RU2323276C2 - Silver-plating electrolyte - Google Patents
Silver-plating electrolyte Download PDFInfo
- Publication number
- RU2323276C2 RU2323276C2 RU2006109056/02A RU2006109056A RU2323276C2 RU 2323276 C2 RU2323276 C2 RU 2323276C2 RU 2006109056/02 A RU2006109056/02 A RU 2006109056/02A RU 2006109056 A RU2006109056 A RU 2006109056A RU 2323276 C2 RU2323276 C2 RU 2323276C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silver
- electrolyte
- additive
- coating
- dimethylhydantoin
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к химии и технологии благородных металлов и может быть использовано при нанесении блестящих декоративных покрытий на ювелирные изделия, на токонесущие детали радиоэлектронной и электротехнической промышленности, в производстве зеркал специального промышленного назначения и, в частности, относится к составам электролитов безцианистого серебрения.The invention relates to chemistry and technology of precious metals and can be used when applying shiny decorative coatings on jewelry, on current-carrying parts of the electronic and electrical industries, in the production of mirrors for special industrial purposes and, in particular, relates to compositions of cyanide-free silver electrolytes.
Известен безцианистый пирофосфатный электролит, содержащий пирофосфатный комплекс серебра, пирофосфат калия, карбонат калия и смачивающие добавки. Известный электролит обеспечивает получение тонких блестящих покрытий из серебра (Андрющенко Ф.К, Орехова В.В. Защита металлов. 1969. № 3, С.287-292).Known cyanide-free pyrophosphate electrolyte containing silver pyrophosphate complex, potassium pyrophosphate, potassium carbonate and wetting additives. The well-known electrolyte provides thin shiny coatings of silver (Andryushchenko F.K., Orekhova V.V. Metal protection. 1969. No. 3, S.287-292).
Однако эти покрытия имеют синий оттенок и становятся матовыми при увеличении толщины покрытия, кроме того, пирофосфатные электролиты склонны к пассивации серебряных анодов и осаждению плотного осадка карбонатов на поверхности анода.However, these coatings have a blue tint and become dull with an increase in coating thickness; in addition, pyrophosphate electrolytes are prone to passivation of silver anodes and the deposition of a dense precipitate of carbonates on the surface of the anode.
Известны безцианистые электролиты, в состав которых входят органические соединения, образующие комплексные соединения с серебром (US 5601696, 11.02.1997, US 5911866, 15.06.1999, US 6210556, 03.04.2001).Cyanide-free electrolytes are known, which include organic compounds forming complex compounds with silver (US 5601696, 02/11/1997, US 5911866, 06/15/1999, US 6210556, 04/03/2001).
Наиболее близким к предложенному электролиту является электролит блестящего серебрения, содержащий комплексное соединение серебра с 5,5-диметилгидантоином, 5,5-диметилгидантоин, электропроводящую соль щелочного металла или аммония, сульфаминовую кислоту, гидроксид щелочного металла для корректировки рН, блескообразующую добавку - 2,2′-дипиридил и, возможно, депассивирующую добавку из производных пиридина (никотинамид, изоникотинамид, 2-аминопиридин и др.) (US 2005/0183961 A1, 25.08.2005).Closest to the proposed electrolyte is a brilliant silvering electrolyte containing a complex compound of silver with 5.5-dimethyl hydantoin, 5.5-dimethyl hydantoin, an electrically conductive alkali metal or ammonium salt, sulfamic acid, alkali metal hydroxide for pH adjustment, a bright-forming additive - 2.2 Β-dipyridyl and, possibly, a passivating additive from pyridine derivatives (nicotinamide, isonicotinamide, 2-aminopyridine, etc.) (US 2005/0183961 A1, 25.08.2005).
Недостатками данного электролита являются невысокая скорость осаждения серебра, низкая устойчивость блескообразующей добавки (в частности, 2,2′-дипиридила) и ее разложение в процессе эксплуатации электролита, что ухудшает качество получаемых покрытий. Кроме того, при длительной эксплуатации электродов происходит пассивация серебряных растворимых анодов.The disadvantages of this electrolyte are the low silver deposition rate, low stability of the bright-forming additive (in particular, 2,2′-dipyridyl) and its decomposition during the operation of the electrolyte, which affects the quality of the resulting coatings. In addition, during prolonged use of the electrodes, passivation of silver soluble anodes occurs.
Задачей изобретения является создание безцианистого электролита, стабильно обеспечивающего зеркально-блестящее серебрение, устойчивого в процессе получения покрытий, обеспечивающего высокую скорость осаждения серебра, т.е. сокращение продолжительности процесса получения покрытий.The objective of the invention is to provide a cyanide-free electrolyte that stably provides mirror-gloss silvering, stable in the process of obtaining coatings, providing a high deposition rate of silver, i.e. reducing the duration of the coating process.
Поставленная задача решается описываемым электролитом серебрения, в состав которого входят: растворимое соединение серебра, 5,5-диметилгидантоин в качестве комплексообразователя, электропроводящая соль щелочного металла, щелочной реагент, блескообразующая добавка - 3-пиридинсульфоновая кислота, депассивирующая добавка, выбранная из N-алкилпирролидонов с числом атомов углерода в алкильном радикале от 2 до 5.The problem is solved by the described silvering electrolyte, which includes: a soluble silver compound, 5,5-dimethylhydantoin as a complexing agent, an alkali metal electrically conductive salt, an alkaline reagent, a bright-forming additive - 3-pyridinesulfonic acid, a passivation additive selected from N-alkylpyrrolidones with the number of carbon atoms in the alkyl radical from 2 to 5.
Предпочтительно в качестве растворимого соединения серебра электролит содержит нитрат или метансульфонат серебра, в качестве электропроводящей соли - нитрат натрия, в качестве щелочного реагента - гидроксид калия.Preferably, as a soluble silver compound, the electrolyte contains silver nitrate or methanesulfonate, sodium nitrate as an electrically conductive salt, and potassium hydroxide as an alkaline reagent.
В рабочем состоянии электролит содержит упомянутые компоненты в водном растворе, имеющем рН от 9,5 до 11,5, при содержании компонентов в растворе:In working condition, the electrolyte contains the aforementioned components in an aqueous solution having a pH of from 9.5 to 11.5, with the content of the components in the solution:
Наиболее предпочтительные содержания компонентов электролита в его рабочем состоянии выбраны опытным путем и обусловлены следующим.The most preferred contents of the electrolyte components in its working condition are selected empirically and are due to the following.
Увеличение концентрации серебра выше 40 г/л приводит к неэффективно высокому расходу серебра, при этом основные показатели не улучшаются. Снижение концентрации серебра ниже 10 г/л может привести к нестабильности процесса электролиза и, как следствие, к ухудшению качества покрытия.An increase in silver concentration above 40 g / l leads to an ineffectively high consumption of silver, while the main indicators do not improve. A decrease in silver concentration below 10 g / l can lead to instability of the electrolysis process and, as a consequence, to a deterioration in the quality of the coating.
Концентрация 5,5-диметилгидантоина 100-160 г/л обеспечивает связывание в комплекс всего серебра, находящегося в растворе, а также связывание в комплекс серебра, растворяемого на аноде.The concentration of 5,5-dimethylhydantoin 100-160 g / l provides binding to the complex of all silver in solution, as well as binding to the complex of silver, dissolved on the anode.
При концентрациях соединений N-алкилпирролидона (обычно используют N-метилпирролидон, N-этилпирролидон, N-изопропилпирролидон и др.) менее 0,5 г/л возможна анодная пассивация серебра, при концентрациях более 5 г/л покрытия могут приобретать некоторую матовость.At concentrations of compounds of N-alkylpyrrolidone (usually N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, N-isopropylpyrrolidone, etc.) are used less than 0.5 g / l, anodic passivation of silver is possible; at concentrations of more than 5 g / l, coatings may become somewhat dull.
При концентрации 3-пиридинсульфоновой кислоты менее 0,05 г/л серебряные покрытия тускнеют с увеличении толщины покрытия более 3 мкм, а при концентрации более 0,5 г/л может происходить потемнение покрытия на торцах изделий, где обычно более высокая плотность тока.When the concentration of 3-pyridinesulfonic acid is less than 0.05 g / l, silver coatings grow dull with an increase in coating thickness of more than 3 μm, and at a concentration of more than 0.5 g / l, the coating may darken at the ends of the products, where usually a higher current density.
Интервал рН от 9,5 до 11.5 выбран исходя из максимальной устойчивости комплексных соединений серебра с 5,5-диметилгидантоином.The pH range from 9.5 to 11.5 is selected based on the maximum stability of silver complex compounds with 5.5-dimethylhydantoin.
Предлагаемый электролит испытан в укрупненном лабораторном масштабе.The proposed electrolyte is tested on an enlarged laboratory scale.
Пример 1.Example 1
Приготовлен водный раствор электролита, содержащий: нитрат серебра из расчета 10 г/л по металлу, комплексообразователь - 5,5-диметилгидантоин - 100 г/л, нитрат натрия 40 г/л, депассиватор - N-метилпирролидон - 0,5 г/л, блескообразующую добавку - 3-пиридинсульфоновую кислоту с концентрацией 0,5 г/л и гидроксид калия - 9,4 г/л. При рН раствора 10,8 проводят процесс получения покрытая в ячейке Хулла при комнатной температуре, при перемешивании электролита, при силе тока 0,5 ампера в течение 4 минут, с растворимым серебряным анодом. Зеркально-блестящее покрытие получено в интервале от 0,1 до 0,3 А/дм2. Скорость осаждения при плотности тока 0,3 А /см2 равна 0,25 мкм/мин. Количество, серебра, выделенного на катоде, равно количеству серебра, растворенного на аноде, выход по току близок к 100%. Опыты по нанесению покрытий проведены в течение месяца. Пассивация анода не наблюдалась, раствор оставался прозрачным, качество покрытий оставалось стабильным.An aqueous electrolyte solution was prepared containing: silver nitrate at a rate of 10 g / l for metal, complexing agent - 5.5-dimethylhydantoin - 100 g / l, sodium nitrate 40 g / l, depassivator - N-methylpyrrolidone - 0.5 g / l , brightening additive - 3-pyridine sulfonic acid with a concentration of 0.5 g / l and potassium hydroxide - 9.4 g / l. At a solution pH of 10.8, the process of obtaining coated in a Hull cell is carried out at room temperature, with stirring of the electrolyte, at a current strength of 0.5 amperes for 4 minutes, with a soluble silver anode. Mirror-gloss coating obtained in the range from 0.1 to 0.3 A / DM 2 . The deposition rate at a current density of 0.3 A / cm 2 is equal to 0.25 μm / min. The amount of silver released at the cathode is equal to the amount of silver dissolved at the anode; the current efficiency is close to 100%. Coating experiments were carried out for a month. Passivation of the anode was not observed, the solution remained transparent, and the quality of the coatings remained stable.
Пример 2.Example 2
Приготовлен водный раствор электролита, содержащий: нитрат серебра из расчета 40 г/л по металлу, комплексообразователь - 5,5 диметилгидантоин - 160 г/л, нитрат натрия - 20 г/л, депассиватор - N-этилпирролидон - 3,5 г/л, блескообразующую добавку - 3-пиридинсульфоновую кислоту - 0,05 г/л и регулятор рН - гидроксид калия - 9,6 г/л, рН раствора составил 10.8. В ячейке Хулла проведено получение покрытия при комнатной температуре, с перемешиванием электролита, при силе тока 0,5 ампера в течение 4 минут, с растворимым серебряным анодом. Зеркально-блестящее покрытие получается в интервале от 0,2 до 0,5 А/дм2. Скорость осаждения серебра при плотности тока - 0,5 А/см2 равна 0,34 мкм/мин. Количество, серебра, выделенного на катоде, равно количеству серебра, растворенного на аноде, выход по току близок к 100%. Опыты по нанесению покрытий проведены в течение месяца. Пассивации анода не наблюдалась, раствор оставался прозрачным, качество покрытий оставалось стабильным.An aqueous electrolyte solution was prepared containing: silver nitrate at a rate of 40 g / l for metal, a complexing agent - 5.5 dimethylhydantoin - 160 g / l, sodium nitrate - 20 g / l, a depassivator - N-ethylpyrrolidone - 3.5 g / l , the bright-forming additive is 3-pyridine sulfonic acid — 0.05 g / l, and the pH regulator — potassium hydroxide — 9.6 g / l, the pH of the solution was 10.8. In the Hull cell, a coating was prepared at room temperature, with stirring of the electrolyte, at a current strength of 0.5 amperes for 4 minutes, with a soluble silver anode. Mirror-gloss coating is obtained in the range from 0.2 to 0.5 A / DM 2 . The silver deposition rate at a current density of 0.5 A / cm 2 is 0.34 μm / min. The amount of silver released at the cathode is equal to the amount of silver dissolved at the anode; the current efficiency is close to 100%. Coating experiments were carried out for a month. No passivation of the anode was observed, the solution remained transparent, and the coating quality remained stable.
Пример 3.Example 3
Из водного раствора электролита, содержащего: нитрат серебра из расчета 25 г/л по металлу, комплексообразователь - 5,5 диметилгидантоин - 140 г/л, нитрат калия - 50 г/л, депассиватор - N-изопропилпирролидон - 5,0 г/л, блескообразующую добавку - 3-пиридинсульфоновую кислоту - 0,35 г/л и гидроксид калия - 9,7 г/л, при рН-11,5 в ячейке Хулла осуществлен процесс нанесения серебряного покрытия. Условия осаждения: комнатная температура, перемешивание электролита, силе тока 0,5 ампера, время - 4 минуты, растворимый серебряный анод. Получено зеркально-блестящее покрытие в интервале от 0,2 до 0,4 А/дм2. Скорость осаждения серебра при плотности тока 0,4 А/см2 равна 0,29 мкм/мин. Количество серебра, выделенного на катоде, равно количеству серебра, растворенного на аноде, выход по току близок к 100%. Опыты по нанесению покрытий проводили в течение месяца. Пассивации анода не наблюдали, раствор оставался прозрачным, качество покрытий оставалось стабильным.From an aqueous electrolyte solution containing: silver nitrate at a rate of 25 g / l for metal, a complexing agent - 5.5 dimethylhydantoin - 140 g / l, potassium nitrate - 50 g / l, a depassivator - N-isopropylpyrrolidone - 5.0 g / l , a bright-forming additive - 3-pyridine sulfonic acid - 0.35 g / l and potassium hydroxide - 9.7 g / l, at pH-11.5, a silver coating process was carried out in the Hull cell. Precipitation conditions: room temperature, electrolyte mixing, current strength of 0.5 amperes, time - 4 minutes, soluble silver anode. Received a mirror-shiny coating in the range from 0.2 to 0.4 A / DM 2 . The silver deposition rate at a current density of 0.4 A / cm 2 is 0.29 μm / min. The amount of silver released at the cathode is equal to the amount of silver dissolved at the anode; the current efficiency is close to 100%. Coating experiments were carried out for a month. No passivation of the anode was observed, the solution remained transparent, and the quality of the coatings remained stable.
Пример по прототипу (US 2005/0183961).An example of a prototype (US 2005/0183961).
Состав водного раствора электролита: комплексное серебро с 5,5-диметилгидантоином - 25 г/л по серебру, сульфаминовая кислота - 52,5 г/л, гидроксид калия - 60 г/л, 5,5-диметилгидантоин - 80 г/л и блескообразующая и депассивирующая добавки: 2.2′-дипиридил - 5,0 г/л и производное пиридина (никотинамид) - 50 г/л. При рН=11 в ячейке Хулла осуществлен процесс при комнатной температуре с перемешиванием электролита при силе тока 0,5 ампер в течение 4 минут с использованием растворимого серебряного анода. Зеркально-блестящее покрытие получено в интервале от 0,10 до 0,25 А/дм2. Скорость осаждения серебра при плотности тока 0,25 А/см2 равна 0,12 мкм/мин. Количество серебра, выделенного на катоде, больше количества серебра, растворенного на аноде, выход по току на катоде близок к 100%, на аноде выход по току составил 67%. Опыты по нанесению покрытий проведены в течение месяца. После эксплуатации электролита в течение 1 недели анод пассивируется, при этом анодный выход по току снизился до 12%, а в растворе появился коллоидный осадок, качество покрытий ухудшилось, покрытия стали матовыми и неравномерными.The composition of the aqueous electrolyte solution: complex silver with 5.5-dimethyl hydantoin - 25 g / l silver, sulfamic acid - 52.5 g / l, potassium hydroxide - 60 g / l, 5.5-dimethyl hydantoin - 80 g / l and brightening and depassivating additives: 2.2′-dipyridyl - 5.0 g / l and pyridine derivative (nicotinamide) - 50 g / l. At pH = 11, a process was carried out in a Hull cell at room temperature with stirring of the electrolyte at a current strength of 0.5 amperes for 4 minutes using a soluble silver anode. Mirror-gloss coating obtained in the range from 0.10 to 0.25 A / DM 2 . The silver deposition rate at a current density of 0.25 A / cm 2 is 0.12 μm / min. The amount of silver released at the cathode is greater than the amount of silver dissolved at the anode, the current efficiency at the cathode is close to 100%, the current efficiency at the anode is 67%. Coating experiments were carried out for a month. After using the electrolyte for 1 week, the anode is passivated, while the anode current efficiency decreased to 12%, and a colloidal precipitate appeared in the solution, the quality of the coatings deteriorated, and the coatings became dull and uneven.
Из приведенных выше примеров видно, что предложенное изобретение обеспечивает достижение поставленной задачи, т.к. заявленный состав электролита обеспечивает улучшение зеркального блеска покрытий, повышение скорости осаждения серебра, устойчивость электролита в течение длительного периода работы.From the above examples it is seen that the proposed invention ensures the achievement of the task, because The claimed composition of the electrolyte provides an improvement in the specular gloss of coatings, an increase in the silver deposition rate, and stability of the electrolyte over a long period of work.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006109056/02A RU2323276C2 (en) | 2006-03-23 | 2006-03-23 | Silver-plating electrolyte |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006109056/02A RU2323276C2 (en) | 2006-03-23 | 2006-03-23 | Silver-plating electrolyte |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006109056A RU2006109056A (en) | 2007-09-27 |
RU2323276C2 true RU2323276C2 (en) | 2008-04-27 |
Family
ID=38953835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006109056/02A RU2323276C2 (en) | 2006-03-23 | 2006-03-23 | Silver-plating electrolyte |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2323276C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120067733A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-22 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Method of electroplating silver strike over nickel |
WO2013010858A1 (en) * | 2011-07-18 | 2013-01-24 | Technische Universität Dresden | Method for producing thin electrically conductive layers of silver, a silver layer, a silver complex, the solution of said silver complex, and the use of the silver complex in a solution |
RU2536127C2 (en) * | 2010-03-09 | 2014-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Санкт-Петербургский Центр "ЭЛМА (Электроникс Менеджмент)" | Acid electrolyte for silvering |
-
2006
- 2006-03-23 RU RU2006109056/02A patent/RU2323276C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536127C2 (en) * | 2010-03-09 | 2014-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Санкт-Петербургский Центр "ЭЛМА (Электроникс Менеджмент)" | Acid electrolyte for silvering |
US20120067733A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-22 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Method of electroplating silver strike over nickel |
US9228268B2 (en) * | 2010-09-21 | 2016-01-05 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Method of electroplating silver strike over nickel |
WO2013010858A1 (en) * | 2011-07-18 | 2013-01-24 | Technische Universität Dresden | Method for producing thin electrically conductive layers of silver, a silver layer, a silver complex, the solution of said silver complex, and the use of the silver complex in a solution |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006109056A (en) | 2007-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI475134B (en) | Pd and pd-ni electrolyte baths | |
JP6370380B2 (en) | Electrolyte for electrodeposition of silver-palladium alloy and deposition method thereof | |
JP2011520037A (en) | Improved copper-tin electrolyte and bronze layer deposition method | |
JPS6254397B2 (en) | ||
EP3159435B1 (en) | Additive for silver palladium alloy electrolytes | |
RU2323276C2 (en) | Silver-plating electrolyte | |
CN111705341A (en) | Cyanide-free gold plating electroplating solution and electroplating process thereof | |
WO2013092314A1 (en) | Deposition of copper-tin-zink alloys from an electrolyte | |
KR20210044866A (en) | Electrolyte for cyanide-free deposition of silver | |
KR20100075935A (en) | Method of obtaining a yellow gold alloy coating by electroplating without the use of toxic metals or metalloids | |
CN106591897A (en) | Cyanide-free ionic-liquid copper-plating solution and copper plating process | |
DE102018120357A1 (en) | Electrolyte for the deposition of silver and silver alloy coatings | |
WO2013092312A1 (en) | Deposition of copper-tin-zinc alloys from an electrolyte | |
KR101297476B1 (en) | Method of obtaining a yellow gold alloy deposition by galvanoplasty without using toxic metals | |
DE102012004348B4 (en) | Use of organic thiourea compounds to increase the galvanic deposition rate of gold and gold alloys | |
RU2334833C1 (en) | Electrolyte for sedimentation of coatings out of cadmium-cobalt alloy | |
RU2487967C1 (en) | Oxalate electrolyte for depositing copper-tin alloy | |
EP3842572A1 (en) | Tin alloy electroplating bath and plating method using same | |
RU2313621C1 (en) | Low-concentration electrolyte for applying semi-bright coating of tin-zinc alloy | |
US20160194775A1 (en) | Galvanic bath | |
DE102019106004B4 (en) | Additive for the cyanide-free deposition of silver | |
RU2350696C1 (en) | Electrolyte for coating deposition from cadmium and manganese melt | |
RU2302483C1 (en) | Cadmium-plating electrolyte | |
RU2291230C1 (en) | Lead plating electrolyte | |
RU2334832C1 (en) | Electrolyte for sedimentation of coatings out of cadmium-iron alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080324 |