RO127301A2 - Procedeu de electrodepunere uniformă a nichelului pe suport de cupru - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de electrodepunere uniformă a nichelului pe suport de cupru sau fier cuprat, în prezenţa polivinilpirolidonei ca agent activ de suprafaţă, utilizat în industria constructoare de maşini. Procedeul conform invenţiei constă în obţinerea unor pelicule pasivante subţiri, compacte şi uniforme de Ni, prin utilizarea unor băi de tip Watts şi folosirea unor soluţii acide pe bază de NiSO6HO - 240 g/L şi NiCl6HO - 45 g/L; ca sistem tampon se utilizează o cantitate de 30 g/L de acid boric, iar ca agent activ de suprafaţă foloseşte 5 g/L de polivinilpirolidonă, electrodepunerea utilizând un domeniu al temperaturilor de lucru cuprins între 40...65°C, şi densităţi ale curentului electric cuprinse între 100...300 mA.

Description

Invenția se referă la un procedeu de electrodepunere uniformă a nichelului pe suport de cupru sau fier cuprat, în prezența polivinilpirolidonei ca agent activ de suprafață, utilizat în industria constructoare de mașini.

Se cunoaște un procedeu de electrodepunere a zincului lucios pe suporturi din aliaje de cupru, fier cuprat, alte materiale neferoase sau materiale polimerice dielectrice [Patent GB 1394637 (A)/l 975.05.21], care utilizează drept agenți de suprafață, cu rol de surfactant, pilivinilpirolidona în concentrații cuprinse între 1,00 și 25,00 g/L, ca atare sau în amestec cu alți aditivi tensioactivi, de tipul polietilen- sau polipropilenglicol, piridină, chinolină, izochinolină sau acridină în concentrații de 0,001 -4,00 g/L, la temperaturi de lucru cuprinse între 10 și 60°C, pH = 1,00 -10,00 densitatea de curent de 0,5 - 5,0 A/dm², timpi de electrodepunere de 0,5 -120 min, pentru filme de 0,25 - 25 microni obținute în băi de depunere Barrel, în prezența sistemului tampon acid citric - hidroxid de amoniu - clorură de amoniu.

Acest procedeu are dezavantajul utilizării unei încărcături mari de agenți cu rol de surfactanți și a unui sistem tampon complex, cu variațiile de concentrație, spre limitele de epuizare, greu de monitorizat.

/ De asemenea, pentru îmbunătățirea calității apelor uzate, provenite din soluțiile epuizate și cele de spălare, prin eliminarea procedeelor de electrodepunere în băile pe bază de ioni cian, se folosesc procedeele pe bază de pirofosfați alcalini alături de sărurile solubile de nichel [Patente

GB 19730044715/1973.09.24, ROI 14646 (Bl) - 1999-06-30 și US 19720293659/1972.09.26], care au dezavantajul obținerii unor pelicule rugoase, slab lucioase și depozite relativ neuniforme, cu formarea de precipitate ce pot colmata sistemele de filtrare, necesitând întreruperea procesului pentru intervenții de schimbare a filtrelor.

Se cunosc și alte procedee libere de ioni cian, pe bază de soluții slab acide sau slab alcaline sau neutre [Patente GB 1597568 (A)/1981-09-09, GB1543548 (A)/1979-0404, GB1484227 (A)/1977-09-01, AU7394874 (A)/l 976-04-08] care conțin mari cantități de agenți de luciu, substanțe tampon și agenți de complexare, cu scopul de a stabiliza pH-ul și de a solubiliza <^2 0 1 0 - 0 0 8 4 7 -1 7 -09- 2010 ionii de nichel, ce implică densități de curent foarte mari, pentru un domeniu de pH cuprins între 4,00 și 8,00, dar care nu permit realizarea de pelicule lucioase, mai ales pe suprafețe complexe sau pentru policromii ornamentale.

Procedeul de electrodepunere uniformă a nichelului pe suport de cupru sau fier cuprat, caracterizat prin aceea că, în vederea obținerii de pelicule pasivante subțiri, compacte și uniforme, utilizând băile de tip Watts, folosește soluții acide pe bază de N1SO4 6H₂O - 240 g/L și NiCl₂ 6H₂O - 45 g/L, ca sistem tampon acidul boric - 30 g/L și ca agent activ de suprafață polivinilpirolidona 5 g/L, în domeniul temperaturilor de lucru 40-65°C și al densităților de curent cuprinse între 100 300 mA.

Prin aplicare acest procedeu aduce o serie de avantaje:

- folosește sistemul acid cu un singur tampon și un agent surfactant, compatibil cu sărurile solubile de Ni²⁺ și care prezintă sinergie înaltă în procesul de electrodepunere;

- permite controlul riguros al concentrațiilor în componenții chimici;

- o aderență bună la substrat, peliculele fiind uniforme și compacte, având dimensiuni uniforme ale cristal ițelor, de ordin submicronic (sub 25 pm);

- soluțiile epuizate și apele de spălare sunt ușor de neutralizat;

- se obțin pelicule pasivante, cu mare putere de protecție climatică și mecanică, dar și ornamentală.

în continuare se prezintă un exemplu de realizare a invenției.

Pentru prepararea unui litru de soluție apoasă acidă s-a folosit următoarea compoziție: NiSO₄6H₂O 240 g;

NiCl₂ 6H₂O 45 g;

H₃BO₃30 g;

Polivinilpirolidonă 5 g;

Apă distilată 780g.

Această soluție se introduce într-o baie tip Watts.

Montajul experimental cu care s-au realizat depuneile de nichel este alcătuit dintr-un potențiostat-galvanostat prevăzut cu un soft specializat în prelucrarea datelor, o celulă de electroliză termostatată, agitator magnetic și termometru pentru controlul temperaturii. S-a lucrat la diferite

CV-2D10-00847-17 -09- 2010 temperaturi cuprinse între 40-65°C. S-a folosit un electrod de referință, electrodul de calomel, iar contraelectrodul a fost confecționat din nichel electrolitic de puritate ridicată.

în prealabil piesele din fier cuprat sau din aliaje de cupru sunt curățate prin decapare într-o soluție acidă cu următoarea compoziție, 500 g I/¹ H2SO4 98%, 500 gL'¹ NHO3 și 5gL^_l NaCl la temperatura de 25°C, timp de 5 minute. Piesele sunt spălate cu apă distilată și apoi cântărite.

Electrodepunerea s-a realizat la tensiunea de 750...1100 mV și un curent variind între 100 și 300 mA, timp de 5... 10 minute, în funcție de mărimea pieselor, la o temperatură de lucru cuprinsă între 40 și 65°C. După depunere piesele nichelate sunt spălate cu apă distilată și apoi uscate.

Claims (2)

1. Procedeu de electrodepunere uniformă a nichelului pe suport de cupru, caracterizat prin aceea că, în vederea obținerii de pelicule pasivante subțiri, compacte și uniforme, utilizând băile de tip Watts, folosește o soluție apoasă acidă cu următoarea compoziție: N1SO4 6H₂O - 240 g/L și NiCl₂ 6H₂O - 45 g/L, având ca sistem tampon H3BO3 - 30 g/L și ca agent activ de suprafață polivinilpirolidona - 5 g/L,

2. Procedeu de electrodepunere uniformă a nichelului pe suport de cupru, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, pentru o electrodepunere compactă și uniformă într-o baie de tip

Watts, se utilizează o tensiune cuprinsă între 750 și 1100 mV și un curent variind între 100 și 300 mA, timp de 5...10 minute, în funcție de mărimea pieselor, la o temperatură de lucru cuprinsă între 40 și 65°C, iar după depunere piesele nichelate sunt spălate cu apă distilată și uscate.