RU2487967C1 - Oxalate electrolyte for depositing copper-tin alloy - Google Patents

Oxalate electrolyte for depositing copper-tin alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2487967C1
RU2487967C1 RU2012118124/02A RU2012118124A RU2487967C1 RU 2487967 C1 RU2487967 C1 RU 2487967C1 RU 2012118124/02 A RU2012118124/02 A RU 2012118124/02A RU 2012118124 A RU2012118124 A RU 2012118124A RU 2487967 C1 RU2487967 C1 RU 2487967C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrolyte
copper
tin
tin alloy
mol
Prior art date
Application number
RU2012118124/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Николаевич Виноградов
Максим Владимирович Глебов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский 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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет")
Priority to RU2012118124/02A priority Critical patent/RU2487967C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2487967C1 publication Critical patent/RU2487967C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: electrolyte for depositing a copper-tin alloy contains components in the following ratio, g/l: copper sulphate pentahydrate 20-25, tin sulphate 3-10, ammonium oxalate 45-55, sodium acetate 10-20, gelatine 0.1-0.5, vanilin 0.1-0.5, methylene blue 5·10-5-1·10-3 mol/l, water - up to 1 l.
EFFECT: high lustre, improved environmental properties and high stability of the electrolyte.
2 tbl

Description

Изобретение относится к гальваническому осаждению покрытий сплавом медь-олово с содержанием олова 5-35% и может быть применено для осаждения защитно-декоративных, коррозионно-стойких покрытий, а также в качестве подслоя.The invention relates to galvanic deposition of coatings with a copper-tin alloy with a tin content of 5-35% and can be used to deposit protective, decorative, corrosion-resistant coatings, and also as a sublayer.

Известны цианидные, сульфатные, станнатно-цианидные, пирофосфатные, щавелевокислые электролиты для осаждения сплава медь-олово [1-4].Known cyanide, sulfate, stannate-cyanide, pyrophosphate, oxalic acid electrolytes for the deposition of copper-tin alloy [1-4].

Недостатками известных способов являются: высокая экологическая опасность, высокая концентрация компонентов, работа при повышенной температуре, низкая стабильность.The disadvantages of the known methods are: high environmental hazard, high concentration of components, operation at elevated temperatures, low stability.

Наиболее близким по характеристикам осаждаемого покрытия является щавелевокислый электролит, имеющий следующий состав электролита, г/л: сульфат меди 20-25, сульфат олова 3-10, аммоний щавелевокислый 45-55, борная кислота 15-25, желатин 0,1-0,2, триэтаноламин 0,3-0,5, вода до 1 л [3].The closest in characteristics of the deposited coating is an oxalic acid electrolyte having the following electrolyte composition, g / l: copper sulfate 20-25, tin sulfate 3-10, ammonium oxalate 45-55, boric acid 15-25, gelatin 0.1-0, 2, triethanolamine 0.3-0.5, water up to 1 l [3].

Однако щавелевокислый электролит отличается низким качеством покрытия, повышенным содержанием веществ трудно разлагаемых в сточных водах (борная кислота) и необходимостью частой корректировки в результате частичного окисления олова.However, oxalic acid electrolyte is characterized by low coating quality, high content of substances difficult to decompose in wastewater (boric acid) and the need for frequent adjustments as a result of partial tin oxidation.

Техническим результатом предлагаемого электролита является осаждение защитно-декоративных, износостойких с низким значением переходного электросопротивления зеркально блестящих покрытий сплавом медь-олово. Исчезает необходимость частой корректировки электролита, повышается экологическая безопасность электролита.The technical result of the proposed electrolyte is the deposition of protective and decorative, wear-resistant with a low value of transient electrical resistance of mirror-shiny coatings with a copper-tin alloy. The need for frequent adjustment of the electrolyte disappears, the environmental safety of the electrolyte increases.

Это достигается тем, что щавелевокислый электролит для осаждения сплава медь-олово, содержащий сульфат меди пятиводный, сульфат олова, желатин и воду согласно предложенному изобретению, дополнительно содержит метиленовый синий, ванилин, ацетат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л: сульфат меди пятиводный 20-25; сульфат олова 3-10; аммоний щавелевокислый 45-55; ацетат натрия 10-20; желатин 0,1-0,5, ванилин 0,1-0,5; метиленовый синий 5·10-5-1·10-3 моль/л; вода до 1 л.This is achieved by the fact that an oxalic acid electrolyte for the deposition of a copper-tin alloy containing copper sulfate pentahydrate, tin sulfate, gelatin and water according to the invention, additionally contains methylene blue, vanillin, sodium acetate in the following ratio, g / l: copper sulfate pentahydrate 20-25; tin sulfate 3-10; ammonium oxalate 45-55; sodium acetate 10-20; gelatin 0.1-0.5, vanillin 0.1-0.5; methylene blue 5 · 10 -5 -1 · 10 -3 mol / l; water up to 1 liter

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый электролит отличается от известного введением новых компонентов, а именно ацетата натрия, ванилина, метиленового синего.Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the inventive electrolyte differs from the known introduction of new components, namely sodium acetate, vanillin, methylene blue.

В таблице 1 приведена зависимость изменения концентрации Sn(IV) от концентрации метиленового синего.Table 1 shows the dependence of the change in the concentration of Sn (IV) on the concentration of methylene blue.

Таблица 1Table 1 Зависимость изменения концентрации Sn(IV) от концентрации метиленового синегоThe dependence of changes in the concentration of Sn (IV) on the concentration of methylene blue Концентрация добавки, моль/лThe concentration of additives, mol / l Q, А·ч/лQ, A · h / l 00 1one 55 1010 14fourteen 0 (добавка не вводилась)0 (no supplementation) CSn(IV), моль/лC Sn (IV) , mol / L 0,020.02 0,020.02 0,060.06 0,090.09 0,10.1 5·10-5 5 · 10 -5 CSn(IV) моль/лC Sn (IV) mol / L 00 0,0120.012 0,0350,035 0,0380,038 0,0380,038 2,5·10-4 2.5 · 10 -4 CSn(IV) моль/лC Sn (IV) mol / L 00 0,0050.005 0,00760.0076 0,00760.0076 0,00750.0075 5·10-4 5 · 10 -4 CSn(IV) моль/лC Sn (IV) mol / L 00 0,0020.002 00 00 0,0020.002 1·10-3 1 · 10 -3 CSn(IV) моль/лC Sn (IV) mol / L 00 00 00 00 00

Важно отметить, что метиленовый синий в процессе осаждения сплава не расходуется, так как добавка регенерируется на катоде. Из таблицы 1 видно, что с увеличением добавки скорость окисления Sn(II) уменьшается и при Сдоб=10-4 моль/л процесс окисления двухвалентного олова не происходит. Следовательно, оптимальной концентрацией добавки Сдоб=10-4 моль/л. Другой особенностью добавки является то, что при ее наличии в электролите покрытия получаются более блестящими, чем в электролите прототипа.It is important to note that methylene blue is not consumed during the deposition of the alloy, since the additive is regenerated at the cathode. From table 1 it is seen that with an increase in the additive, the oxidation rate of Sn (II) decreases and at C add = 10 -4 mol / L, the process of oxidation of divalent tin does not occur. Therefore, the optimal concentration of the additive With add = 10 -4 mol / L. Another feature of the additive is that when it is present in the electrolyte, the coatings are more shiny than in the prototype electrolyte.

Применение ванилина в качестве блескообразователя обеспечивает зеркальный блеск на плотности тока 0,5 А/дм2.The use of vanillin as a brightener provides a specular gloss at a current density of 0.5 A / dm 2 .

Таким образом, применение электролита позволяет увеличить стабильность электролита, повысить декоративные свойства покрытия, а также улучшить его экологические свойства.Thus, the use of electrolyte can increase the stability of the electrolyte, improve the decorative properties of the coating, and also improve its environmental properties.

Электролит готовят следующим образом.The electrolyte is prepared as follows.

В емкости растворяют 55 г аммония щавелевокислого в воде при температуре 60°C, добавляют 0,2 г желатина в виде раствора в теплой воде, 20 г сульфата меди и 15 г ацетата натрия при интенсивном перемешивании. Затем вводят 5·10-4 моль/л метиленового синего, 0,1 г ванилина. Сульфат олова вводится в количестве 6 г и интенсивно перемешивается. Затем объем полученного раствора доводят до 1 литра и охлаждают до комнатной температуры. Требуемое значение pH=5 корректируют при помощи щавелевой кислоты или раствора аммиака.In a container, 55 g of oxalic ammonium ammonium are dissolved in water at a temperature of 60 ° C, 0.2 g of gelatin in the form of a solution in warm water, 20 g of copper sulfate and 15 g of sodium acetate are added with vigorous stirring. Then enter 5 · 10 -4 mol / l of methylene blue, 0.1 g of vanillin. Tin sulfate is introduced in an amount of 6 g and is intensively mixed. Then the volume of the resulting solution was adjusted to 1 liter and cooled to room temperature. The desired pH = 5 is adjusted using oxalic acid or ammonia solution.

Приготовленный электролит имеет следующий состав, г/л:The prepared electrolyte has the following composition, g / l:

сульфат меди пятиводныйcopper sulfate pentahydrate 20twenty сульфат оловаtin sulfate 66 аммоний щавелевокислыйoxalic ammonium 5555 ацетат натрияsodium acetate 15fifteen ванилинvanillin 0,10.1 метиленовый синий, моль/лmethylene blue, mol / l 5·10-4 5 · 10 -4 водаwater до 1 лup to 1 l температура, 20°C катодная плотность тока, А/дм3 temperature, 20 ° C cathodic current density, A / dm 3 0,2-0,70.2-0.7

Примеры с различными значениями концентраций заявляемого электролита приведены в таблице 2.Examples with different concentrations of the inventive electrolyte are shown in table 2.

Таблица 2table 2 Примеры состава щавелевокислого электролита сплава медь-оловоExamples of the composition of an oxalic acid electrolyte of a copper-tin alloy Состав электролитаElectrolyte composition Номер электролитаElectrolyte number 1one 22 33 4 (прототип)4 (prototype) сульфат меди пяти-водныйfive-water copper sulfate 20twenty 20twenty 20twenty 2323 сульфат оловаtin sulfate 33 66 1010 55 аммоний щавелевокислыйoxalic ammonium 5555 5555 5555 50fifty борная кислотаboric acid -- -- -- 20twenty ацетат натрияsodium acetate 15fifteen 15fifteen 15fifteen -- желатинgelatin 0,20.2 0,20.2 0,20.2 0,150.15 ванилинvanillin 0,10.1 0,10.1 0,10.1 -- метиленовый синий, моль/лmethylene blue, mol / l 5·10-4 5 · 10 -4 5·10-4 5 · 10 -4 5·10-4 5 · 10 -4 -- триэтаноламинtriethanolamine -- -- -- 0,40.4

Сплав медь-олово наносили на медь или медные сплавы. Качество полученных покрытий сплавом медь-олово оценивали по внешнему виду в соответствие с требованиями ГОСТа 9.301-86. Для определения стабильности электролита провели ряд циклов выработки электролита. Оказалось, что если ввести в щавелевокислый электролит метиленовый синий, то он становится более стабильным по сравнению с прототипом. При прохождении 30 А·ч в электролите не наблюдались изменения внешнего вида покрытия. Электролит не содержит веществ, создающих повышенную экологическую опасность.A copper-tin alloy was applied to copper or copper alloys. The quality of the coatings obtained by the copper-tin alloy was evaluated in appearance in accordance with the requirements of GOST 9.301-86. To determine the stability of the electrolyte, a series of electrolyte generation cycles were performed. It turned out that if methylene blue is introduced into the oxalic acid electrolyte, it becomes more stable compared to the prototype. With the passage of 30 Ah in the electrolyte, no changes in the appearance of the coating were observed. The electrolyte does not contain substances that create an increased environmental hazard.

Таким образом, предлагаемый электролит позволяет получить покрытия сплавом медь-олово, качество которых соответствует требованиям указанных выше стандартов и в процессе эксплуатации электролита не проходит необратимых изменений, нарушающих его стабильность. Дополнительным преимуществом электролита по сравнению с прототипом является более высокая экологическая безопасность, лучший внешний вид покрытий, включает в себя меньшую концентрацию компонентов, что уменьшает его стоимость.Thus, the proposed electrolyte allows to obtain coatings with a copper-tin alloy, the quality of which meets the requirements of the above standards and during the operation of the electrolyte does not undergo irreversible changes that violate its stability. An additional advantage of the electrolyte compared with the prototype is higher environmental safety, better appearance of coatings, includes a lower concentration of components, which reduces its cost.

Источники информации:Information sources:

1. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. В 2-х томах / Под ред. М.А.Шлугера. - М.; Машиностроение, 1985.1. Electroplating coatings in mechanical engineering. Directory. In 2 volumes / Ed. M.A.Shluger. - M .; Engineering, 1985.

2. В.В.Бондарь, В.В.Гриница, В.Н.Павлов. Электроосаждение двойных сплавов. (Итоги науки и техники), 1979, 16, 329 с.2. V.V. Bondar, V.V. Grinitsa, V.N. Pavlov. Electrodeposition of double alloys. (Results of science and technology), 1979, 16, 329 p.

3. Патент РФ, 17.09.1997 20.05.1999, Лукомский Ю.Я., Кунина О.Л., Электролит бронзирования, патент России №2130513 97115437/02.3. RF patent, 09/17/1997 05/20/1999, Lukomsky Yu.Ya., Kunina OL, Electrolyte bronzing, Russian patent No. 2130513 97115437/02.

4. Электролитическое осаждение сплавов / Под ред. В.А.Аверикина. - М.: Машгиз, 1961.4. Electrolytic deposition of alloys / Ed. V.A. Averikin. - M .: Mashgiz, 1961.

Claims (1)

Щавелевокислый электролит для осаждения сплава медь-олово, содержащий сульфат меди пятиводный, сульфат олова, аммоний щавелевокислый, желатин и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ацетат натрия, ванилин, метиленовый синий при следующем соотношении компонентов, г/л:
сульфат меди пятиводный 20-25 сульфат олова 3-10 аммоний щавелевокислый 45-55 ацетат натрия 10-20 желатин 0,1-0,5 ванилин 0,1-0,5 метиленовый синий, моль/л 5·10-5-1·10-3
An oxalic acid electrolyte for the deposition of a copper-tin alloy containing copper sulfate pentahydrate, tin sulfate, ammonium oxalate, gelatin and water, characterized in that it additionally contains sodium acetate, vanillin, methylene blue in the following ratio, g / l:
copper sulfate pentahydrate 20-25 tin sulfate 3-10 oxalic ammonium 45-55 sodium acetate 10-20 gelatin 0.1-0.5 vanillin 0.1-0.5 methylene blue, mol / l 5 · 10 -5 -1 · 10 -3
RU2012118124/02A 2012-05-03 2012-05-03 Oxalate electrolyte for depositing copper-tin alloy RU2487967C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012118124/02A RU2487967C1 (en) 2012-05-03 2012-05-03 Oxalate electrolyte for depositing copper-tin alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012118124/02A RU2487967C1 (en) 2012-05-03 2012-05-03 Oxalate electrolyte for depositing copper-tin alloy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2487967C1 true RU2487967C1 (en) 2013-07-20

Family

ID=48791204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012118124/02A RU2487967C1 (en) 2012-05-03 2012-05-03 Oxalate electrolyte for depositing copper-tin alloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2487967C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2613838C1 (en) * 2015-12-18 2017-03-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" Oxalate electrolyte for copper-tin alloy deposition
RU2627319C1 (en) * 2016-10-25 2017-08-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" Electrolyte for zinc-nickel coatings deposition

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0229665A1 (en) * 1986-01-14 1987-07-22 Mitsubishi Kasei Corporation Specular product of golden tone and method for manufacturing same
RU2130513C1 (en) * 1997-09-17 1999-05-20 Ивановская государственная химико-технологическая академия Bronzing electrolyte
RU2164968C1 (en) * 2000-01-26 2001-04-10 Ивановский государственный химико-технологический университет Bronzing electrolyte
US7780839B2 (en) * 2007-12-12 2010-08-24 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Electroplating bronze

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0229665A1 (en) * 1986-01-14 1987-07-22 Mitsubishi Kasei Corporation Specular product of golden tone and method for manufacturing same
RU2130513C1 (en) * 1997-09-17 1999-05-20 Ивановская государственная химико-технологическая академия Bronzing electrolyte
RU2164968C1 (en) * 2000-01-26 2001-04-10 Ивановский государственный химико-технологический университет Bronzing electrolyte
US7780839B2 (en) * 2007-12-12 2010-08-24 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Electroplating bronze

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2613838C1 (en) * 2015-12-18 2017-03-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" Oxalate electrolyte for copper-tin alloy deposition
RU2627319C1 (en) * 2016-10-25 2017-08-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" Electrolyte for zinc-nickel coatings deposition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101502804B1 (en) Pd and Pd-Ni electrolyte baths
CN102016130B (en) Modified copper-tin electrolyte and method of depositing bronze layers
TWI441958B (en) Pyrophosphate-containing bath for cyanide-free deposition of copper-tin alloys
ITTO950840A1 (en) ELECTROLYTIC ALKALINE BATHS AND PROCEDURES FOR ZINC AND ZINC ALLOYS
JP6951465B2 (en) Trivalent chrome plating solution and chrome plating method using this
JP6370380B2 (en) Electrolyte for electrodeposition of silver-palladium alloy and deposition method thereof
DE102008050135A1 (en) Process for depositing platinum rhodium layers with improved brightness
US20190071789A1 (en) Additive for silver-palladium alloy electrolytes
WO2009139384A1 (en) Copper‑zinc alloy electroplating bath and plating method using same
US20040195107A1 (en) Electrolytic solution for electrochemical deposition gold and its alloys
RU2487967C1 (en) Oxalate electrolyte for depositing copper-tin alloy
JPH06104914B2 (en) Alkaline cyanide bath for electrodeposition of copper-tin alloy coating with ground color or gloss
KR101297476B1 (en) Method of obtaining a yellow gold alloy deposition by galvanoplasty without using toxic metals
KR102258233B1 (en) Electroplating solution
US4111760A (en) Method and electrolyte for the electrodeposition of cobalt and cobalt-base alloys in the presence of an insoluble anode
KR101271587B1 (en) Mono-fluid type metal nano coating composition and preparation method of the same
US3630856A (en) Electrodeposition of ruthenium
US4428804A (en) High speed bright silver electroplating bath and process
CN102732920B (en) Process for obtaining gold alloy deposit of 18 carat 3n
SU574485A1 (en) Electrolyte for high-gloss tinning
CN114657606B (en) Preparation and implementation method of electroformed gold stabilizer
RU2459017C1 (en) Electrolyte for depositing silver-rhenium alloy
GB2086940A (en) Composition and Process for High Speed Electrodeposition of Silver
RU2379381C1 (en) Iron plating electrolyte
RU2392358C1 (en) Electrolyte for precipitating copper-silver alloy

Legal Events

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

Effective date: 20140504