RU1772221C

RU1772221C - Способ автоматического контрол толщины гальванопокрытий

Info

Publication number: RU1772221C
Application number: SU904837638A
Authority: RU
Inventors: Николай Васильевич Ковалков; Михаил Борисович Гладштейн; Владимир Петрович Фомченков; Александр Анатольевич Кульков
Original assignee: Смоленский филиал Московского энергетического института
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1990-06-11
Publication date: 1992-10-30

Abstract

Изобретение относитс к области гальванотехники и может быть использовано дл автоматического контрол толщины покрытий . Цель изобретени - повышение точности контрол толщины покрыти . Достигаетс тем, что устанавливают датчик электрического параметра, измер ют величину этого параметра, а толщину покрыти определ ют как интеграл электрического параметра за врем покрыти , в качестве электрического параметра измер ют потенциал прикатодного пространства при помощи электрода сравнени , который предварительно помещают в прикатодную область. Повышение точности контрол толщины покрыти достигаетс за счет того, что в качестве электрического параметра используют потенциал прикатодного пространства . 2 ил.

Description

V

Ю

ю ю

Изобретение относитс к области гальванотехники и может быть использовано дл автоматического контрол толщины покрытий в процессе их нанесени , а также как составна часть автоматизированных систем управлени технологическими процессами гальваностегии,

Известен способ контрол толщины покрытий изделий в гальванической ванне, заключающийс в том, что в процессе электроосаждони фиксируют изменение веса анода, по которому суд т о толщине покрыти 1.

Недостатком известного способа вл етс требование посто нства площади обрабатываемых деталей, что снижает точность контрол при мен ющейс величине площади катода.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу вл етс способ автоматического контрол толщины гальванопокрытий, заключающийс в том, что с датчика тока снимают информацию о величине тока через ванну, определ ют напр жение поправки как сумму напр жений,пропорциональных величине начального значени тока, температуре электролита, времени процесса, а толщину покрыти определ ют кач произведение напр жени поправки на интегуад гока через ванну зг. врем покрыти 2.

Данный способ та/. е не обеспе (ивает высокой точности контиоч толщины покрыти t5 случае непосто нен. величины пло- щз/ . л катода. Это св зано с тем, что изменени площаци к.ггода приводит к не- пропорциональному изменению тока через ванну, т.е. мен ем плотность тока НЕ поверхности катода. С другой стороны изи-jc i- но, что количество вешества, осаждаемого в единицу времени на единице площади поверхности электрода пропорционал1но плотности тока на нем. Таким образом, из- . вестный способ, контролиру ток ванны, а не плотность тока на катоде, не позвол ет учесть изменение плотности тока, что приводит к ошибке в определении толщины покрыти .

Целью изобретени вл етс повьчи ние точности контрол толщины - хдыти в случае измен ющейс площади ка щг.

Указанна цель достигаетс тем, что в известном способе, включающем установку в ванну датчика электрического параметра, измерение величины этого параметра, определение толщины покрыти как интеграла от величины параметра за врем нанесени покрыти , согласно изобретению , в прикатодную область ванны устанеаливают электрод сравнени и в качестве электрического параметра выбирают потенциал прикатодного пространства.

Использование в качестве электрического параметра потенциала прикатодного пространства позвол ет контролировать не величину тока ванны, а плотность тока о прикатодиой области, что дает возможность определ ть толщину покрыти независимо

от изменени площади катода.

На фиг, 1 приведена блок-схемз устройства , реализующего предложенный способ; на фиг. 2 - схема замещени гальванической ванны.

Устройство содержит гальваническую ванну 1 с помещенными в нее анодом 2. катодом электродом сравнени 4, источник питани 5 гальванической ванны, интегратор 6, в состав которого вход т

последовательно соединенные предварительный усилитель 7, преобразователь напр жение-частота 8 и счетчик 9, причем один вход предварительного усилител 1 соединен с электродом сравнени 4, а на второй подаетс напр жение смещени . Выходы счетчика 9, вл ющиес выходами интегратора б, соединены с первыми входами схемы сравнени 10, ее вторые входы соединены с выходами за/датчика 11 кода

требуемой толщины. Выход схемы сравнени вл етс выходом устройства.

На схеме замещени (фмг.2) даны с -слу- ющие обозначени :

А и К - а не ;, и катод соответственно;

Кэл активное сопротивление электролита;

Си. Си емкости а.асиного электрического сло соответственно ппианодного и при- кэтодного пространства;

Яфа, Йфк фарадеевские сопротивлени реакции соответственно на аноде и катоде; 1в - общий ток оанкы; 1фк фарадеевсглй ок катода.

Способ осуществл етс следующим образом .

После помещени катода 3 в гальваническую ванну 1 отисточникаб питани через ванру от анода 2 к катоду 3 пропускают ток.

, з электрохимии известно, что гальваническую оаину можно представить схемой замещени , приведенной на фиг. 2. Согласно схеме замещени потенциал прикатодиого пространства определ етс как

уЭуНфк Нфк,

где 1фк фарадеевска составл юща тока, протекающего через катод, непосредственно идуща на осаждение металла.

С другой стороны известно, что фараде- евское сопротивление реакции на катоде Вфк обратно пропорционально площади Зк поверхности катода:

Рфк

Ј

Зк

где р- удельное пол ризационное сопротивление .

Таким образом:

рк

АНфк.

где фк - плотность фарадеевского тока на поверхности катода, т.е. потенциал прика- тодного пространства пропорционален плотности тока на поверхности катода.

Потенциал рк снимаетс с электрода сравнени , помещенного непосредственно в прикатодную область.

В качестве электродов сравнени можно использовать хлорсеребр ные, платиновые , а также другие электроды в сочетании с капилл ром Луггина.

Потенциал р с электрода сравнени поступает на вход интегратора 6, где после предварительного усилени преобразуетс в пропорциональную частоту. Предвари- тельн Л усилитель 7 снабжен цепью смещени , позвол ющей скомпенсировать начальное значение потенциала электрода сравнени при отсутствии тока через ванну . Счетчик 8, подсчитыва импульсы с выхода преобразовател 8 напр жение-частота , осуществл ет операцию интегрировани .

Таким образом, вследствие того что частота импульсов на выходе преобразовател 8 пропорциональна потенциалу у, а следовательно, и плотности тока в прикатодной области, на выходах счетчика 9 устанавливаетс код N , пропорциональный текущей толщине покрыти . При достижении толщиной покрыти требуемого значени , код которого поступает с задатчика 11,

схема сравнени 10 выдает сигнал об окончании процесса.

Повышение точности контрол достигаетс за счет того, что толщина покрыти определ етс как величина, пропорциональна интегралу плотности тока на поверхности катода за врем покрыти , что позвол ет исключить погрешность, св занную с изменением площади катода,

Использование изобретени позвол ет

повысить точность контрол толщины покрыти , уменьшить расход материала покрыти , улучшить качество изделий.

Claims

Формула изобретени Способ автоматического контрол толщины гальванопокрытий, включающий установку в ванну датчика электрического параметра, измерение величины этого параметра и определениетолщины покрыти как интеграла от величины параметра за врем нанесени покрыти , отличающийс тем, что, с целью повышени точности контрол путем исключени погрешности от изменени площади катода, в качестве электрического параметра выбирают потенциал прикатодного пространства и устанавливают в ванну в прикатодную область электрод сравнени .