Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 31.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 15.03.1975 75152 KI. 48a,5/04 MKP C23b 5/04 Twórca wynalazku: Ewa Ingier-Stocka Uprawniony z patentu tymczasowego: Osrodek Badawczo-Rozwojowy Pomiarów i Automatyki Elektro¬ nicznej, Wroclaw (Polska) Kapiel galwaniczna do zelazowania Przedmiotem wynalazku jest kapiel galwaniczna blyszczacych powlok zelaza na miedzi.Do elektrolitycznego osadzania powlok zelaza stosuje sie kwasne kapiele galwaniczne np. chlor¬ kowe zawierajace jako glówny skladnik uwodniony chlorek zelazawy; siarczanowe oparte na uwodnio¬ nym siarczanie zelazawym albo mieszane, siarcza- nowo-chlorkowe, zawierajace uwodniony siarczan zelazawy i chlorek, np. chlorek sodu. Do wszystkich wymienionych rodzajów kapieli dodaje sie niekiedy sacharoze, co ma na celu zwiekszenie gladkosci nanoszonych powlok zelaza. Wymienione kapiele pracuja w podwyzszonej temperaturze, zaleznie od ich rodzaju, w granicach od okolo 50°C do okolo 90°C.Powazna wada wymienionych kapieli jest ich znaczna sklonnosc do utleniania sie w czasie pro¬ cesu nanoszenia powlok. Proces utleniania jest tym gwaltowniejszy im wyzsza jest temperatura pracy kapieli. Utlenianie sie kapieli polega na utlenianiu sie zelaza dwuwartosciowego do trójwartosciowego, co powoduje wydzielanie sie osadu wodorotlenku zelazowego. Stwierdzono, ze w ciagu kilkunastu minut od rozpoczecia procesu nanoszenia powlok, a nawet w okresie wstepnego podgrzewania kapieli, gwaltownie wzrasta stezenie jonów zelaza trójwar¬ tosciowego, wskutek czego, obniza sie pradowa wydajnosc procesu. Równoczesnie powstaje w roz¬ tworze koloidalna zawiesina wodorotlenku zelazo¬ wego, która powoduje koniecznosc ciaglego filtro¬ wania kapieli. Duza ilosc i charakter osadu powo¬ duje szybkie zanieczyszczanie filtru, a co za tym idzie spadek jego wydajnosci i zmusza do czestego 5 oczyszczenia przekladek filtracyjnych. Wymienione niedogodnosci odbijaja sie na jakosci nanoszonych powlok, powodujac pojawienie sie na nich pitingu.Uzyskane w tych kapielach powloki sa miekkie i porowate, wskutek czego sa podatne na scieranie 10 i korozje. , Podatnosc kapieli chlorkowych na utlenianie mozna zmniejszyc przez zastosowanie jako dodatku chlorku glinu. Nie jest to jednak dostatecznie sku¬ teczne, poniewaz nie mozna ta droga uzyskac pelnej 15 eliminacji szkodliwych jonów.Celem wynalazku jest usuniecie wymienianych wad i niedogodnosci.Zadaniem technicznym wymagajacym rozwiazania jest opracowanie skladu kapieli galwanicznej, 20 w której wytracanie sie wodorotlenku zelazowego w trakcie procesu ulegnie radykalnemu zmniej¬ szeniu.Rozwiazanie zadania technicznego, zgodnie z wy¬ nalazkiem, zostalo osiagniete dzieki temu, ze sklad 25 wymienionych kapieli chlorkowych, siarczanowych i siarczanowo-chlorkowych uzupelniony zostal do¬ datkiem jednej z organicznych soli szczawianów, salicylanów, sulfosalicylanów, cytrynianów, winia¬ nów w ilosci od 0,05 do 3,5% wagowych, dzieki 30 czemu kapiel uzyskuje nowe wlasciwosci, polega- 7515275152 jace na wiazaniu wydzielajacych sie podczas zela¬ zowania jonów zelaza trójwartosciowego w trwale, nawet w wysokiej temperaturze, kompleksy. Rów¬ noczesnie, uzyskana kapiel ma charakter roztworu buforowego.Zaleta kapieli wedlug wynalazku jest to, ze dzie¬ ki wiazaniu jonów zelaza trójwartosciowego w trwa¬ le kompleksy, proces nakladania powlok moze byc prowadzony w klarownym roztworze kapieli przez okres kilkadziesiat razy dluzszy niz w znanych, wymienionych kapielach, zanim rozpocznie sie wy¬ tracanie koloidalnego osadu wodorotlenku zelazo¬ wego. Dzieki temu na powlokach otrzymanych z kapieli wedlug wynalazku nie wystepuje piting, wskutek czego polepsza sie znacznie jakosc powlok zelaza i ich trwalosc. Uzyskane powloki sa okolo dwukrotnie twardsze od uzyskiwanych w znanych kapielach, dzieki czemu sa tez znacznie bardziej odporne na scieranie. Dzialanie wymienionych w wynalazku dodatków do kapieli powoduje ko¬ rzystne zmiany w strukturze warstwy zelaza.Otrzymana powloka jest jednolita, gladka i blysz¬ czaca i odznacza sie dobra przyczepnoscia do podlo¬ za, zwlaszcza do miedzi i ma zwiekszona odpor¬ nosc na korozje.Proces nakladania powlok ulega uproszczeniu, nie ma potrzeby ciaglej filtracji kapieli. Ponadto kapiel taka pracuje stabilnie z wydajnoscia 93—98% i ma wlasciwosci roztworu buforowego o pH okolo 2,2 i dzieki temu nie wymaga czestej korekty pH.Kapiel wedlug wynalazku znajduje zastosowanie do nanoszenia twardych, blyszczacych powlok na miedzianych grotach lutowniczych, na matry¬ cach drukarskich i dla róznych celów specjalis¬ tycznych.Ponizej podano przyklady receptury kapieli we¬ dlug wynalazku, w których zawartosci poszcze¬ gólnych skladników sa wyrazone w procentach wagowych. 10 15 30 35 kapiel chlorkowa: czterowodny chlorek zelazawy chlorek wapniowy cytrynian sodowy sacharoza woda destylowana Przyklad II Kapiel siarczanowa: siedmiowodny siarczan zelazawy siarczan sodu winian sodowo-potasowy sacharoza woda destylowana Przyklad III Kapiel siarczanowo-chlorkowa siedmiowodny siarczan zelazawy chlorek sodu winian sodowo-potasowy sacharoza woda destylowana % wagowe 29,0 6,9 0,7 2,3 reszta % wagowe 12,5 8,3 2,5 0,9 reszta 35,6 2,4 0,4 2,4 reszta 40 Otrzymywanie kapieli wedlug wynalazku polega na zwyklym rozpuszczeniu skladników w wodzie destylowanej. Kapiel wedlug wynalazku pracuje w nastepujacych warunkach: pH od 2,2 do 4,1; temperatura od 50°C do 90°C; gestosc pradu od 1 A/dm2 do 10 A/dm2. PL PL