LT6548B - Platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalas ir platinos-rodžio lydinio tolydžios dangos formavimo būdas - Google Patents

Platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalas ir platinos-rodžio lydinio tolydžios dangos formavimo būdas Download PDF

Info

Publication number
LT6548B
LT6548B LT2016536A LT2016536A LT6548B LT 6548 B LT6548 B LT 6548B LT 2016536 A LT2016536 A LT 2016536A LT 2016536 A LT2016536 A LT 2016536A LT 6548 B LT6548 B LT 6548B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
platinum
solution
rhodium
chemical
deposition
Prior art date
Application number
LT2016536A
Other languages
English (en)
Other versions
LT2016536A (lt
Inventor
Ina STANKEVIČIENĖ
Eugenijus Norkus
Aldona JAGMINIENĖ
Loreta TAMAŠAUSKAITĖ TAMAŠIŪNAITĖ
Aldona BALČIŪNAITĖ
Aušrinė ZABIELAITĖ
Benjaminas ŠEBEKA
Vytenis BUZAS
Liudas TUMONIS
Original Assignee
Valstybinis mokslinių tyrimų institutas Fizinių ir technologijos mokslų centras
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 Valstybinis mokslinių tyrimų institutas Fizinių ir technologijos mokslų centras filed Critical Valstybinis mokslinių tyrimų institutas Fizinių ir technologijos mokslų centras
Priority to LT2016536A priority Critical patent/LT6548B/lt
Publication of LT2016536A publication Critical patent/LT2016536A/lt
Publication of LT6548B publication Critical patent/LT6548B/lt

Links

Landscapes

  • Chemically Coating (AREA)

Abstract

Išradimas priskiriamas metalų cheminio (autokatalizinio) metalų lydinių nusodinimo tirpalams ir procesams, būtent platinos-rodžio lydinio cheminiam nusodinimui. Išradimas gali būti panaudotas nusodinant platinos-rodžio dangas ant dielektrikų, puslaidininkių arba sudėtingos konfigūracijos laidininkų. Išradimu siekiama sumažinti platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalo toksiškumą, padidinti dangos formavimosi greitį bei supaprastinti ir atpiginti tolydžios platinos-rodžio dangos formavimo būdą. Pagal išradimą platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo būdas apima dengiamo paviršiaus sensibilizavimą SnCl2 tirpale, aktyvavimą PdCl2 tirpale bei panardinimą į vonią su cheminio nusodinimo tirpalu, kuris susideda iš platinos(IV) jonų šaltinio K2PtCl ribose 0,003-0,03 M, rodžio(III) jonų šaltinio RhCl3 ribose 0,001 - 0,005 M, diizopropanolamino (Dipa) ribose 0,015 - 0,25 M, hidrazino N2H4 ribose 0,01 - 0,1 M ir pH reguliatoriaus - koncentruotos acto rūgšties CH3COOH iki mišinio pH11,5.

Description

Technikos sritis
Išradimas siejamas su platinos-rodžio lydinio dangos formavimo procesu naudojant cheminio (besrovio) nusodinimo metodą, paremtą autokatalizinės metalų jonų redukcijos reakcijomis, kai reduktoriaus anodinės oksidacijos metu susidarę elektronai redukuoja Pt4+ jonus iki metalinės Pt, o Rh3+ - iki metalinio Rh, bei platinosrodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalu, skirtu šiam metodui. Išradimas gali būti panaudotas nusodinant platinos-rodžio lydinio dangas ant dielektrikų, puslaidininkių arba sudėtingos konfigūracijos laidininkų, pvz., gaminant elektronikos prietaisus ir jų komponentus, mikroelektronikoje chemiškai padengiant platinos-rodžio lydinį ant natūralaus arba jau padengto kitų medžiagų sluoksniais silicio kaip barjerinis sluoksnis, panaudojant platinos-rodžio lydinio dangas efektyviai apsaugai nuo korozijos, o taip pat nusodinant platinos-rodžio lydinio sluoksnį, kaip raketinio kuro degimo katalizatorių, ant sudėtingos konfigūracijos ir prigimties nešėjų aerokosminių variklių gamyboje.
Technikos lygis
Šiuo metu yra žinomi trys platinos-rodžio lydinių cheminio nusodinimo tirpalai. Visi jie yra šarminiai, o Pt4+ ir Rh3+ reduktoriumi naudojamas hidrazinas arba natrio tetrahidroboratas.
US 3486928 (1969 12 30) aprašoma šarminė cheminio platinos-rodžio lydinio nusodinimo vonia, kurioje Pt(IV) jonų šaltiniu naudojamas heksahidroksi platinos(IV) kompleksas, o rodžio(lll) jonų šaltiniu panaudotas (NH)3RhCI6 kompleksas bei hidrazinas kaip reduktorius. Šio tirpalo trūkumai: tirpalai nestabilūs aukštesnėje nei 35 °C temperatūroje, tirpalo stabilizavimo priedu naudojamas kancerogeniškas etilendiaminas, hidrazino kiekis tirpale turi būti pastoviai papildomas, nes, esant didesnėms hidrazino koncentracijoms, vyksta Pt(IV) ir Rh(lll) redukcija visame tirpalo tūryje. Verta paminėti, kad autoriams nepavyko gauti lydinių, kuriuose rodžio būtų daugiau nei 20 masės procentų.
Cheminio platinos-rodžio lydinio nusodinimo tirpalas trumpai aprašytas JPS5939504 (1984 09 25). Skirtingai nuo aukščiau paminėto patento, čia reduktoriumi naudojamas natrio tetrahidroboratas, Pt(IV) ir Rh(lll) jonų šaltiniais buvo chloridiniai kompleksai, o stabilizatoriumi naudotas hidroksilaminas arba etilendiaminas. Lydinio nusodinimas buvo atliekamas ne aukštesnėje nei 40 °C temperatūroje, šio tirpalo trūkumai: tirpalo stabilizavimo priedu naudojami kancerogeniški etilendiaminas ar hidroksilaminas, tirpalai nestabilūs aukštesnėje nei 40 °C temperatūroje. Kitas trūkumas yra tame, kad gautose dangose šalia redukuotos platinos-rodžio, būtinai susidaro elementinis boras ar į jas sorbuojami boro junginiai, o tai įtakoja platinos-rodžio dangos grynumą.
Dar viena platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo vonia yra žinoma iš US 6706420 (2004 03 16) patento aprašymo, kur Pt(IV) ir Rh(lll) jonų šaltiniais buvo amoniakiniai-nitritiniai minėtų metalų kompleksai, tirpalo pH 8-13. Gautuose platinosrodžio lydiniuose rodžio kiekis svyravo nuo 1 iki 13 masės %. Šios platinos-rodžio cheminio nusodinimo vonios trūkumai: pH palaikymui naudojamas stipriai garuojantis koncentruotas amoniakas, kurio koncentracija tirpale nurodyta nuo 150 iki 200 ml/l.
Sprendžiama techninė problema
Išradimu siekiama sumažinti platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalo toksiškumą, padidinti dangos formavimosi greitį bei supaprastinti ir atpiginti tolydžios platinos-rodžio dangos formavimo būdą, leidžiantį nusodinti tolydžias ir kompaktiškas platinos-rodžio lydinio dangas aukštesnėje temperatūroje ir be reduktoriaus papildymo proceso metu bei santykinai brangių priedų naudojimo, ir kuriose rodžio būtų daugiau nei 20 masės %.
Išradimo esmės atskleidimas
Pagal pasiūlytą išradimą platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalas apima 0,003-0,03 M koncentracijos K2PtCl6, kaip platinos(IV) jonų šaltinį, 0,0010,005 M koncentracijos RhCI3, kaip rodžio(lll) jonų šaltinį, 0,015-0,25 M koncentracijos diizopropanolaminą (Dipa), kaip Ugandą, 0,01-0,1 M koncentracijos hidraziną N2H4, kaip reduktorių, ir koncentruotą acto rūgštį CH3COOH, kaip pH reguliatorių iki pH 11,5.
Platinos cheminio nusodinimo tirpalas yra sudarytas iš 0,0014 M K2PtCl6, 0,0014 M RhCI3, 0,03 M Dipa, 0,056 M N2H4, CH3COOH iki pH 11,5.
Platinos-rodžio lydinio tolydžios dangos formavimo būde, apimančiame dengiamo paviršiaus sensibilizavimą SnCI2 tirpale ir aktyvavimą PdCI2 tirpale bei panardinimą į vonią su cheminio nusodinimo tirpalu, kur cheminio nusodinimo tirpalas yra pagal bet kurį išradimo apibrėžties 1-2 punktą.
Sensibilizavimui naudojamo SnCI2 tirpalo koncentracija yra ribose 0,1-1,0 g/l, o aktyvavimui naudojamo PdCI2 tirpalo koncentracija yra ribose 0,05-1,0 g/l. Platinos cheminio nusodinimo metu minėto tirpalo temperatūra yra apie 60 °C. Platinos-rodžio cheminio nusodinimo procesas vyksta leidžiant per tirpalą azotą, kuris atlieka maišymo funkciją bei stabilizuoja tirpalą.
Išradimo naudingumas
Pagal pasiūlytą išradimą platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalas yra netoksiškas, kadangi naudojamas ekologiškas ir nekancerogeninis Pt(IV) ir Rh(lll) ligandas, taip pat tirpalas neturi papildomų priedų, galinčių sorbuotis į nusodinamas platinos-rodžio dangas.
Pagal pasiūlytą išradimą platinos-rodžio dangos formavimo būdas leidžia nusodinti tolydžias ir kompaktiškas platinos-rodžio lydinio dangas be reduktoriaus papildymo proceso metu, t. y., vykdant platinos-rodžio cheminį nusodinimą iš pradinio tirpalo be reaguojančių tirpalo komponentų papildymo.
Reduktoriumi naudojant hidraziną, kurio anodinės oksidacijos reakcijos metu susidaro tik dujiniai produktai ir neužteršią gautos suredukuotos metalinės platinosrodžio lydinio dangos, Pt(IV) ir Rh(lll) ligandu buvo panaudotas ekologiškai nekenksmingas ir nekancerogeniškas ligandas diizopropanolaminas (Dipa):
(1)
Formulė (1). Diizopropanolamino (Dipa) struktūrinė formulė
Pagal išradimą optimizuotos sudėties platinos-rodžio cheminio nusodinimo tirpalo, kuriame reduktoriumi naudojamas hidrazinas, o ligandu diizopropanolaminas, panaudojimas 60 °C temperatūroje, užtikrinančioje didesnį dangos formavimosi greitį, bei leidžiant per tirpalą azotą, kuris atlieka maišymo funkciją bei stabilizuoja tirpalą, padeda išvengti intensyviau vykstančio hidrazino skilimo, o tuo pačiu ir papildomo hidrazino pridėjimo į platinos cheminio nusodinimo tirpalą.
Išradimas detaliau paaiškinamas brėžiniais, kurie neapriboja išradimo apimties ir kuriuose pavaizduota:
Fig. 1 Ant šiurkštinto stiklo chemiškai nusodintos platinos-rodžio dangos SEM (skenuojančio elektronų mikroskopo) nuotrauka. Dangos nusodinimo sąlygos: 0,0014 M H2PtCI6, 0,0014 M RhCI3, 0,03 M Dipa, 0,056 M N2H4, CH3COOH iki pH 11,5; 60 °C; 60 min.
Fig.2 Nusodintos Pt-Rh dangos cheminė sudėtis pagal SEM duomenis. Dangos nusodinimo sąlygos, kaip ir 1 pav.
Fig.3 Ant šiurkštinto stiklo chemiškai nusodintos platinos-rodžio dangos SEM (skenuojančio elektronų mikroskopo) nuotrauka. Dangos nusodinimo sąlygos: 0,0014 M H2PtCI6, 0,0014 M RhCI3, 0,03 M etilendiamino, 0,056 M N2H4, CH3COOH iki pH 11,5; 60 °C; 60 min.
Fig.4 Ant šiurkštinto stiklo chemiškai nusodintos platinos-rodžio dangos SEM (skenuojančio elektronų mikroskopo) nuotrauka. Dangos nusodinimo sąlygos: 0,0014 M H2PtCI6, 0,0014 M RhCI3, 0,03 M Dipa, 0,056 M N2H4, CH3COOH iki pH 11,5; 60 °C; 60 min.
Išradimo realizavimo pavyzdys
Paruošiamas platinos cheminio nusodinimo tirpalas, kurio sudėtyje yra 0,015 M H2PtCI6, 0,0014 M RhCI3, 0,03 M Dipa, 0,056 M N2H4, CH3COOH iki pH 11,5; 60 °C. Po to paruošiama šiurkštinto stiklo plokštelė: plokštelė 1 min. įmerkiama j 0,5 g/l SnCI2 sensibilizavimo tirpalą, praplaunama dejonizuotu vandeniu, po to 1 min. pamerkiama į 0,5 g/l PdCI2 aktyvavimo tirpalą, praplaunama dejonizuotu vandeniu ir įmerkiama į platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalą, kur dangos nusodinimas vyksta 60 min. 60 °C temperatūroje, leidžiant per tirpalą (barbotuojant) azotą, kuris atlieka maišymo funkciją, kartu stabilizuodamas tirpalą, kuriame nėra papildomų tam skirtų priedų. Po 60 min. dengiama plokštelė išimama iš tirpalo, praplaunama dejonizuotu vandeniu ir išdžiovinama. Gaunama tolydi platinos-rodžio lydinio danga (Fig.1), kurios storis yra apie 0,2 pm. Pt-Rh lydinio sudėtyje yra 28,95 masės % (arba 43,58 atominiai %) rodžio (Fig.2).
Palyginimui buvo nusodinta Pt-Rh lydinio danga, vietoje Dipa ligandu naudojant įprastinį Ugandą - etilendiaminą (Fig.3). Gautieji rezultatai rodo, kad Dipa atveju (Fig.4) formuojasi tolydžiai dengiamą paviršių padengiantis Pt-Rh sluoksnis, kai, tuo tarpu etilendiamino atveju dengiamasis paviršius yra nepilnai padengiamas danga (Fig.3).

Claims (6)

  1. IŠRADIMO APIBRĖŽTIS
    1. Platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalas, apimantis platinos(IV) jonų šaltinį, rodžio(lll) jonų šaltinį, ligandą, reduktorių ir pH reguliatorių, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad minėtas cheminio nusodinimo tirpalas apima:
    0,003-0,03 M koncentracijos K2PtCI6, kaip platinos(IV) jonų šaltinį;
    0,001-0,005 M koncentracijos RhCI3, kaip rodžio(lll) jonų šaltinį;
    0,015-0,25 M koncentracijos diizopropanolaminą (Dipa), kaip ligandą;
    0,01-0,1 M koncentracijos hidrazino N2H4, kaip reduktorių; koncentruotą acto rūgštį CH3COOH, kaip pH reguliatorių iki pH 11,5.
  2. 2. Platinos cheminio nusodinimo tirpalas pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad minėtas mišinio tirpalas yra sudarytas iš 0,0014 M K2PtCI6, 0,0014 M RhCI3, 0,03 M Dipa, 0,056 M N2H4, CH3COOH iki pH 11,5.
  3. 3. Tolydžios platinos-rodžio lydinio dangos formavimo būdas, apimantis dengimo paviršiaus sensibilizavimą SnCI2 tirpale ir aktyvavimą PdCI2 tirpale bei panardinimą į vonią su cheminio nusodinimo tirpalu, besiskiriantis tuo, kad cheminio nusodinimo tirpalas yra pagal bet kurį iš 1-2 punktų.
  4. 4. Būdas pagal 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad sensibilizavimui naudojamo SnCI2 tirpalo koncentracija yra ribose 0,1-1,0 g/l, o aktyvavimui naudojamo PdCI2 tirpalo koncentracija yra ribose 0,05-1,0 g/l.
  5. 5. Būdas pagal bet kurį iš 3-4 punktų, besiskiriantis tuo, kad platinos cheminio nusodinimo metu minėto tirpalo temperatūra yra palaikoma apie 60 °C.
  6. 6. Būdas pagal bet kurį iš 3-5 punktų, besiskiriantis tuo, kad platinos-rodžio cheminio nusodinimo procesas vyksta leidžiant per tirpalą azotą, kuris atlieka maišymo funkciją bei stabilizuoja tirpalą.
LT2016536A 2016-12-28 2016-12-28 Platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalas ir platinos-rodžio lydinio tolydžios dangos formavimo būdas LT6548B (lt)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2016536A LT6548B (lt) 2016-12-28 2016-12-28 Platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalas ir platinos-rodžio lydinio tolydžios dangos formavimo būdas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2016536A LT6548B (lt) 2016-12-28 2016-12-28 Platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalas ir platinos-rodžio lydinio tolydžios dangos formavimo būdas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2016536A LT2016536A (lt) 2018-07-10
LT6548B true LT6548B (lt) 2018-08-10

Family

ID=62750687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2016536A LT6548B (lt) 2016-12-28 2016-12-28 Platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalas ir platinos-rodžio lydinio tolydžios dangos formavimo būdas

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT6548B (lt)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3486928A (en) 1965-10-21 1969-12-30 Int Nickel Co Bath and process for platinum and platinum alloys
JPS5939504B2 (ja) 1982-05-19 1984-09-25 工業技術院長 ロジウム又はロジウム合金の無電解メツキ浴
US6706420B1 (en) 2000-07-06 2004-03-16 Honeywell International Inc. Electroless platinum-rhodium alloy plating

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3486928A (en) 1965-10-21 1969-12-30 Int Nickel Co Bath and process for platinum and platinum alloys
JPS5939504B2 (ja) 1982-05-19 1984-09-25 工業技術院長 ロジウム又はロジウム合金の無電解メツキ浴
US6706420B1 (en) 2000-07-06 2004-03-16 Honeywell International Inc. Electroless platinum-rhodium alloy plating

Also Published As

Publication number Publication date
LT2016536A (lt) 2018-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Barker Electroless deposition of metals
JP2004502871A (ja) 無電解銀めっき
Rayée et al. Underpotential deposition of silver on gold from deep eutectic electrolytes
CN109415812B (zh) 化学镀铂液
US6391477B1 (en) Electroless autocatalytic platinum plating
WO2017050662A1 (en) Plating bath composition for electroless plating of gold and a method for depositing a gold layer
CA2893664C (en) Process for metallizing nonconductive plastic surfaces
DE60104007T2 (de) Stromlose plattierung einer platinum-rhodium-legierung
LT6548B (lt) Platinos-rodžio lydinio cheminio nusodinimo tirpalas ir platinos-rodžio lydinio tolydžios dangos formavimo būdas
US9783891B2 (en) Iron boron alloy coatings and a process for their preparation
JPH06280031A (ja) 無電解パラジウムめっき方法及びそれに用いる無電解めっき浴
KR20200008113A (ko) 무전해 백금 도금액 및 그것을 사용하여 얻어진 백금 피막
JPH0762549A (ja) 無電解パラジウムめっき液
JP2005047752A (ja) 酸化亜鉛膜の皮膜構造の制御方法
LT6547B (lt) Platinos cheminio nusodinimo tirpalas ir platinos tolydžios dangos formavimo būdas
JPH08291389A (ja) 非シアン置換金めっき液及びこの液を用いた金めっき方法
Okinaka et al. Electroless plating of platinum group metals
RU2661644C1 (ru) Пирофосфатно-аммонийный электролит контактного серебрения
JPH07166392A (ja) 金めっき液及び金めっき方法
JPH06240463A (ja) 金属微粉末の無電解銀鍍金方法
WO2025103608A1 (en) Composition for electroless platinum plating and process for platinum plating
TWI794751B (zh) 無氰化物之置換鍍金液組成物
JP2007217751A (ja) 無電解メッキ液およびメッキ法
JPWO2009054420A1 (ja) 合金皮膜の無電解めっき方法およびめっき液
WO2018122989A1 (ja) シアンフリー置換金めっき液組成物

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20180710

FG9A Patent granted

Effective date: 20180810

MM9A Lapsed patents

Effective date: 20191228