RU2652328C1 - Электролит для электролитического осаждения меди - Google Patents

Электролит для электролитического осаждения меди Download PDF

Info

Publication number
RU2652328C1
RU2652328C1 RU2017123959A RU2017123959A RU2652328C1 RU 2652328 C1 RU2652328 C1 RU 2652328C1 RU 2017123959 A RU2017123959 A RU 2017123959A RU 2017123959 A RU2017123959 A RU 2017123959A RU 2652328 C1 RU2652328 C1 RU 2652328C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
copper
electrolyte
butanol
amino
tetramethylammonium hydroxide
Prior art date
Application number
RU2017123959A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Сергеевич Писарев
Александр Николаевич Серов
Екатерина Александровна Желудкова
Алексей Александрович Абрашов
Неля Сетраковна Григорян
Анна Анатольевна Калинкина
Евгений Андреевич Архипов
Тигран Ашотович Ваграмян
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Производственная компания "НПП СЭМ.М"
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 Общество с ограниченной ответственностью Производственная компания "НПП СЭМ.М" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Производственная компания "НПП СЭМ.М"
Priority to RU2017123959A priority Critical patent/RU2652328C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2652328C1 publication Critical patent/RU2652328C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38Electroplating: Baths therefor from solutions of copper

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электрохимическому меднению металлических изделий, и может быть использовано в авиа- и судостроении, автомобилестроении, станкостроении. Электролит содержит, г/л: сульфат меди (II) пятиводный 3-35; оксиэтилидендифосфоновую кислоту 40-310; 2-амино-1-бутанол 0,1-2,0; продукт синтеза диоксида кремния и гидроксида тетраметиламмония в мольном отношении 1:(1-7) 0,05-1; вода - остальное. Техническим результатом изобретения является получение мелкокристаллических, гладких, блестящих медных покрытий на изделиях из стали, алюминиевых, цинковых и медных сплавов в расширенном диапазоне температур и плотностей тока. 4 пр.

Description

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электрохимическому меднению металлических изделий, и может быть использовано в авиа- и судостроении, автомобилестроении, станкостроении.
В патенте RU 2334831C2 (публ. 27.09.2008) предложен электролит для покрытия медью деталей из стали, меди и ее сплавов, алюминия и его сплавов, содержащий (г/л): соль меди (II) (0,05-1,0), нитрилотри(метиленфосфоновую) кислоту или ее растворимое соединение (0,1-2,0), амин (0,01-0,2). В качестве соли меди (II) используют сульфат, сульфамат, нитрат, тетрафтороборат или гексафторосиликат меди(II); растворимое соединение нитрилотри(метиленфосфоновой) кислоты представляет ее натриевую или калиевую соль; вещество класса аминов выбирают из группы, включающей моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, N,N-диметилэтаноламин, этилендиамин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин. Процесс электроосаждения проводят при температурах от 15 до 70°С. Однако указанный электролит обеспечивает получение качественных покрытий только при относительно невысокой катодной плотности тока от 0,25 до 2,0 А/дм2.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является электролит американской компании EPI, поставляемый на российский рынок под торговым наименованием ЭПИ-Бесцианмедь. Электролит позволяет получать гладкие мелкокристаллические покрытия на подложках из стали, алюминия, цинковых и медных сплавов. Недостатками данного электролита являются повышенная температура (40-60°С) и невысокая плотность тока (0,5-3,0 А/дм2).
Техническим результатом изобретения является получение мелкокристаллических, гладких, блестящих медных покрытий на изделиях из стали, алюминиевых, цинковых и медных сплавов в расширенном диапазоне температур и плотностей тока.
Технический результат достигается получением покрытий из электролита для электрохимического меднения металлических изделий, содержащего сульфат меди (II) пятиводный, оксиэтилидендифосфоновую кислоту, 2-амино-1-бутанол, продукт синтеза диоксида кремния и гидроксида тетраметиламмония в мольном отношении 1:(1-7) при следующем соотношении компонентов, г/л:
сульфат меди (II) пятиводный 3-35
оксиэтилидендифосфоновая кислота 40-310
2-амино-1-бутанол 0,1-2,0
продукт синтеза диоксида кремния и
гидроксида тетраметиламмония 0,05-1
вода остальное
Электролит для электрохимического меднения металлических изделий готовят следующим образом. Отдельно готовят растворы, содержащие расчетные количества сульфата меди, оксиэтилендифосфоновой кислоты, едкого калия и 2-амино-1-бутанола. рН раствора оксиэтилендифосфоновой кислоты доводят до значения 9 раствором едкого калия. К полученному раствору при интенсивном перемешивании приливают раствор сульфата меди. Затем вводят раствор 2-амино-1-бутанола, после чего проверяют и, при необходимости, корректируют рН электролита до значения 9. Объем электролита доводят до конечного объема дистиллированной водой, после чего при интенсивном перемешивании вводят кремнийорганическое соединение.
Предварительно синтезируют кремнийорганическое соединение из диоксида кремния и гидроксида тетраметиламмония в мольном отношении 1:1-1:7. Необходимое количество диоксида кремния и гидроксида тетраметиламмония растворяют в 20 граммах воды при интенсивном перемешивании и нагреве до 40°С. Процесс синтеза ведут до тех пор, пока раствор не приобретет вид суспензии, что занимает примерно 2 часа.
Нижний предел интервала концентрации меди (II) в электролите выбран в соответствии с требуемой скоростью электроосаждения меди. Верхний предел интервала концентраций меди (II) в электролите ограничивается растворимостью комплексной соли меди (II) в электролите. Нижний предел концентрации оксиэтилидендифосфоновой кислоты обусловлен необходимостью формирования прочного комплекса с медью (II). Верхний предел интервала концентраций оксиэтилидендифосфоновой кислоты ограничивается ее растворимостью в электролите.
Нижний предел концентрации 2-амино-1-бутанола и кремнийорганического соединения соответствует той концентрации, при которой достигается минимально значимый эффект от их введения в электролит - увеличивается допустимая рабочая плотность тока.
Значение рН электролита меднения должно находиться в пределах от 8,5 до 10,0. Понижение рН можно осуществлять добавками 3%-ного раствора серной кислоты, повышение - добавками 3%-ного раствора едкого калия.
Условия электроосаждения меди из предлагаемого электролита: температура электролита от 20 до 70°С, катодная плотность тока от 0,25 до 5 А/дм2, перемешивание барботированием.
В качестве анодов используют медь марки М0 и M1. Аноды растворяются равномерно без анодного шлама и нерастворимых осадков. Приготовленные электролиты стабильны в работе и не требуют предварительной проработки.
Пример 1
Был приготовлен электролит меднения, содержащий 35 г/л пятиводного сульфата меди (II), оксиэтилидендифосфоновую кислоту 240 г/л, 2-амино-1-бутанол 0,5 г/л, кремнийорганическое соединение, синтезированное из диоксида кремния и гидроксида тетраметиламмония при мольном отношении 1:3, в количестве 0,1 г/л; рН полученного раствора 9,0. Электроосаждение меди проводили в течение 10 минут на пластину из углеродистой стали марки Ст.3 толщиной 1 мм в ячейке Хулла емкостью 267 мл и углом катода по отношению к аноду 51°, помещенной в водяной термостат, при силе тока 1 А и температуре 30°С, аноды - медь марки M1. Температуру измеряли и поддерживали с точностью ±1°С. Значение рН измеряли с помощью рН-метра. В результате получено блестящее, гладкое, мелкокристаллическое покрытие при плотностях тока 0,5-5 А/дм2. Покрытие не отслаивается от основы при изгибе под углом 90° и более, а также после нагревания до 150°С и последующего резкого охлаждения в холодной воде.
Пример 2
Был приготовлен электролит меднения, содержащий 35 г/л пятиводного сульфата меди (II), оксиэтилидендифосфоновую кислоту 240 г/л, 2-амино-1-бутанол 0,5 г/л, кремнийорганическое соединение, синтезированное из диоксида кремния и гидроксида тетраметиламмония при мольном отношении 1:3, в количестве 0,1 г/л; рН полученного раствора 9,0. Электролиз проводили при плотности тока 1 А/дм2 в течение 50 мин. Температура электролита составляла 30°С. Расчетная толщина покрытия составила 10 мкм. Образцом служил полый цилиндр из цинкового сплава ЦАМ 4-1. Полученное покрытие было гладким, мелкокристаллическим, блестящим по всей поверхности образца, в том числе и на внутренней стороне поверхности цилиндра. Адгезию покрытия определяли нагревом до 150°С и последующим резким охлаждением в холодной воде. Отслоение покрытия не наблюдалось.
Пример 3
Был приготовлен электролит меднения, содержащий 35 г/л пятиводного сульфата меди (II), оксиэтилидендифосфоновую кислоту 240 г/л, 2-амино-1-бутанол 0,5 г/л, кремнийорганическое соединение, синтезированное из диоксида кремния и гидроксида тетраметиламмония при мольном отношении 1:3, в количестве 0,1 г/л; рН полученного раствора 9,0. Электролиз проводили при плотности тока 1 А/дм2 в течение 50 мин. Температура электролита составляла 30°С. Расчетная толщина покрытия составила 10 мкм. Образцом служил полый цилиндр из латуни Л63. Полученное покрытие было гладким, мелкокристаллическим, блестящим по всей поверхности образца, в том числе и на внутренней стороне поверхности цилиндра. Адгезию покрытия определяли нагревом до 150°С и последующим резким охлаждением в холодной воде. Отслоение покрытия не наблюдалось.
Пример 4
Был приготовлен электролит меднения, содержащий 35 г/л пятиводного сульфата меди (II), оксиэтилидендифосфоновую кислоту 240 г/л, 2-амино-1-бутанол 0,5 г/л, кремнийорганическое соединение, синтезированное из диоксида кремния и гидроксида тетраметиламмония при мольном отношении 1:3, в количестве 0,1 г/л; рН полученного раствора 9,0. Электролиз проводили при плотности тока 1 А/дм2 в течение 50 мин. Температура электролита составляла 30°С. Расчетная толщина покрытия составила 10 мкм. Образцом служил фрагмент алюминиевого профиля (АМг2). Полученное покрытие было гладким, мелкокристаллическим, блестящим по всей поверхности образца. Адгезию покрытия определяли нагревом до 150°С и последующим резким охлаждением в холодной воде. Отслоение покрытия не наблюдалось.
Как видно из приведенных примеров, предлагаемый электролит позволяет получать мелкокристаллические, блестящие, гладкие медные покрытия. Электролит стабилен в работе, обладает высокой рассеивающей способностью (32%), что позволяет использовать его при покрытии деталей сложного профиля. Электролит пригоден для непосредственного меднения стали без подслоя и без применения дополнительных технологических приемов (загрузка деталей под током, толчок тока). Электролит позволяет проводить процесс при температуре от 20 до 70°С при катодной плотности тока от 0,25 до 5 А/дм2. Покрытия не отслаиваются от основы при изгибе под углом 90° и более, а также после нагревания до 150°С и последующего резкого охлаждения в холодной воде.

Claims (2)

  1. Электролит для электрохимического меднения металлических изделий, содержащий сульфат меди (II) пятиводный, оксиэтилидендифосфоновую кислоту, 2-амино-1-бутанол, продукт синтеза диоксида кремния и гидроксида тетраметиламмония в мольном отношении 1:(1-7) при следующем соотношении компонентов, г/л:
  2. сульфат меди (II) пятиводный 3-35 оксиэтилидендифосфоновая кислота 40-310 2-амино-1-бутанол 0,1-2,0 продукт синтеза диоксида кремния и гидроксида тетраметиламмония 0,05-1 вода остальное
RU2017123959A 2017-07-06 2017-07-06 Электролит для электролитического осаждения меди RU2652328C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123959A RU2652328C1 (ru) 2017-07-06 2017-07-06 Электролит для электролитического осаждения меди

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123959A RU2652328C1 (ru) 2017-07-06 2017-07-06 Электролит для электролитического осаждения меди

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2652328C1 true RU2652328C1 (ru) 2018-04-25

Family

ID=62045421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017123959A RU2652328C1 (ru) 2017-07-06 2017-07-06 Электролит для электролитического осаждения меди

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2652328C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734213C1 (ru) * 2019-06-18 2020-10-13 Вера Олеговна Петрова Электролит для электрохимического осаждения композиционного медного покрытия для радиоэлектроники

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2334831C2 (ru) * 2006-10-31 2008-09-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Электролит меднения
CN104152951A (zh) * 2014-07-17 2014-11-19 广东致卓精密金属科技有限公司 无氰碱性溶液镀光亮铜电镀液及工艺
CN104651887A (zh) * 2013-11-26 2015-05-27 何汉中 羟基亚乙基二膦酸(hedp)镀铜的工艺方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2334831C2 (ru) * 2006-10-31 2008-09-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Электролит меднения
CN104651887A (zh) * 2013-11-26 2015-05-27 何汉中 羟基亚乙基二膦酸(hedp)镀铜的工艺方法
CN104152951A (zh) * 2014-07-17 2014-11-19 广东致卓精密金属科技有限公司 无氰碱性溶液镀光亮铜电镀液及工艺

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734213C1 (ru) * 2019-06-18 2020-10-13 Вера Олеговна Петрова Электролит для электрохимического осаждения композиционного медного покрытия для радиоэлектроники

Similar Documents

Publication Publication Date Title
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
ITTO950840A1 (it) Bagni alcalini elettrolitici e procedimenti per zinco e leghe di zinco
CN101922028B (zh) 一种酸性体系电镀锌铁(钒)合金工艺
RU2334831C2 (ru) Электролит меднения
EP1315849B1 (en) Zinc and zinc alloy electroplating methods
US3417005A (en) Neutral nickel-plating process and bath therefor
RU2652328C1 (ru) Электролит для электролитического осаждения меди
TWI670398B (zh) 具有陽離子聚合物的鎳電鍍組合物及電鍍鎳的方法
US20200354847A1 (en) Compositionally modulated zinc-iron multilayered coatings
US1993623A (en) Electrodeposition of platinum metals
US9340888B2 (en) Electrolytic bath for electrodeposition and method for producing same
US4119502A (en) Acid zinc electroplating process and composition
US3729396A (en) Rhodium plating composition and method for plating rhodium
RU2437967C1 (ru) Способ осаждения композиционных покрытий никель-ванадий-фосфор-нитрид бора
US2489523A (en) Electrodeposition of tin or lead-tin alloys
EP3412799A1 (en) Compositionally modulated zinc-iron multilayered coatings
US4411744A (en) Bath and process for high speed nickel electroplating
RU2133305C1 (ru) Электролит блестящего никелирования
RU2308553C1 (ru) Способ электроосаждения кадмия
US2802779A (en) Electrodeposition of nickel and nickel alloys
Reid Some experimental and practical aspects of heavy Rhodium plating
Jain et al. Acid Zinc Plating Process: A review and experiment of the effect of various bath parameters and additives (ie brighteners, carriers, levelers) on throwing power
RU2559614C1 (ru) Ненасыщенные изотиурониевые соли в качестве компонентов электролитов блестящего никелирования
RU2764533C1 (ru) Электролит и способ получения защитного покрытия на основе никеля
US11661666B2 (en) Electrodeposited zinc and iron coatings for corrosion resistance

Legal Events

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

Effective date: 20190707