RU2239008C2 - Aqueous bright copper plating electrolyte - Google Patents

Aqueous bright copper plating electrolyte Download PDF

Info

Publication number
RU2239008C2
RU2239008C2 RU2002120258/02A RU2002120258A RU2239008C2 RU 2239008 C2 RU2239008 C2 RU 2239008C2 RU 2002120258/02 A RU2002120258/02 A RU 2002120258/02A RU 2002120258 A RU2002120258 A RU 2002120258A RU 2239008 C2 RU2239008 C2 RU 2239008C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
copper
benzyloxy
dihydrochloride
copper plating
electrolyte
Prior art date
Application number
RU2002120258/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002120258A (en
Inventor
А.С. Милушкин (RU)
А.С. Милушкин
Original Assignee
Калининградский государственный университет
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 Калининградский государственный университет filed Critical Калининградский государственный университет
Priority to RU2002120258/02A priority Critical patent/RU2239008C2/en
Publication of RU2002120258A publication Critical patent/RU2002120258A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2239008C2 publication Critical patent/RU2239008C2/en

Links

Landscapes

  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Abstract

FIELD: galvanostegy.
SUBSTANCE: electrolyte showing high diffusing capacity contains 150-170 g copper sulfate, 130-150 g sulfuric acid, 0.03-0.06 g S,S-(benzyloxy)propane-diisothiourea dihydrochloride, and water to 1 L and can be employed in mechanical and instrumentation engineering.
EFFECT: enabled formation of quality galvanic deposits well attached to support and characterized by minimum hydrogenation of steel.
3 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению медных покрытий на сталь, и может быть применено в машиностроении и приборостроении для получения зеркальных медных покрытий с минимальным наводороживанием стальной основы.The invention relates to electroplating, in particular to the deposition of copper coatings on steel, and can be used in mechanical engineering and instrument making to obtain mirror copper coatings with minimal hydrogenation of the steel base.

Известны электролиты блестящего меднения [1-5], содержащие сернокислую медь. серную кислоту, натрий хлористый и различные органические добавки. Однако данные электролиты не обеспечивают полностью возможности получения высококачественных гальванических покрытий, хорошо сцепленных с основой, с минимальным наводороживанием стали.Known electrolytes of brilliant copper plating [1-5] containing copper sulfate. sulfuric acid, sodium chloride and various organic additives. However, these electrolytes do not fully provide the possibility of obtaining high-quality galvanic coatings, well adhered to the base, with minimal hydrogenation of steel.

Задачей изобретения является получение беспористых медных покрытий с зеркальной поверхностью и высокой рассеивающей способностью электролита.The objective of the invention is to obtain non-porous copper coatings with a mirror surface and a high dispersing ability of the electrolyte.

Технический результат заключается в получении качественных гальванических осадков, хорошо сцепленных с основой, и с минимальным наводороживанием.The technical result consists in obtaining high-quality galvanic precipitation, well adhered to the base, and with minimal hydrogenation.

Указанный результат достигается тем, что электролит, включающий сернокислую медь, серную кислоту, хлорид натрия, содержит в качестве ингибитора наводороживания и блескообразователя добавку - дигидрохлорид-S-S-(бензилокси)-пропан-диизотиомочевину (М.М. 371) - имеющую структурную формулу:This result is achieved in that the electrolyte, including copper sulfate, sulfuric acid, sodium chloride, contains, as a hydrogen inhibitor and a brightener, an additive - dihydrochloride-S-S- (benzyloxy) -propane-diisothiourea (M.M. 371) - having the structural formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

при следующем соотношении компонентов, г:in the following ratio of components, g:

Медь сернокислая 150-170Copper sulfate 150-170

Кислота серная 130-150Sulfuric acid 130-150

Хлорид натрия 0,03-0,06Sodium Chloride 0.03-0.06

Дигидрохлорид-S-S-(бензилокси)-Dihydrochloride-S-S- (benzyloxy) -

пропандиизотиомочевина 3·10-3-5·10-3 propanediisothiourea 3 · 10 -3 -5 · 10 -3

Вода, л До 1Water, l To 1

Синтез данного соединения осуществляется путем длительного кипячения в пропиловом спирте тиомочевины с 2-бензилокси-1,3-дихлорпропаном, синтезированным нагреванием эпихлоргидрина и бензилхлорида в присутствии дихлорида меди, и представляет собой кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворимое в воде.The synthesis of this compound is carried out by prolonged boiling in propyl alcohol of thiourea with 2-benzyloxy-1,3-dichloropropane, synthesized by heating epichlorohydrin and benzyl chloride in the presence of copper dichloride, and is a white crystalline substance, readily soluble in water.

Для получения заявляемого электролита блестящего меднения были приготовлены три состава компонентов (см. табл. 1).To obtain the inventive electrolyte brilliant copper plating were prepared three composition of the components (see tab. 1).

Figure 00000002
Figure 00000002

Электролит готовят следующим образом: растворяют компоненты в дистиллированной воде при температуре 18-25°С отдельных объемах и вводят серную кислоту и хлористый натрий в раствор сернокислой меди при перемешивании. Для удаления примесей электролит прорабатывают в течение 4-6 ч при плотности тока 1-4 А/дм2, отфильтровывают и добавляют органическую добавку. Все реактивы марки “ч.д.а.”.The electrolyte is prepared as follows: dissolve the components in distilled water at a temperature of 18-25 ° C in separate volumes and introduce sulfuric acid and sodium chloride into a solution of copper sulfate with stirring. To remove impurities, the electrolyte is worked out for 4-6 hours at a current density of 1-4 A / dm 2 , filtered and an organic additive is added. All reagents of the brand “analytical grade”.

Электроосаждение меди проводили на пластинках 20×50×2 мм из стали 20 с толщиной осаждения меди 20 мкм.Copper electrodeposition was performed on 20 × 50 × 2 mm plates of steel 20 with a copper deposition thickness of 20 μm.

Образцы перед нанесением покрытия полировались тонкой микронной шкуркой, обезжиривались венской известью и промывались дистиллированной водой.Before coating, the samples were polished with a thin micron skin, degreased with Viennese lime, and washed with distilled water.

Внешний вид покрытий описывался с помощью микроскопа.The appearance of the coatings was described using a microscope.

Потенциал катода измеряли на потенциометре Р-375 относительно хлорсеребряного электрода с пересчетом на стандартную водородную шкалу.The cathode potential was measured on a R-375 potentiometer relative to a silver chloride electrode, calculated on a standard hydrogen scale.

Блеск медных покрытий измеряли на блескометре ФБ-2 (с фотоэлементом) по отношению к увиолевому стеклу, блеск которого составляет 65 отн. ед. Область значений 10-50 соответствует полублестящей, 50-90 - блестящей и 90-100 - зеркальной поверхности.The gloss of copper coatings was measured on an FB-2 gloss meter (with a photocell) in relation to uviole glass, the gloss of which is 65 rel. units The range of values 10-50 corresponds to semi-brilliant, 50-90 to brilliant and 90-100 to a mirror surface.

Выход по току определяли с помощью медного кулонометра.The current efficiency was determined using a copper coulometer.

Наводороживание стали определяли по изменению пластичности пружинной проволоки из углеродистой стали У8А диаметром 1 мм, длиной 100 мм, измеряемой числом оборотов до разрушения при скручивании на машине К-5 (растягивающая нагрузка 1,5 кг). Пластичность стальных образцов (N) определяли по формуле N=(a/a0)·100%, где а и а0 - число оборотов проволочных образцов до разрушения соответственно покрытого и непокрытого слоем меди.Steel hydrogenation was determined by the change in ductility of a spring wire made of U8A carbon steel with a diameter of 1 mm, a length of 100 mm, measured by the number of revolutions before failure when twisting on a K-5 machine (tensile load 1.5 kg). The ductility of steel samples (N) was determined by the formula N = (a / a 0 ) · 100%, where a and a 0 are the number of revolutions of the wire samples to failure of the respectively coated and uncoated copper layer.

Пористость медных покрытий определяли по ГОСТу 9.302-79.The porosity of copper coatings was determined according to GOST 9.302-79.

Твердость медных осадков определяли методом статического вдавливания алмазной пирамиды на приборе ПМТ-3 под нагрузкой 20 г.The hardness of copper deposits was determined by the static indentation of the diamond pyramid on a PMT-3 instrument under a load of 20 g.

Адгезию определяли методом нанесения царапин и методом изгиба проволочных образцов на 180°. Адгезия считалась хорошей, если отслаивания не происходило.Adhesion was determined by scratching and bending wire samples by 180 °. Adhesion was considered good if peeling did not occur.

Рассеивающую способность электролита определяли методом Херинга-Блюма.The scattering power of the electrolyte was determined by the Hering-Bloom method.

Результаты экспериментального анализа приведены в таблицах 2 и 3.The results of the experimental analysis are shown in tables 2 and 3.

Пример 1. Электроосаждение меди проводили из состава II (таблица 1) с добавкой дигидрохлорид-8-5-(бензилокси)-пропандиизотиомочевины концентрацией 3·10-3 моль/л при Дк=2 А/дм2 (табл.2 и 3). Потенциал катода составляет 0,29 В, что способствует получению качественных гальванических осадков с мелкокристаллической структурой, гладких, равномерных, хорошо сцепленных с основой, с зеркальной поверхностью (94 отн.ед). Пластичность стальных образцов невысока и составляет 96-92%. Выход по току равен 955, твердость медных покрытий составляет 182 кгс/мм2, рассеивающая способность электролита - 73%.Example 1. Electrodeposition of copper was carried out from composition II (table 1) with the addition of dihydrochloride-8-5- (benzyloxy) propanediisothiourea with a concentration of 3 · 10 -3 mol / l at D to = 2 A / dm 2 (tables 2 and 3 ) The potential of the cathode is 0.29 V, which contributes to the production of high-quality galvanic precipitates with a fine crystalline structure, smooth, uniform, well adhered to the base, with a mirror surface (94 rel. Units). The ductility of steel samples is low and is 96-92%. The current efficiency is 955, the hardness of copper coatings is 182 kgf / mm 2 , and the dissipation capacity of the electrolyte is 73%.

Пример 2. Электроосаждение меди проводили из состава I (таблица 1) с добавкой дигидрохлорид-8-8-(бензилокси)-пропандиизотиомочевины концентрацией 5·10-3 моль/л при Дк=1-4 А/дм2 (табл.2 и 3). Потенциал катода сильно понижен и лежит в пределах от 0,18 до 0,29 В. Катодные осадки при этих условиях образуются мелкокристаллические, ровные, равномерные, гладкие, хорошо сцепленные с основой, имеют зеркальную поверхность (0,95-100 отн.ед.). Осадки практически беспористые (при δ=7-10 мкм количество пор 1-0). Диффузия водорода через сплошные покрытия затруднена, поэтому наводороживание минимально (N=10-90%). Выход по току равен 99-96%. Твердость осадков меди составляет 192-187 кгс/мм2. Электролит обладает высокой рассеивающей способностью (71-80%), что позволяет получать равномерные по всей поверхности образцы.Example 2. Electrodeposition of copper was carried out from composition I (table 1) with the addition of dihydrochloride-8-8- (benzyloxy) propanediisothiourea with a concentration of 5 · 10 -3 mol / l at D to = 1-4 A / dm 2 (table 2 and 3). The cathode potential is greatly reduced and lies in the range from 0.18 to 0.29 V. The cathode deposits under these conditions form fine crystalline, even, uniform, smooth, well adhered to the base, have a mirror surface (0.95-100 rel. ) Precipitation is practically non-porous (at δ = 7-10 μm, the number of pores is 1-0). Diffusion of hydrogen through continuous coatings is difficult, therefore, hydrogenation is minimal (N = 10-90%). The current efficiency is 99-96%. The hardness of copper precipitation is 192-187 kgf / mm 2 . The electrolyte has a high scattering power (71-80%), which allows to obtain samples uniform over the entire surface.

Таким образом, приведенные примеры наглядно показывают, что органическая добавка - дигидрохлорид-S-S-(бензилокси)-пропандиизотиомочевина - введенная в сернокислый электролит меднения, проявляет ингибирующий и блескообразующий эффект и способствует получению качественных гальванических осадков, хорошо сцепленных с основой, с зеркальной поверхностью и минимальным наводороживанием стальной основы.Thus, the above examples clearly show that the organic additive dihydrochloride-SS- (benzyloxy) -propanediisothiourea, introduced into the copper plating sulfate electrolyte, has an inhibitory and brightening effect and contributes to the production of high-quality galvanic precipitations, well adhered to the substrate, with a mirror surface and minimal hydrogenation of a steel base.

Высокий ингибирующий и блескообразующий эффект органической добавки - дигидрохлорид-S-S-(бензилокси)-пропандиизотиомочевины - зависит от наличия в ее составе адсорбционных центров - атомов азота, кислорода и серы, посредством которых осуществляется хемосорбционная связь добавки с поверхностью металла катода.The high inhibitory and brightening effect of the organic additive - dihydrochloride-S-S- (benzyloxy) -propanediisothiourea - depends on the presence of its adsorption centers - nitrogen, oxygen and sulfur atoms, through which the additive is chemisorption bonded to the cathode metal surface.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Источники информацииSources of information

1. А.С. 937537, СССР, 1982, БИ № 23.1. A.S. 937537, USSR, 1982, BI No. 23.

2. А.С. 1010161, СССР, 1983, БИ № 13.2. A.S. 1010161, USSR, 1983, BI No. 13.

3. А.С. 1101478, СССР, 1984, БИ № 25.3. A.S. 1101478, USSR, 1984, BI No. 25.

4. А.С. 986969, СССР, 1983, БИ № 1.4. A.S. 986969, USSR, 1983, BI No. 1.

5. А.С. 1274350, СССР, 1983.5. A.S. 1274350, USSR, 1983.

Claims (1)

Водный электролит блестящего меднения, содержащий медь сернокислую, серную кислоту, хлорид натрия, отличающийся тем, что в качестве ингибитора наводороживания и блескообразователя содержит добавку - дигидрохлорид-S-S-(бензилокси)-пропан-диизотиомочевину (М.М. 371) - имеющую структурную формулу:An aqueous electrolyte of brilliant copper plating, containing copper sulfate, sulfuric acid, sodium chloride, characterized in that it contains a dihydrochloride-SS- (benzyloxy) -propane-diisothiourea (MM 371) additive as a hydrogen inhibitor and a brightener, having the structural formula :
Figure 00000005
Figure 00000005
при следующем соотношении компонентов:in the following ratio of components: Медь сернокислая, г 150-170Copper sulfate, g 150-170 Кислота серная, г 130-150Sulfuric acid, g 130-150 Хлорид натрия, г 0,03-0,06Sodium chloride, g 0.03-0.06 Дигидрохлорид-S-S-(бензилокси)-Dihydrochloride-S-S- (benzyloxy) - Пропан-диизотиомочевина, моль/л 3·10-3-5·10-3 Propane-diisothiourea, mol / L 3 · 10 -3 -5 · 10 -3 Вода, л до 1Water, l to 1
RU2002120258/02A 2002-07-25 2002-07-25 Aqueous bright copper plating electrolyte RU2239008C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002120258/02A RU2239008C2 (en) 2002-07-25 2002-07-25 Aqueous bright copper plating electrolyte

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002120258/02A RU2239008C2 (en) 2002-07-25 2002-07-25 Aqueous bright copper plating electrolyte

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002120258A RU2002120258A (en) 2004-02-27
RU2239008C2 true RU2239008C2 (en) 2004-10-27

Family

ID=33537071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002120258/02A RU2239008C2 (en) 2002-07-25 2002-07-25 Aqueous bright copper plating electrolyte

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2239008C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002120258A (en) 2004-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6687331B2 (en) Electrolytic bath for the deposition of a bright nickel layer, or a mixture for use in an electrolytic bath for the deposition of a bright nickel layer, and a method of making an article having a bright nickel layer
CN104040033A (en) Electrolyte and its use for the deposition of black ruthenium coatings and coatings obtained in this way
US6117301A (en) Electrolyte for the galvanic deposition of low-stress, crack-resistant ruthenium layers
CN101985766A (en) Method for electroplating Zn-Ti alloy by ionic liquid
RU2239008C2 (en) Aqueous bright copper plating electrolyte
RU2237755C2 (en) Electrolyte for copper plating of steel parts
RU2194097C1 (en) Electrolyte for brightened copper plating
RU2237754C2 (en) Electrolyte for bright copper plating
JPS58500253A (en) High speed chrome alloy plating
RU2215829C1 (en) Bright copper plating electrolyte
RU2361969C2 (en) Aqueous electrolyte for bright copper coating of steel backplates
RU2385366C1 (en) Electrolyte for copper coating steel pads
RU2210638C2 (en) Electrolyte for bright nickel-plating
RU2194803C2 (en) Electrolyte for bright nickel plating
Reid Some experimental and practical aspects of heavy Rhodium plating
JP3216341B2 (en) Manufacturing method of precious metal plating
RU2175999C2 (en) Aqueous bright copper plating electrolyte for
RU2194098C1 (en) Electrolyte for brightened copper plating
SU1055781A1 (en) Aqueous electrolyte for bright copper plating
RU2176292C2 (en) Electrolyte for bright nickel plating
RU2559614C1 (en) Unsaturated isothiuronic salts as components of electrolytes for bright nickel plating
SU1629355A1 (en) Nickel-plating electrolyte
RU2237756C2 (en) Electrolyte for nickel-iron-based allow plating
SU1585392A1 (en) Electrolyte for producing bronze coatings
RU2175690C2 (en) Electrolyte of bright nickel plating

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070726