RU2194098C1 - Электролит блестящего меднения - Google Patents
Электролит блестящего меднения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2194098C1 RU2194098C1 RU2001118129A RU2001118129A RU2194098C1 RU 2194098 C1 RU2194098 C1 RU 2194098C1 RU 2001118129 A RU2001118129 A RU 2001118129A RU 2001118129 A RU2001118129 A RU 2001118129A RU 2194098 C1 RU2194098 C1 RU 2194098C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- copper
- nitrobenzoquinone
- mol
- steel
- Prior art date
Links
- ZQTOAGFBKREYIO-UHFFFAOYSA-N Oc(cc1)ccc1C(C(C=C1)=O)=CC1=O Chemical compound Oc(cc1)ccc1C(C(C=C1)=O)=CC1=O ZQTOAGFBKREYIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению блестящих медных покрытий на сталь без промежуточного подслоя. Электролит содержит медь сернокислую 200-250 г, кислоту серную 40-50 г, 2-нитробензохинон -1,4 1•10-4-1•10-3 моль/л, бензотриазол 1•10-4-5•10-4 моль/л, воду до 1 л. Технический результат: получение качественных гальваноосадков с мелкокристаллической структурой, равномерных, гладких, с хорошей адгезией и зеркальной поверхностью. 4 табл.
Description
Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению блестящих медных покрытий на сталь без промежуточного подслоя.
Известны электролиты [1, 2], содержащие сернокислую медь, серную кислоту, бензотриазол (БТА) или акриламин с производным триазола [3] или хинона [4] . Из указанных электролитов осаждаются медные покрытия при отрицательных значениях потенциала, получаются довольно качественные осадки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является электролит, содержащий сернокислую медь, серную кислоту и производное родамина [5], позволяющий получать полублестящие выровненные осадки.
Недостатками указанных электролитов является невозможность получения зеркальных медных покрытии без наводороживания стальной основы.
Задачей изобретения является получение зеркальных медных покрытий без наводороживания стальной основы и уменьшения пористости осадков. Достигаемый технический результат изобретения выражается в осаждении качественных гальваноосадков с мелкокристаллической структурой, равномерных, гладких, с хорошей адгезией и зеркальной поверхностью.
Сущность изобретения заключается в том, что в электролит, содержащий сернокислую медь, серную кислоту, вводятся органические блескообразующие добавки - 2 - нитробензохинон - 1,4, М.М.=206 (1) в сочетании с бензотриазолом М.М.=l99 (2), имеющие структурные формулы
при следующем соотношении компонентов:
Медь сернокислая, г - 200-250
Кислота серная, г - 40-50
2-Нитробензохинон-1,4, моль/л - 1•10-4-1•10-3
Бензотриазол, моль/л - 1•10-4-5•10-4
Вода, л - До 1
Приготовление электролита. Сернокислую медь растворяют в нагретой до 50-60oС дистиллированной воде, фильтруют, затем смешивают с серной кислотой. Электролит прорабатывают в течение 4-6 ч с целью удаления примесей и добавляют расчетное количество 2-нитробензохинона-1,4 и БТА. БТА - белый кристаллический порошок, растворим в спирте, бензоле. Получается действием НNO; на О-фенилендиамин [6].
при следующем соотношении компонентов:
Медь сернокислая, г - 200-250
Кислота серная, г - 40-50
2-Нитробензохинон-1,4, моль/л - 1•10-4-1•10-3
Бензотриазол, моль/л - 1•10-4-5•10-4
Вода, л - До 1
Приготовление электролита. Сернокислую медь растворяют в нагретой до 50-60oС дистиллированной воде, фильтруют, затем смешивают с серной кислотой. Электролит прорабатывают в течение 4-6 ч с целью удаления примесей и добавляют расчетное количество 2-нитробензохинона-1,4 и БТА. БТА - белый кристаллический порошок, растворим в спирте, бензоле. Получается действием НNO; на О-фенилендиамин [6].
Реактивы используют марки ч.д.а.
Для получения электролита были приготовлены три состава компонентов.
Потенциал катода измеряли на потенциометре Р-375 относительно хлорсеребряного электрода с пересчетом на водородную шкалу. Блеск медных осадков измеряли на фотоэлектрическом блескомере ФБ-2 относительно увиолевой пластинки, блеск которой составляет 65 отн.ед. Область значений 0-10 соответствует матовой, 10-50 - полублестящей, 50-90 - блестящей, 90-100 - зеркальной поверхности. Выход по току (ВТ) определяли с помощью медного кулонометра, рассеивающую способность (PC) электролита - по методу Херинга - Блюма. Пористость осадков меди определяли по ГОСТу 9.302-79; твердость - на приборе ПМТ-3 методом статистического вдавливания алмазной пирамиды под нагрузкой 20 г. Электроосаждение меди проводили на пластинках (сталь 10) размером 40x40x2 мм, нерабочая сторона изолировалась лаком. Образцы полировались наждачной бумагой, обезжиривались венской известью, промывались дистиллированной водой.
Сцепление медного покрытия со стальной основой определяли на омедненных проволочных образцах методом скручивания на матине К-5, а также нанесением взаимно пересекающихся царапин на плоские образцы (пластины). Сцепление медного покрытия с основой считалось удовлетворительным, если не наблюдали отслаивание осадка от стальной основы при деформировании скручиванием проволочных осадков, а также при нанесении царапин.
Наводороживание определяли по изменению пластичности стальных проволочных образцов из стали У-8А ⌀1 мм, длиной 100 мм при скручивании на машине К-5 с растягивающей нагрузкой 1,5 кг. Пластичность рассчитывали по формуле N= (a/a0)•100%, где а и а0 - число оборотов до разрушения омедненного и неомедненного образцов.
Содержание водорода в стальных образцах определяли методом анодного растворения [7] . Качество и внешний вид покрытия определяли с помощью микроскопа. Испытания медных покрытий на коррозионную устойчивость проводили в камере солевого тумана [8].
Результаты экспериментального анализа приведены в табл. 2, 3 и 4. Поверхность медного электрода заряжена положительно:
Eси q=Q = - 0,06 B;
,
а в присутствии бензотриазола, который образует комплексные соединения с Сu+2, может заряжаться отрицательно:
Eси q=o = - 0,06 B;
Поэтому 2-нитробензохинон-1,4 в сочетании с БТА, адсорбируясь на поверхности катода, эффективно защищают металл основы от наводороживания.
Eси q=Q = - 0,06 B;
,
а в присутствии бензотриазола, который образует комплексные соединения с Сu+2, может заряжаться отрицательно:
Eси q=o = - 0,06 B;
Поэтому 2-нитробензохинон-1,4 в сочетании с БТА, адсорбируясь на поверхности катода, эффективно защищают металл основы от наводороживания.
Электроосаждение меди из сульфатного электролита сопровождается сильным наводороживанием стальной основы, при этом пластичность образцов падает с 82 до 61% при плотности тока Дк от 2 до 5 А/дм2 (табл. 2).
Осадки крупнокристаллические, рыхлые, частично отслаивающиеся от основы, особенно при Дк>4 А/дм2, имеется питтинг, достаточно пористы (число пор от 40 до 8 (табл. 4) при толщине покрытия 1-10 мкм) и не препятствуют диффузии водорода в стальную основу. Водородосодержание составляет 55,2-37,1 мл/100 г. Продукты коррозии на 20-40% поверхности металла, защитный эффект небольшой - 61% (табл. 3).
Применяя добавки (табл. 2, 2-7) в сульфатном электролите в качестве блескообразователей и ингибиторов наводороживания, удалось получить качественные гальванические осадки.
Высокий блескообразующнй и ингибирующей эффект добавки 2-нитробензохинона-1,4 объясняется наличием адсорбционных центров атомов N и О, а также наличием ароматических колец, π-электроны которых смещают электронную плотность, поэтому хемосорбционная связь усиливается между ингибитором и металлом [9].
Потенциал катода значительно смещается в область отрицательных значений (ΔE=100-94 В) по сравнению с электролитом без добавок (табл. 2, 2-4), осадки получаются полублестящие (γ= 36-24 отн.ед.), хорошо сцепленные с основой, пластичность высокая - 100-90%.
Однако только совместное присутствие в электролите 2-нитробензохинона-1,4 и БТЛ усиливает их действие, проявляется синергизм, и эффективность блескообразующего и ингибирующего действия увеличивается.
Пример 1. Для осаждении меди использовали состав III (из табл. 1) при плотности тока Дк= 6 А/дм2 (табл. 2, 7). Потенциал катода отрицательный. В присутствии добавок сильно тормозится катодный процесс (Е=-375 мВ), осадки более мелкокристаллические, равномерные, гладкие, хорошо сцепленные с основой, зеркальные (γ= 100 отн. ед. ), выход по току ВТ=99%, твердость H=130 кгс/мм2, рассеивающая способность PC - 34%, осадки малопористые. Диффузия водорода в стальную основу затруднена, и пластичность составляет 98-95%), а водородосодержание мл/100 г Me. Степень коррозионного поражения равна 1, т.е. наблюдается слабое потемнение поверхности.
Пример 2. Состав III (табл. 1) при, Дк=4 А/дм2 (табл. 2, 6). Добавки сильно повышают перенапряжение катодного процесса (Е=-300 мВ). что благоприятно сказывается на качестве осадков, они мелкокристаллические, ровные, с хорошей адгезией, малопористые, зеркальные, а наводороживание почти исключено (N=100-98%). Выход по току - 92%, а твердость осадков 153 кг/мм2. Электролит обладает высокой рассеивающей способностью - 51%.
Таким образом, анализ экспериментальных данных подтвердил высокий блескообразующий и ингибирующий эффект в ванне меднения при совместном присутствии двух добавок - 2-нитробензохинон-1,4 с БТА. Потенциал катода отрицательный Е=-274...-406 мВ, это приводит к образованию более качественных гальванических покрытий с мелкокристаллической структурой, равномерных, гладких, зеркальных при всех режимах электролиза (γ=100 отн. ед.) без применения промежуточного подслоя, практически без наводорожнвания ( мл/100 г Me, а пластичность - 94 -100%), выход по току - 92-99%, твердость осадков 110-153 кгс/мм2.
Источники информации
1. Блестящие электролитические покрытия./Под ред. Ю.Матулиса. - Вильнюс: Минтис, 1969. С.378.
1. Блестящие электролитические покрытия./Под ред. Ю.Матулиса. - Вильнюс: Минтис, 1969. С.378.
2. Лошкарев Ю. М. Исследование процессов электроосаждения, металлов в условиях адсорбции поверхностно-активных веществ на электродах//Автореф. докт. диссер. - Днепропетровск, 1973.
3. А.с. 836233 СССР, М.кл. C 25 D 3/38. Сернокислый электролит меднения стали.
4. Милушкин А.С. Защита металлов. 1987, т. 23, 1, с.131-133.
5. А.с. СССР 33322, М.кл. С 23 В 5/18. Электролит меднения.
6. Химический энциклопедический словарь. - М.: Сов.Энцикл., 1982. с.72.
7. Клячко Ю.А., Школовская М.Ю., Иванова И.А. Завод. лаб., 1970, 9, с. 1025-1029.
8. Лошкарев Ю. М. Исследование процессов электроосаждения металлов в условиях адсорбции поверхностно-активных веществ на электродах//Автореф. докт.дисс.-Днепропетровский гос. ун-т, 1973. 545 с.
9. Розенфельд И.Л. Ингибиторы коррозии. - М.: Химия, 1977. С.350.
Claims (1)
- Электролит блестящего меднения, содержащий сернокислую медь, серную кислоту, блескообразующие добавки и воду, отличающийся тем, что в качестве блескообразователей используются 2-нитробензохинон-1,4, имеющий формулу
и бензотриазол, имеющий формулу
при следующем соотношении компонентов:
Медь сернокислая, г - 200-250
Кислота серная, г - 40-50
2-Нитробензохинон-1,4, моль/л - 1•10-4-1•10-3
Бензотриазол, моль/л - 1•10-4-5•10-4
Вода, л - До 1
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001118129A RU2194098C1 (ru) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Электролит блестящего меднения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001118129A RU2194098C1 (ru) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Электролит блестящего меднения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2194098C1 true RU2194098C1 (ru) | 2002-12-10 |
Family
ID=20251316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001118129A RU2194098C1 (ru) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Электролит блестящего меднения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2194098C1 (ru) |
-
2001
- 2001-06-29 RU RU2001118129A patent/RU2194098C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | Electroless Ni–P layer with a chromium-free pretreatment on AZ91D magnesium alloy | |
Pagotto Jr et al. | Zn–Ni alloy deposits obtained by continuous and pulsed electrodeposition processes | |
CN101243211B (zh) | 用于电镀的镁基材的预处理 | |
JP6687331B2 (ja) | 光沢ニッケル層の析出のための電解浴、または光沢ニッケル層の析出のための電解浴中での使用のための混合物、および光沢ニッケル層を有する物品の製造方法 | |
Karami et al. | Electroplating nanostructured hard gold through the pulse galvanostatic method | |
Bhat et al. | Studies on electrodeposited Zn-Fe alloy coating on mild steel and its characterization | |
Imaz et al. | Corrosion properties of double layer nickel coatings obtained by pulse plating techniques | |
Rudnik et al. | Electroless and electrolytic deposition of Co–SiC composite coatings on aluminum | |
RU2194098C1 (ru) | Электролит блестящего меднения | |
Sachin et al. | Polynitroaniline as brightener for zinc-nickel alloy plating from non-cyanide sulphate bath | |
RU2194097C1 (ru) | Электролит блестящего меднения | |
RU2698164C1 (ru) | Ингибитор наводороживания стали Ст3 с гальваническим покрытием Cu-Zn | |
RU2237755C2 (ru) | Электролит меднения стальных деталей | |
RU2194803C2 (ru) | Электролит блестящего никелирования | |
RU2210638C2 (ru) | Электролит блестящего никелирования | |
RU2361969C2 (ru) | Водный электролит блестящего меднения для стальных подложек | |
RU2215829C1 (ru) | Электролит блестящего меднения | |
RU2385366C1 (ru) | Электролит меднения стальных подложек | |
RU2314366C2 (ru) | Электролит для осаждения покрытий из сплава никель-железо на стальных подложках | |
RU2278908C1 (ru) | Электролит блестящего меднения | |
RU2179203C2 (ru) | Электролит блестящего меднения | |
RU2198964C2 (ru) | Электролит для осаждения покрытий из сплава никель-железо | |
RU2237754C2 (ru) | Электролит блестящего меднения | |
RU2239008C2 (ru) | Водный электролит блестящего меднения | |
ZHANG et al. | Electric field assisted chemical conversion process of AZ91D magnesium alloy in HCO3−/CO32− solution |