von Nickel nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Kon-
zentrationen zwischen 5 und 85% Schwefel- >äure, 5 und 85% Orthophosphorsäure, 0,5 bis 2.6% dreiwertigem Aluminium und zwischen ο und 1,4% dreiwertigem Chrom, wobei der Rest auf 100 im wesentlichen von Wasser gebildet wird und der Gesamtgehalt an Säure zwischen 50 und 90% liegt.
4. Verfahren zum elektrolytischen Polieren von Nickel, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Elektrolyts nach Anspruch 3 und die Anwendung einer Stromdichte zwischen 13,5 und 27 Amp./dm2 bei einer Temperatur zwischen 38 und 990 C.
5. Elektrolyt aus einem Gemisch von Phosphorsäure, Aluminium und Chrom zum Polieren von Kupfer nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Konzentrationen zwischen 75 und 84% Orthophosphorsäure, 0,25 bis 2°/o dreiwertigem Aluminium und ο bis 2% dreiwertigem Chrom, wobei der Rest auf 100 im wesentlichen von Wasser gebildet wird.
6. Verfahren zum elektrolytischen Polieren von Kupfer, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Elektrolyts nach Anspruch 5 und die Anwendung einer Stromdichte zwischen 5,4 und 2j Amp./dm2 bei einer Temperatur von mindestens 380 C.
7. Elektrolyt nach den Ansprüchen 1, 2 und 3
für die Polierung von Nickel, bestimmt zur Anwendung bei Temperaturen von 990 C, gekenn-
zeichnet durch die Konzentrationen von 15% Schwefelsäure, 63°/oOrthophosphorsäure, 2,6% dreiwertigem Aluminium und 1,4% dreiwertigem Chrom, wobei der Rest auf 100 im wesentlichen von Wasser mit wenig Nickelsulfat gebildet wird.
8. Elektrolyt nach den Ansprüchen i, 2 und 3 für die Polierung von Nickel, bestimmt zur Anwendung bei Temperaturen von 8o° C, gekennzeichnet durch die Konzentrationen von 14,5 % Schwefelsäure, 60,6% Phosphorsäure, 2,4% dreiwertigem Aluminium und 1,3% dreiwertigem Chrom, wobei der Rest auf 100 im wesentlichen von Wasser mit einem Gehalt von 0,5 bis ι % zweiwertigem Nickel gebildet wird.
9. Elektrolyt nach den Ansprüchen 1, 2 und 3 für die Polierung von Nickel, bestimmt zur Anwendung bei Temperaturen zwischen 46 und 550 C, gekennzeichnet durch Konzentrationen von 14,9% Schwefelsäure, 62,3 °/o Phosphorsäure, 0,5% dreiwertigem Aluminium und 0,3% dreiwertigem Chrom, wobei der Rest auf 100 im wesentlichen aus Wasser mit einem Gehalt von 0,5 bis 1% zweiwertigem Nickel besteht.
10. Elektrolyt nach den Ansprüchen 1,2 und 3 für die Polierung von Nickel und zur Anwendung, bestimmt bei einer Temperatur zwischen 45 und 550 C, gekennzeichnet durch die Konzentrationen von 13% Schwefelsäure, 56% Phosphorsäure, 2,6% dreiwertigem Aluminium und i,4°/o dreiwertigem Chrom, wobei der Rest auf 100 im wesentlichen von Wasser mit 0,5 bis 1% zweiwertigem Nickel gebildet wird.
11. Elektrolyt nach den Ansprüchen 1,2 und 3 für die Polierung von Nickel, bestimmt zur Anwendung bei 8o° C, gekennzeichnet durch die Konzentrationen von 10% Schwefelsäure, 62% Phosphorsäure und 2,2% dreiwertigem Aluminium, wobei der Rest auf 100 im wesentlichen aus Wasser mit 0,5 bis 1 °/o zweiwertigem Nickel besteht.
12. Elektrolyt nach den Ansprüchen 1,2 und 5 für die Polierung von Kupfer, gekennzeichnet durch die Konzentrationen von 75 bis 78% Orthophosphorsäure, 0,3 bis 0,6% dreiwertigem Aluminium und 0,8% dreiwertigem Chrom, wobei der Rest auf 100 im wesentlichen aus Wasser mit wenig anodisch gelöstem Kupfer besteht.
13. Elektrolyt nach den Ansprüchen 1, 2 und 5 für die Polierung von Kupfer, gekennzeichnet durch die Konzentrationen von 82% Phosphorsäure, 0,4% dreiwertigem Aluminium und 0,5% dreiwertigem Chrom, wobei der Rest auf 100 im wesentlichen aus Wasser mit wenig anodisch gelöstem Kupfer besteht.
14. Verfahren zum elektrolytischen Polieren von Kupfer, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Elektrolyts nach Anspruch 12 und die Anwendung einer Stromdichte zwischen 11 und 21 Amp./dm2 l>ei einer Temperatur zwischen 43 und 520 C.
15. Verfahren zum elektrolytischen Polieren von Kupfer, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Elektrolyts nach Anspruch 12 und die Anwendung einer Stromdichte von 5,4 Amp./dm2 bei einer Temperatur zwischen 38 und 420 C.
16. Verfahren zum elektrolytischen Polieren von Kupfer, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Elektrolyts nach Anspruch 12 und die Anwendung einer Stromdichte von 11 Amp./dm2 bei einer Temperatur zwischen 40 und 55° C.
17. Verfahren zum elektrolytischen Polieren von Kupfer, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Elektrolyts nach Anspruch 12 und die Anwendung einer Stromdichte von 16 Amp./dm2 bei einer Temperatur zwischen 42 und 650 C.
18. Verfahren zum elektrolytischen Polieren von Kupfer, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Elektrolyts nach Anspruch 12 und die Anwendung einer Stromdichte von 21 Amp./dm2 bei einer Temperatur von 42 bis 650 C.
19. Verfahren zum elektrolytischen Polieren von Kupfer, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Elektrolyts nach Anspruch 12 und die Anwendung einer Stromdichte von 2"] Amp./dm2 bei einer Temperatur zwischen 42 und 650 C.
20. Verfahren zum elektrolytischen Polieren von Kupfer, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Elektrolyts nach Anspruch 12 und durch die Anwendung einer Stromdichte über 21 Amp./dm2 bei einer Temperatur, die mindestens gleich yy° C ist.
1 3338 2.52
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