JPH1171695A - 低ストレスニッケルの電気メッキ - Google Patents

低ストレスニッケルの電気メッキ

Info

Publication number
JPH1171695A
JPH1171695A JP18572298A JP18572298A JPH1171695A JP H1171695 A JPH1171695 A JP H1171695A JP 18572298 A JP18572298 A JP 18572298A JP 18572298 A JP18572298 A JP 18572298A JP H1171695 A JPH1171695 A JP H1171695A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nickel
liter
stress
composition
bath
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP18572298A
Other languages
English (en)
Inventor
Nicholas M Martyak
ニコラス・エム・マーティアク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Original Assignee
Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atotech Deutschland GmbH and Co KG filed Critical Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Publication of JPH1171695A publication Critical patent/JPH1171695A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/12Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/12Process control or regulation
    • C25D21/14Controlled addition of electrolyte components

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低ストレスニッケルを導電性基材に電気メッ
キするための浴及びかかる浴を利用する方法を提供す
る。 【解決手段】 ニッケル及びニッケル合金を、ニッケル
アルカンスルホン酸及び圧縮ストレスを電着層に付与す
るストレス低減用添加剤を含有する酸性水溶液から電気
メッキすることができる。電気メッキ浴は、pH0〜5
を有する酸性である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】発明の分野は、低ストレスニ
ッケルを導電性基材に電気メッキするための浴及びかか
る浴を利用する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】産業の多くは、導電性基材にニッケルを
電気メッキ用コーティング浴中で連続又はバッチメッキ
することによって耐腐食性、化粧仕上げ及び電鋳コーテ
ィングを基材に付与する。
【0003】電鋳用途のような、低ストレスニッケルコ
ーティングが要求される場合に、又はニッケル付着物が
外部ストレスを受けることになる場合に、ニッケルスル
ファメート浴が使用されるのが普通である。ニッケルス
ルファメート溶液は、ニッケルスルフェート溶液より
も、(a)スルファメート生成されるコーティングの機
械的性質は、スルフェート溶液から形成されるコーティ
ングよりも優れており、(b)高い付着レートがスルフ
ァメート溶液から可能であり、かつ(c)付着物品質
は、pHや電流密度の変動によってそれ程に影響されな
いことから、好適である。しかしながら、ニッケルスル
ファメート浴が使用される場合に、いくつかの問題に取
り組む必要がある。
【0004】典型的なニッケルスルファメート溶液は、
ニッケルスルファメート(400〜650g/リット
ル)、塩化ニッケル(5〜20g/リットル)及び硼酸
(30〜40g/リットル)を含有する。作業pHは
3.5〜4.5でありかつ温度は35°〜50℃の範囲
になり得る。電解の間に陰極上にメッキされるニッケル
を補充するのに可溶性のニッケル陽極が使用される。電
流密度は0.5〜30A/dm2 の範囲である。
【0005】ニッケルスルファメート浴を使用すること
による問題の内の一つは、スルファメートイオンの安定
性である。
【0006】スルファメートイオンは、中性の又はわず
かにアルカリ性の溶液中では、高い温度においてさえ安
定である。しかし、これらの溶液は、水酸化ニッケルが
沈殿することから、5よりも大きいpHでは用いられな
い。
【0007】スルファメートイオンの加水分解が問題に
なり得る。スルファメートの加水分解は、アンモニウム
イオン及び硫酸水素塩又は硫酸塩アニオンを形成するこ
とを特徴とするのが普通である:
【化1】
【0008】スルファメート加水分解反応は、研究され
てきかつ水素イオン濃度が高くなると(pHが低くなる
と)、速度が増大するのが分かった。これらの研究者達
は、また、スルファメート加水分解反応が電解液の温度
の上昇によって増大し、これよりニッケルスルファメー
ト溶液が、通常Wattsタイプのニッケルメッキ溶液
に比べて低い温度で操作されることを見出した。
【0009】スルファメートイオンは、また、陽極で、
例えば白金のような不溶性陽極で及び不動の酸化ニッケ
ル電極で分解する。スルファメートの分解は、スルフィ
ット、ジチオネート、アゾジスルホネートや電着される
コーティングの品質に作用し得る別の知られていない種
のような幾種かの中間体を生成するようである。
【0010】ニッケルが電着されることになるニッケル
スルファメートと異なる浴を有することが望ましいであ
ろう。
【0011】ニッケルの層が付着されることになるニッ
ケル溶液を選択する場合に、ニッケルコーティングの生
成する内部ストレスを考慮することが重要である。ニッ
ケル付着物におけるストレスは、−15,000PSI
(−1,050Kg/cm2)(圧縮)〜約+100,000
PSI(+7,030Kg/cm2)(引張)の範囲である。
高い引張ストレスは、特にニッケルが機械的変形(スト
レス及び歪)又は高温に暴露されるならば、ニッケルを
クラックするに至り得る。ニッケルスルファメート溶液
から製造されるようなニッケル電鋳は、ニッケルが引張
ストレスの状態にあるならば、基材が取り出される場合
に狂いを有し又は寸法を変え得る。高い引張ストレス
は、また、スチールやアルミニウム合金の疲れ寿命を短
くするに至り得る。研究者達は、ニッケルが圧縮状態で
付着されるならば、高力スチールの疲れ寿命の22%の
短縮を示したが、ニッケルに引張ストレスが加えられる
ならば、疲れ寿命の59%の短縮を示した。同様に、引
張ストレスにおいてニッケルでメッキされたアルミニウ
ム合金は、疲れ寿命の55%の短縮を示したが、ニッケ
ルに完全に圧縮ストレスが加えられたならば、たった1
0%の短縮を示したにすぎなかった。
【0012】付着物の引張ストレスを減小させるのに、
有機添加剤がニッケル溶液に加えられるのが普通であ
る。ストレス減小剤の組成及び濃度は、ニッケル電解質
(例えば、ニッケルスルフェート又はニッケルスルファ
メート)の性質に依存する。ニッケルスルフェート溶液
からのニッケル付着物の内部ストレスに与える有機スト
レス減小剤の作用が調べられた。サッカリン、ナフタレ
ン−1,5−ジスルホン酸やナフタレントリスルホン酸
のような硫黄を含有する添加剤は、有効なストレス減小
剤である。硫黄含有化合物及びそれらがニッケルコーテ
ィングにおいて内部ストレスに及ぼす影響もまた研究さ
れた。ナトリウムベンゼンスルホネート、ベンゼンスル
ホンアミド及びスルファニル酸は内部ストレスを減小さ
せるが、ベンゼンスルホンアミドだけは圧縮ストレスを
付与する。しかし、p−アミノベンゼンスルホンアミド
は、スルフェート溶液からメッキされたニッケル付着物
においてストレスを極めて引張るようにならせる。
【0013】Proceedings of Amer
ican Electroplaters,Surfa
ce Finishing、837〜841頁(199
6)、Kudryavtsev等によるNickel
Electrodeposition from Me
thansulfonic Acid−BasedBa
thなる表題の論文は、Ni(CH3 SO32 (ま
た、NiMSAと表示される)からニッケルを電気メッ
キすることを、ニッケルスルファメート浴から電気メッ
キすることと比較している。
【0014】Kudryavtsev等は、スルファメ
ート浴の不利が、(1)スルファメート浴が化学的に不
安定であること、(2)スルファメートが60℃で分解
し始めるが、浴は45°〜60℃でランすること、及び
(3)浴はその他の金属イオンの不純物に極めて敏感で
あることを含み、これよりコーティング品質の劣化、延
性及び陰極電流効率の低下を防ぐのに、浴中に存在する
ことができる最大のFeは20mg/Lであり、最大の
Cuは10mg/Lであり、最大のZnは10mg/L
であり、最大のPbは2mg/Lでありかつ最大のCr
は2mg/Lであることを開示している。
【0015】Kudryavtsev等は、かれらが試
験した組成物が、Ni(CH3 SO32 100〜40
0g/リットル;H3 BO3 17〜40g/リットル;
サッカリン0.01〜1.8g/リットル;及びナトリ
ウムラウリルスルフェート0.02〜0.5gで構成さ
れること;かつ電気メッキプロセスがpH0.8〜2.
0;温度30°〜60℃;及び電流密度(CD)0.5
〜39A/dm2 であったことを開示している。しか
し、Kudryavtsev等が開示する組成物を用い
て電気メッキすることにより問題がある。第一に、ナト
リウムサッカリンは水に極めて可溶性であるが、糖酸は
水に可溶性でないので、糖酸は、加工pHが<2である
場合に、結晶化し始めかつ糖酸の粒子は電着されるニッ
ケルで付着されて容認し得ないコーティングを生成する
ことになる。第二に、Kudryavtsev等は、試
験したNi(CH3 SO32 組成物が、正の(引張)
内部ストレスを生じ、所望の負の(圧縮)内部ストレス
を生じなかったことを開示している。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明は、関
連する分野において遭遇されるこれらやその他の困難を
回避することの利点を得ようとするものである。これら
やその他の利点は、記載した従来のプロセス及び関連す
る分野の物質組成物の制限並びに不利の内の一つ又はそ
れ以上を実質的に除く方法及び物質組成物を提供する本
発明に従って得られる。
【0017】
【課題を解決するための手段】これらやその他の利点を
達成するために、かつ発明の目的に従えば、具体化しか
つ広く記載する通りに、発明は、ニッケルアルカンスル
ホン酸を電着プロセスにおいて使用して圧縮ストレスを
有する低ストレスニッケルコーティングを製造すること
を可能にする物質組成物を含む。
【0018】発明の一実施態様は、低ストレスの電着用
ニッケルコーティングを製造するための物質組成物であ
る。その組成物は、ニッケルアルカンスルホン酸及び圧
縮ストレスをコーティングに付与するストレス低減用添
加剤を含む酸性水性電気メッキ用浴である。
【0019】本発明の別の実施態様は、陰極導電性基材
を、陽極を中に差し込ませたコーティング浴中で電気メ
ッキし、浴は本質的にニッケルアルカンスルホン酸及び
圧縮ストレスをコーティングに付与するストレス低減用
添加剤からなり、コーティング浴をpH約0〜約5に保
ち;かつ基材上の電流密度を約1〜約100A/dm2
に保つことによって電着されたコーティングを製造する
方法である。
【0020】発明の別の実施態様は、低ストレスの電着
されるニッケルコーティングを製造するための効力のな
くなった(spent)電気メッキ用浴を補充するため
の物質組成物であり、効力のなくなった浴は、初めにN
i(CH3 SO32 及び圧縮ストレスをコーティング
に付与するストレス低減用添加剤を含有し、組成物は炭
酸ニッケル及び芳香族スルホン酸を含むスラリーであ
る。
【0021】発明の方法及び組成物は、優れたニッケル
コーティングを導電性基材上にもたらす。
【0022】
【発明の実施の形態】下記の記述は、発明の更なる特徴
及び利点を述べ、かつ一部、記述から明らかになる又は
発明の実施によって教えられるものと思う。当業者なら
ば、特に記載する記述及び特許請求の範囲において明ら
かにする方法及び物質組成物によって得られる発明の目
的及びその他の利点を認識するものと思う。
【0023】本発明の電気メッキ用浴は、通常、ニッケ
ルアルカンスルホン酸約50〜約600グラム/リット
ル、好ましくは約150〜450グラム/リットル;圧
縮ストレスを電着されたコーティングに付与するストレ
ス低減用添加剤約0.5〜15グラム/リットル、好ま
しくは5〜10グラム/リットル;必要に応じて、ニッ
ケルハロゲン0〜約100グラム/リットル、好ましく
は20〜40グラム/リットル;及び必要に応じて、緩
衝剤0〜約60g/リットルの混合物を含む。
【0024】ニッケルアルカンスルホン酸 ニッケルアルカンスルホン酸は、(R)(SO3x
(式中、R及びxは、本明細書以降に定義する)のスル
ホン酸を含む。
【0025】ニッケルアルカンスルホン酸は、水溶性化
合物を含み、水溶性化合物とは、化合物がほぼ室温(約
20℃)又はそれよりも低い温度(約10°〜約20
℃)、好ましくはこれらの温度〜浴の作業温度まで又は
それよりもわずかに低い温度で水に可溶性であり、かつ
下記の式を有するものを意味する: Ni[(R)(SO3xy (A)式 式中、xは1〜約3の値を有し;及びyは、xが1より
も大きい場合に、1になり得るように1〜2の値を有す
る。
【0026】Rは、炭素原子1〜約15、特に炭素原子
1〜約7を有するアルキル基であり、メチル、エチル、
プロピル、イソプロピル、ブチル、t−ブチル、イソブ
チル、ペンチル、イソペンチル、等のようなそれらの直
鎖及び枝分れ鎖異性体を含む。また、ヒドロキシ置換さ
れたアルキル(アルキルは本明細書中に定義する通りで
ある)も含む。これに関する具体的なニッケル塩は、下
記を含む:ニッケルメタンスルホネート、ニッケルエタ
ンスルホネート、ニッケルプロパンスルホネート、ニッ
ケルイソプロパンスルホネート、ニッケルブタンスルホ
ネート、ニッケルイソブタンスルホネート、ニッケルt
−ブタンスルホネート、ニッケルペンタンスルホネー
ト、ニッケルイソペンタンスルホネート、等、並びにそ
れらのヒドロキシ置換された化合物。Rは、また、下記
を含む:環状、及び複素環式炭化水素置換基、例えばシ
クロブチル、シクロブテニル、シクロヘキシル、シクロ
ヘキセニル、シクロヘキサジエニル、シクロオクタニ
ル、シクロオクタジエニルを含む炭素原子4〜約16、
特に炭素原子約6〜約14を有する脂環式、不飽和の脂
環式、及び芳香族基。
【0027】化合物は、Ni++の濃度を、好ましくは2
5〜135g/リットル、一層好ましくは50〜100
g/リットル、最も好ましくは約80g/リットルにす
る程の量で存在する。
【0028】本発明の浴において用いるのに好適なの
は、ニッケルメタンスルホン酸−Ni(CH3 SO3
2 である。
【0029】ニッケルの合金 発明は、また、ニッケルの合金を本発明のニッケルコー
ティングとして付着させることを含み、合金用金属のア
ルカンスルホネート塩及びニッケルスルホネートを用い
ることができ、ここで、(A)式において、合金用金属
を「Ni」に替えて用いることになり、「y」は、1〜
合金用金属の原子価までの値を有し、かつ「x」は、上
に挙げる値を有する。
【0030】ニッケルの合金は、また、本明細書中に記
載するスルホネート合金用化合物の代わりに又は該化合
物に加えて合金用添加剤を使用してコーティング浴に付
着させてもよい。その他のIB、IIB、IIIA、I
VA、IVB、VA、VB、VIB、VIIB又はVI
IIB族金属の内のいずれかを合金用金属として用いて
よい。また、VIII族及び/又はIIB族又はCr又
はMnからの合金用金属の混合物、特に2成分又は3成
分合金(ここで、合金用金属は、コーティング中に約
0.1〜約20重量%、特に約5〜約15重量%あたり
の量で存在する)も調製してよい。例は、NiZn、N
iCr、NiFe、NiP、NiMn、NiSn及びN
iWを含む。
【0031】合金は、合金金属を当分野で良く知られて
いる方式でコーティング浴に陽極として差し込むことに
より又は合金用金属の塩をコーティング浴に加えること
によるかのいずれかで調製する。
【0032】コーティングにおいて圧縮ストレスを付与
するストレス低減用添加剤 圧縮ストレスを電着されるコーティングに付与するスト
レス低減用添加剤は、浴中に濃度0.5〜15g/リッ
トル、好ましくは2〜15g/リットル、一層好ましく
は5〜10g/リットル、最も好ましくは約8g/リッ
トルで存在する。添加剤の濃度は、浴中に存在するニッ
ケルイオン濃度の5〜20%の範囲にするのが普通であ
る。
【0033】有用な添加剤は、Watts及びスルファ
メート浴において有用であるとして知られているものを
含む。化合物の芳香族基が、炭素原子約10〜約14を
有する任意の6員環又は多核環にすることができる芳香
族スルホン酸を含み、これらのすべては当分野において
良く知られている。1から約3あたりのスルホネート基
が芳香族環上で置換されることができる。例は、下記を
含む:アミノベンゼンスルホン酸、ベンゼンスルホン
酸、ベンゼンジスルホン酸、ナフチルアミンジスルホン
酸、ナフタレンモノスルホン酸、ナフタレンジスルホン
酸、ナフタレントリスルホン酸、ナフトールモノスルホ
ン酸及びp−トルエンスルホン酸。
【0034】その他の有用なストレス減小添加剤は、下
記を含む:ベンゼンスルファミド、システイン塩酸塩、
サッカリン(浴をpH>2に保つことになる場合に有
用)、o−トルエンスルホンアミド、チオアセトアミ
ド、チオセミカルバジド及びチオ尿素。
【0035】好適なのは、ナフタレントリスルホン酸、
特に1,3,6−ナフタレントリスルホン酸である。
【0036】ニッケルハロゲン 可溶性のニッケル陽極をプロセスにおいて使用する場合
には、浴は、ニッケルハロゲン、例えばNiCl2 又は
NiBr2 のようなニッケルハロゲンを含有するのが好
ましい。ニッケルハロゲンは、可溶性陽極の溶解を助成
する。浴中に存在するニッケルハロゲンの量は、約0〜
100g/リットル、好ましくは20〜40g/リット
ルである。
【0037】浴へのその他の添加剤 浴を、当業者に知られている他の成分を加えることによ
って調節することもまた発明の範囲内である。そのよう
なその他の添加剤は、例えば硼酸のような緩衝剤0〜約
60g/リットル、好ましくは35〜45g/リットル
及び/又は表面張力を減小させかつ水素ガスのバブリン
グを防ぐための界面活性剤、例えばナトリウムラウリル
スルフェート0〜約2ml/リットル、好ましくは約1
ml/リットルを含む。
【0038】pH プロセスに従う電着は、pH約0〜約5、好ましくは約
0.5〜約4.5、最も好ましくはpH約1〜4で行
う。
【0039】電流密度 本発明の組成物及びプロセスは、電流密度約1〜約20
0Amps/dm2 、好ましくは約2〜約30Amps
/dm2 で作動する。スチールストリップ上のような高
速メッキでは、好適な電流密度は約50〜約100Am
ps/dm2 である。
【0040】温度 発明のプロセスは、温度ほぼ室温(20℃)〜約80
℃、好ましくは約30°〜約70℃、最も好ましくは約
40°〜約60℃で進む。
【0041】攪拌 高電流密度の「焼け(burning)」を防ぎかつ溶
液の一層一様な制御をもたらすために、溶液攪拌を採用
してよい。空気攪拌、機械的攪拌、ポンピング、陰極棒
及びその他の溶液攪拌手段が、すべて満足すべきもので
ある。加えて、溶液は、攪拌しないで作動せてもよい。
【0042】スチールストリップ上のような高速メッキ
では、浴の攪拌は、流量約0.5〜5メートル/秒を生
じるのが好ましい。
【0043】組成物を補充する プロセスが不溶性陽極を用いる場合に、低ストレスニッ
ケルの電着を可能にする程のニッケルを浴中に存在させ
るために、浴溶液は、終局的に補充することが必要にな
る。効力のなくなったニッケルアルカンスルホン酸及び
ストレス低減用添加剤含有電気メッキ用浴を補充するた
めに適した組成物は、(a)ニッケルを補充しかつ浴の
pHを増大させる炭酸ニッケル、及び(b)圧縮ストレ
スを電着層に付与するのに用いる初めの浴のストレス低
減用添加剤を含むスラリーである。
【0044】スラリーは、通常、スラリー中に存在する
炭酸ニッケル1000g/リットルに付きストレス低減
用添加剤0.5〜10g/リットル、好ましくは1.5
〜5g/リットルを含有することになる。しかし、スト
レス低減用添加剤の量は、スラリーにおいて用いる特定
のストレス低減用添加剤に依存することになる。例え
ば、1,3,6−ナフタレントリスルホン酸がストレス
低減用添加剤であるならば、その量は、炭酸ニッケル1
000g/リットル当り、好ましくは約1〜6g/リッ
トル、最も好ましくは約3g/リットルになる。
【0045】浴に加えるスラリーの量は、効力のなくな
った浴に暴露したAmp時間に基づくことになりかつ浴
中のニッケルの量を電気メッキする人によって所望され
る濃度に保つ程にすることになる。
【0046】陽極 本発明のプロセスにおいて有用な陽極は、可溶性陽極、
例えばニッケルホイルのようなもの、及び不溶性陽極、
例えば白金及び貴金属酸化物のようなものを含む。
【0047】本発明において用いる不溶性(不活性)陽
極は、電解質溶液に不溶性(不活性)であり、固体陽極
金属又は金属化合物、例えば酸化物(ここで、金属は、
周期表のIVB、VB、VIB、VIIB、VIII
B、及びIB族のものである)のいずれかからなり、或
は陽極は、上記の金属又はそれらの合金を、例えばIV
B、VB、VIB、VIIB、及びVIIIB族金属か
らの一層安価な卑金属及びそれらの合金、例えばステン
レスチールを含む支持体金属上に取り付けさせて含む。
好適な陽極金属化合物は、二酸化イリジウム(IrO
2 )である。IrO2 の合金金属は、VIB及びVII
B族の金属、例えばクロム、モリブデン、及びニッケル
が好ましい。
【0048】不溶性陽極は、ニッケルに加えて、いずれ
のガルバーン金属を付着させるのに用いることができ
る。付着させることができる金属は、当業者に知られて
おり、亜鉛、銅、鉛、クロム、マグネシウム、錫、モリ
ブデン及びこれらの合金を含む。
【0049】基材(陰極) 電気メッキは、導電性基材に発明の組成物を電解被覆す
ることにより本明細書中に記載する方式で進み、ここ
で、基材(陰極)は、導電性基材又はポリマー基材、又
は絶縁性基材(例えば、合成ポリマー基材のようなポリ
マー基材又はセラミック基材)に、金属のような導電性
物質又はカーボン基材のような任意の当分野で知られて
いる導電性基材を被覆させてなる。
【0050】例は、電気メッキプロセスをスチール基材
上に実施するプロセスとして記載するが、導電性基材
が、ポリマー、プラスチック、純金属又は金属合金であ
ろうと、その他の鉄合金基材又はIB、IIB、III
A、IVA、IVB、VA、VB、VIB、VIIB又
はVIIIB族金属及び元素をベースにした合金を含も
うと、任意の導電性基材を採用してよく、合金は、これ
らの金属又は合金の内の二種又はそれ以上の組合せ、特
に金属及び合金の内の二、三又は四成分組合せを含む。
【0051】プロセス コーティングは、電気コーティング浴中の陽極と浴中の
陰極基材の間に電流を所望のニッケルコーティングを陰
極上に付着させる程の時間通すことによって進む。
【0052】明細書全体を通して記載する通りの発明を
説明する種々の数値範囲は、また、本明細書中に記載す
る範囲の下方端と範囲の上方端との任意の組合せを含
み、取り分け、化合物の濃度、これらの化合物対互いの
比、分子量、pH、電流密度、温度、等の範囲、並びに
これらの範囲内に包含されるすべての整数及び/又は分
数値及び範囲を含む。
【0053】
【実施例】例1 Ni(CH3 SO32 (300g/リットル)及び
1,3,6−ナフタレントリスルホン酸(7.5/リッ
トル)を含有する浴を調製した。ニッケルハロゲン又は
緩衝剤を加えなかった。
【0054】1リットルのメッキ用容器を使用してニッ
ケルコーティングをスチール板上に付着させるのに、浴
を50℃で穏やかに空気攪拌しながら用いた。陽極は、
ニッケルホイルの片であった。平均の電流密度は約4a
mp/dm2 であった。メッキの開始時に浴のpHは
3.5であり、メッキの終りに2.1であった。
【0055】付着を15分間実施してコーティング厚さ
7〜10μmをもたらす。コーティングは滑らかであり
かつ半鮮明(semi−bright)であった。コー
ティングにおけるストレスは、−6000PSI(−4
20Kg/cm2)(圧縮)であった。
【0056】例2 Ni(CH3 SO32 (300g/リットル);1,
3,6−ナフタレントリスルホン酸(7.5/リット
ル)、NiCl2 (40g/リットル)、及びH3 BO
3 (45g/リットル)を含有する浴を調製した。
【0057】1リットルのメッキ用容器を使用してニッ
ケルコーティングをスチール板上に付着させるのに、浴
を50℃で穏やかに空気攪拌しながら用いた。陽極は、
ニッケルホイルの片であった。平均の電流密度は約4a
mp/dm2 であった。メッキの開始時に浴のpHは
3.5であり、メッキの終りに3.4であった。
【0058】付着を15分間実施してコーティング厚さ
9〜12μmをもたらした。コーティングは滑らかであ
りかつ半鮮明であった。ストレスは、−5200PSI
(−370Kg/cm2)(圧縮)であった。
【0059】例3 Ni(CH3 SO32 (300g/リットル)、ナト
リウムサッカリン(1g/リットル)、NiCl2 (4
0g/リットル)、及びH3 BO3 (45g/リット
ル)を含有する浴を調製した。
【0060】1リットルのメッキ用容器を使用してニッ
ケルコーティングをスチール板上に付着させるのに、浴
を50℃で穏やかに空気攪拌しながら用いた。陽極は、
ニッケルホイルの片であった。平均の電流密度は約4a
mp/dm2 であった。メッキの開始時に浴のpHは
3.3であり、メッキの終りに3.4であった。
【0061】付着を30分間実施してコーティング厚さ
19〜23μmをもたらした。コーティングは滑らかで
ありかつは半鮮明であった。ストレスは、−2000P
SI(−140Kg/cm2)圧縮であった。
【0062】例4 Ni(CH3 SO32 (300g/リットル)及び
1,3,6−ナフタレントリスルホン酸(7.5/リッ
トル)を含有する浴を調製した。1リットルのメッキ用
容器を使用してニッケルコーティングをスチール板上に
付着させるのに、浴を50℃で穏やかに空気攪拌しなが
ら用いた。陽極は、酸化イリジウム被覆したチタンの片
であった。平均の電流密度は約4amp/dm2 であっ
た。メッキの開始時に浴のpHは1.8であり、メッキ
の終りに1.7であった。
【0063】付着を60分間実施してコーティング厚さ
40〜45μmをもたらした。コーティングは滑らかで
ありかつ半鮮明であった。ストレスは、−3200PS
I(−230Kg/cm2)(圧縮)であった。
【0064】例5 Ni(CH3 SO32 (300g/リットル)及び
1,3,6−ナフタレントリスルホン酸(7.5/リッ
トル)を含有する浴を調製した。1リットルのメッキ用
容器を使用してニッケルコーティングをスチール板上に
付着させるのに、浴を55℃で穏やかに空気攪拌しなが
ら用いた。可溶性ニッケルホイル及び酸化イリジウム被
覆したチタンの片の2つの陽極を使用した。平均の電流
密度は約5amp/dm2 であった。メッキの開始時の
浴のpHは2.0であり、メッキの終りに1.8であっ
た。
【0065】付着を30分間実施してコーティング厚さ
18〜22μmをもたらした。コーティングは滑らかで
ありかつ半鮮明であった。ストレスは、−1500PS
I(−105Kg/cm2)(圧縮)であった。
【0066】例6 NiCO3 150g/リットルを70%MSAに溶解す
ることによってニッケルメタンスルホネート溶液を調製
した。炭酸ニッケルを完全に溶解した後に、この溶液を
ろ過してあらゆる残留粒状物質を除いた。これに、硼酸
30g/リットル、ナフタレントリスルホン酸5g/リ
ットルを加えた。この溶液を加熱して60℃にして硼酸
を溶解した。冷却して室温にした際に、pHを70%M
SAで調整して2.0にした。
【0067】A.スチールクーポンを50g/リットル
NaOH中で陽極洗浄し、次いで水すすぎした。これ
を、5%HCl中で、室温において5秒間活性化した。
スチールを4amp/dm2 で15分間メッキした。パ
ネルは、鮮明かつ滑らかであった。陰極電流効率は、8
9.3%であった。
【0068】B.この溶液に、Al23 (150メッ
シュ)10g/リットルを加え、混合した。第二のパネ
ルを上記の通りにして前処理しかつ15分間メッキし
た。パネルは、鮮明かつ半滑らかであった。陰極効率
は、90.2%であった。走査電子鏡検法は、ニッケル
マトリックス中で酸化アルミニウム粒子の共付着を示し
た。
【0069】例7 NiCO3 150g/リットルを70%MSAに溶解す
ることによってニッケルメタンスルホネート溶液を調製
した。炭酸ニッケルを完全に溶解した後に、この溶液を
ろ過してあらゆる残留粒状物質を除いた。これに、塩化
ニッケル15g/リットル、硼酸30g/リットル、ナ
フタレントリスルホン酸3g/リットルを加えた。この
溶液を加熱して60℃にして硼酸を溶解した。冷却して
室温にした際に、pHを70%MSAで調整して3.2
にした。
【0070】A.スチールパネルを上記の通りにして前
処理しかつ溶液中でメッキした。パネルは、鮮明かつ滑
らかであった。陰極電流効率は、96%であった。
【0071】B.この溶液に、二硫化モリブデンMoS
2 2g/リットルを加えた。これを10分間混合した。
スチールパネルを上記の通りにして前処理しかつメッキ
した。陰極効率は、94%であった。SEM分析は、M
oS2 粒子が存在することを示した。 C.新しいニッケル溶液に、MoSi2 2g/リットル
を加えた。これらの粒子をニッケル溶液中で10分間混
合させた。スチールパネルを上記の通りにして清浄にし
かつこの溶液中でメッキした。SEM分析は、ニッケル
コーティング中にMoSi2 が存在することを確認し
た。
【0072】例8 スルファミド酸の5%水溶液を調製しかつpHを調整し
て3.0にした。3つの電極電気化学的セットアップを
使用してスルファミド酸の酸化を研究した。対向電極
は、IrO2 グリッドであった。参照電極は、銀/塩化
銀であった。作用電極は、イリジウム被覆したチタンで
あった。この系の電位を、−0.2Vから始めて陽極方
向に走査した。大きな酸化ピークが+0.3Vにおいて
見られた。
【0073】5%MSA溶液を調製しかつpHを炭酸水
素ナトリウムで調整して3.0にした。同じ3電極系を
この研究において使用した。このMSA溶液では、酸化
ピークは+0.3Vにおいて観測されなかった。
【0074】従って、不溶性陽極をニッケルメタンスル
ホネート電解質において使用して分解副生物を経験する
ことができない。不溶性陽極をスルファミド酸溶液にお
いて使用しすると、陽極において分解生成物に至ること
になる。
【0075】比較例1 Ni(CH3 SO32 (300g/リットル)及びナ
トリウムサッカリン(1g/リットル)を含有する浴を
調製した。ニッケルハロゲンを使用しなかった。
【0076】1リットルのメッキ用容器を使用してニッ
ケルコーティングをスチール板上に付着させるのに、浴
を50℃で穏やかに空気攪拌しながら用いた。陽極は、
ニッケルホイルの片であった。平均の電流密度は約4a
mp/dm2 であった。メッキの開始時に浴のpHは
3.3であり、メッキの終りに1.7であった。メッキ
の終りにおいて、白色沈殿がメッキ溶液中に見られた。
これは、pHの低下による沈殿した糖酸である。
【0077】付着を30分間実施してコーティング厚さ
17〜23μmをもたらした。コーティングはわずかに
荒くかつ半鮮明であった。ストレスは、+4200PS
I(+300Kg/cm2)引張であった。
【0078】比較例2〜5 Ni(CH3 SO32 を含有する浴から電気メッキし
たニッケルの5つのコーティングを比較した。H3 BO
3 、NiCl2 、pH、CD及びNTS(1,3,6−
ナフタレントリスルホン酸)がストレスに与える作用を
研究した。プロセスは、すべて60℃で作動させる。
【0079】結果のまとめ NTSの不存在において、すべての付着物におけるスト
レスは引張であった。NTSは、圧縮ストレスを確実に
するのに必要である。
【0080】
【表1】
【0081】明細書を通して、発明等は発明において用
いる種々の物質を所定の成分をベースにして言い、かつ
それらが実質的にこれらの成分を含有すること、或はこ
れらの成分が少なくともベース成分をこれらの物質中に
含むことを意図する。
【0082】種々の変更態様及び変更を発明の組成物及
び方法に発明の精神又は範囲から逸脱しないでなし得る
ことは、当業者にとって明らかであると思う。本発明の
これらの変更態様及び変更を、それらが特許請求の範囲
の記載及びそれらの均等の範囲内に入りさえすれば、発
明の一部として含むべきことを意図する。

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低ストレスの電着されるニッケルコーテ
    ィングを製造するための物質組成物であって、下記: a−ニッケルアルカンスルホン酸、 b−圧縮ストレスをコーティングに付与するストレス低
    減用添加剤、 c−必要に応じて、ニッケルハロゲン、及び d−必要に応じて、緩衝剤を含む酸性水性電気メッキ用
    浴である物質組成物。
  2. 【請求項2】 前記ニッケルアルカンスルホン酸が、濃
    度50〜600gms/リットルで存在し、前記ストレ
    ス低減用添加剤が、0.5〜15gms/リットルの量
    で存在し、前記ニッケルハロゲンが、0〜100gms
    /リットルの量で存在し及び前記緩衝剤が、0〜60g
    /リットルの量で存在する請求項1の組成物。
  3. 【請求項3】 前記ニッケルアルカンスルホン酸が、濃
    度150〜300gms/リットルで存在し、前記スト
    レス低減用添加剤が、5〜10gms/リットルの量で
    存在し、前記ニッケルハロゲンが、20〜40gms/
    リットルの量で存在し及び前記緩衝剤が、35〜45g
    /リットルの量で存在する請求項1の組成物。
  4. 【請求項4】 ストレス低減用添加剤が、芳香族スルホ
    ン酸である請求項1の組成物。
  5. 【請求項5】 ニッケルアルカンスルホン酸がニッケル
    メタンスルホン酸であり、ストレス低減用添加剤がナフ
    タレントリスルホン酸である請求項1の組成物。
  6. 【請求項6】 更に、ニッケルハロゲンを含む請求項1
    の組成物。
  7. 【請求項7】 ニッケルハロゲンがNiCl2 である請
    求項6の組成物。
  8. 【請求項8】 低ストレスの電着されるニッケルコーテ
    ィングを製造する方法であって、下記:陰極導電性基材
    を、陽極を中に有するコーティング浴中で電気メッキ
    し、該浴の組成は本質的に下記からなり: a−ニッケルアルカンスルホン酸、 b−圧縮ストレスをコーティングに付与するストレス低
    減用添加剤、 c−必要に応じて、ニッケルハロゲン、及び d−必要に応じて、緩衝剤; 該コーティング組成物をpH0〜5に保ち;かつ該基材
    上の電流密度を1〜200A/dm2 に保つことを含む
    方法。
  9. 【請求項9】 前記浴が、更にニッケルハロゲンを含む
    請求項8の方法。
  10. 【請求項10】 pHを0.5〜2.0に保つ請求項8
    の方法。
  11. 【請求項11】 前記基材がスチール導管を含む請求項
    8の方法。
  12. 【請求項12】 前記基材がスチールワイヤを含む請求
    項8の方法。
  13. 【請求項13】 前記基材が平鋼を含む請求項8の方
    法。
  14. 【請求項14】 前記ニッケルアルカンスルホン酸が、
    濃度50〜600gms/リットルで存在し、前記スト
    レス低減用添加剤が、0.5〜15gms/リットルの
    量で存在し、前記ニッケルハロゲンが、0〜100gm
    s/リットルの量で存在し及び前記緩衝剤が、0〜60
    g/リットルの量で存在する請求項8の方法。
  15. 【請求項15】 前記ニッケルアルカンスルホン酸が、
    濃度150〜300gms/リットルで存在し、前記ス
    トレス低減用添加剤が、5〜10gms/リットルの量
    で存在し、前記ニッケルハロゲンが、20〜40gms
    /リットルの量で存在し及び前記緩衝剤が、35〜45
    g/リットルの量で存在する請求項8の方法。
  16. 【請求項16】 ニッケルアルカンスルホン酸がニッケ
    ルメタンスルホン酸であり、ストレス低減用添加剤がナ
    フタレントリスルホン酸である請求項8の方法。
  17. 【請求項17】 ニッケルアルカンスルホン酸がニッケ
    ルメタンスルホン酸であり、ストレス低減用添加剤がナ
    トリウムサッカリンであり、前記組成物を2よりも高い
    〜5のpHに保つ請求項8の方法。
  18. 【請求項18】 低ストレスの電着されるニッケルコー
    ティングを製造するために使用された、Ni(CH3
    32 及びストレス低減用添加剤を含有する効力のな
    くなった電気メッキ用浴を補充するための物質組成物で
    あって、炭酸ニッケル及び初めの浴のストレス低減用添
    加剤を含むスラリーである物質組成物。
  19. 【請求項19】 スラリーが、炭酸ニッケル1000g
    /リットルに付きストレス低減用添加剤0.5〜10g
    /リットルで構成される請求項18の組成物。
  20. 【請求項20】 ストレス低減用添加剤が、芳香族スル
    ホン酸である請求項18の組成物。
  21. 【請求項21】 ガルバーン金属コーティングを不溶性
    陽極の存在において導電性基材に電着させる方法であっ
    て、該陽極及び該基材を該ガルバーン金属の可溶性のア
    ルカンスルホン酸又は芳香族スルホン酸塩の水溶液中に
    浸漬し、かつ該溶液に電流を該ガルバーン金属を該基材
    上に付着させる程の電流密度で通過させることを含む方
    法。
  22. 【請求項22】 前記アルカンスルホン酸がメタンスル
    ホン酸である請求項21の方法。
JP18572298A 1997-06-18 1998-06-17 低ストレスニッケルの電気メッキ Withdrawn JPH1171695A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5014097P 1997-06-18 1997-06-18
US6492398A 1998-04-23 1998-04-23
US60/050140 1998-04-23
US09/064923 1998-04-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1171695A true JPH1171695A (ja) 1999-03-16

Family

ID=26727930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18572298A Withdrawn JPH1171695A (ja) 1997-06-18 1998-06-17 低ストレスニッケルの電気メッキ

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0892087A3 (ja)
JP (1) JPH1171695A (ja)
CN (1) CN1142327C (ja)
CA (1) CA2236933A1 (ja)
SG (1) SG63851A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002241984A (ja) * 2001-02-09 2002-08-28 Sumitomo Electric Fine Polymer Inc 電鋳ニッケルベルト、被覆ニッケルベルト、及び被覆ニッケルベルトの製造方法
JP2009519453A (ja) * 2005-12-16 2009-05-14 アレヴァ エヌペ 加圧水型原子炉の一次冷却系統における加圧装置のための加熱ロッド

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY151755A (en) 2007-12-28 2014-06-30 Shinetsu Chemical Co Outer blade cutting wheel and making method
CN101831675B (zh) * 2010-05-21 2012-03-14 南通市申海特种镀饰有限责任公司 超导材料镀镍工艺
CN103160868A (zh) * 2011-12-17 2013-06-19 鞍钢重型机械有限责任公司 一种用于生产含硫活性镍的电解液及其使用方法
CN103422150A (zh) * 2012-05-22 2013-12-04 泰州宏瑞新材料有限责任公司 用于电镀的重金属离子浓度调节槽及电镀装置
CN102677103B (zh) * 2012-06-05 2014-10-29 湖北联合天诚防伪技术股份有限公司 电铸版图案尺寸扩大的方法
CN105200462A (zh) * 2015-10-19 2015-12-30 姜少群 一种结晶器铜管的单质镍过渡层电镀方法
CN114717612A (zh) * 2022-03-29 2022-07-08 集美大学 利用Cr纳米层实现微结构光学铜模保护和脱模的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1000311A (en) * 1962-10-25 1965-08-04 Albright & Wilson Mfg Ltd Electrodeposition of nickel
FR1582093A (ja) * 1968-05-31 1969-09-26
US3726768A (en) * 1971-04-23 1973-04-10 Atomic Energy Commission Nickel plating baths containing aromatic sulfonic acids
GB1524748A (en) * 1976-05-28 1978-09-13 Inco Europ Ltd Production of hard heat-resistant nickel-base electrodeposits
JP2763072B2 (ja) * 1987-11-13 1998-06-11 エヌ・イーケムキヤツト 株式会社 錫‐ニツケル合金めつき液
JPH0598488A (ja) * 1991-06-05 1993-04-20 Daiwa Kasei Kenkyusho:Kk 銅−ニツケル合金電気メツキ浴
JP3365866B2 (ja) * 1994-08-01 2003-01-14 荏原ユージライト株式会社 非シアン性貴金属めっき浴

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002241984A (ja) * 2001-02-09 2002-08-28 Sumitomo Electric Fine Polymer Inc 電鋳ニッケルベルト、被覆ニッケルベルト、及び被覆ニッケルベルトの製造方法
JP2009519453A (ja) * 2005-12-16 2009-05-14 アレヴァ エヌペ 加圧水型原子炉の一次冷却系統における加圧装置のための加熱ロッド
US9730277B2 (en) 2005-12-16 2017-08-08 Areva Np Pressurizer heater for the primary cooling system of a pressurized-water nuclear reactor

Also Published As

Publication number Publication date
CN1142327C (zh) 2004-03-17
CA2236933A1 (en) 1998-12-18
SG63851A1 (en) 1999-03-30
EP0892087A3 (en) 2000-06-07
CN1213019A (zh) 1999-04-07
EP0892087A2 (en) 1999-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2927066A (en) Chromium alloy plating
JP2001500195A (ja) ニッケル―燐合金皮膜の電気めっき
US4036709A (en) Electroplating nickel, cobalt, nickel-cobalt alloys and binary or ternary alloys of nickel, cobalt and iron
KR20010042102A (ko) 니켈-텅스텐 합금용 연성제
US3697391A (en) Electroplating processes and compositions
US2693444A (en) Electrodeposition of chromium and alloys thereof
JPH1171695A (ja) 低ストレスニッケルの電気メッキ
US2658032A (en) Electrodeposition of bright copper-tin alloy
US4189358A (en) Electrodeposition of ruthenium-iridium alloy
US4487665A (en) Electroplating bath and process for white palladium
JPS5932554B2 (ja) 酸性メッキ水溶液
US4016051A (en) Additives for bright plating nickel, cobalt and nickel-cobalt alloys
US3703448A (en) Method of making composite nickel electroplate and electrolytes therefor
US3969399A (en) Electroplating processes and compositions
US3580821A (en) Bright silver electroplating
US4297179A (en) Palladium electroplating bath and process
CN110785516A (zh) 用于在衬底上沉积装饰用镍涂层的镍电镀浴
US4435254A (en) Bright nickel electroplating
US3186926A (en) Electroplating solution containing a diester of selenious acid
US4411744A (en) Bath and process for high speed nickel electroplating
NO147995B (no) Fremgangsmaate til fremstilling av en elektrolytisk utfelling og pletteringsopploesning for utfoerelse av fremgangsmaaten
US3630856A (en) Electrodeposition of ruthenium
KR19990007076A (ko) 저응력 니켈의 전기 도금
US4392921A (en) Composition and process for electroplating white palladium
EP0025694B1 (en) Bright nickel plating bath and process and composition therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050906