SE429980B - Elektropleteringsbad for avsettning av krom - Google Patents

Description

f f arenan 317-15 2 Ett föredraget katjonutbytesmembran är ett skikt av en perfluo- riderad polymer som är tunt, har försumbar elektrisk resistans och är mekaniskt och kemiskt robust. För trivalentkrom-elektrolpläter- ingsbad kan depolarisationsmedlet innehålla ferrocyanidanjoner, hydrazin eller kinhydron. Depolarisationsmedlet åstadkommer en avsevärd reducering av pläteringssspänningen. Denna spänning kan ytterligare reduceras genom användning av högledande anjoner i katolyten, vilka utan användning av ett membran kunde ha fram- . kallat en motsatt anodreaktion. Ett exempel härpâ är kloridanjoner. å_kloridanjoner är önskvärda, eftersom de har hög specifik konduk- tivitet och erhålls från billigt NaCl-salt. Användningen därav i trivalentkrom-bad är icke önskvärd, eftersom klorin kan utvecklas vid anoden. l Vid elektropläteringsbaden enligt föreliggande uppfinning kan därför skadliga anodreaktioner undvikas, och pläteringsspänningen kan reduceras genom användningen av dels ett perfluoriderat kat- ' jonutbytesmembran, dels en lämplig anolyt. På detta sätt är det 'möjligt att separat optimera både anolyten och katolyten. Dess- utom hestämmes materialet i anoden'ej av pläteringslösningen utan kan optimeras med tanke på kostnaden och.på dess elektrokemiska ~reaktion med anolyten- Enligt föreliggande uppfinning âstadkommes vidare ett anodarrange- "mang för ett elektropläteringsbad, som innefattar en avdelning där minst en yta bildas av ett perfluoriderat katjonutbytesmembran, vilken avdelning inrymmer en anod och en anolyt. I anolyten finns 7 företrädesvis ett depolarisationsmedel, som kan reducera anodens elektrodpotential när badet är i bruk.å ' Anodarrangemanget är sådant, att det har väsentligen samma form _ och storlek som en konventionell anod samt kan nedsänkas och hål- las i katolyten utan att anodstöden ändras.

Ett anodarrangemang enligt uppfinningen innefattar ett fack eller utrvmme bestående av ett perflouriderat katjonutbytesmembran an- ordnat på en lådliknande ram. Inuti facket är en anod arrangerad. 7 Alternativt kan membranet ha rörform. En anolyt är anordnad i det fack eller rör, som omger anoden, och består företrädesvis av ett gel, t.ex. ett med depolarisationsmedel mättat gel. Gelet kan vidare innehålla en kolloidal dispersion av metall eller kol i och för ökning av anolytens konduktivitet. Anodarrange- _» manget enligt föreliggande uppfinning ger en tålig, enkel och 79030 3 7- 5 funktionsduglig anod, som hindrar motsatta reaktioner och gör det möjligt att optimera katolyten för plätering. Vidare kan anolytens aciditet styras så, att pH-värdet hos kato- lyten blir stabiliserat, när badet är i bruk.

Uppfinningen, som definieras i nedanstående patentkrav, kommer nu att beskrivas med hänvisning till nedanstående exempel.

Exemgel l.

Ett elektropläteringsbad för krom innehåller en anolyt och en katolyt med nedanstående beståndsdelar.

Anolyt Kaliumferrocyanid (K4Fe(CN)6) lM fNatriumsulfat (NaSO4) 2M pH reglerat till 1,6 Katolyt Krom(III)sulfat 0,lM Natriumtiocyanat l,2M Natriumklorid 2M Glycin 7 f 10 gram per liter Borsyra 60 gram per liter Vätningsmedel 0,1 gram per liter pH reglerat till 3,5 Anolyten och katolyten separeras av ett skikt av perfluoriderad polymer. Badets arbetstemperatur är 50°C. Användningen av ferricyanid som depolarisator i anolyten medför reducering av pläteringsspänningen med 17% vid användning av en plati- nerad titananod. Ferrocyanidanjonerna oxideras till ferri- cyanidanjoner under plätering, så att ferricyanidanjonerna måste reduceras tillbaka till ferrocyanidjoner efter en given pläteringstid. Depolarisationsmedlet kan reduceras elektro- kemiskt i en lämplig elektrolyt eller också reduceras genom att ett lämpligt reduceringsmedel, t.ex. natriumditionit eller zink, tillsättes anolyten. vasßamzlozflv-ga -Vidare kan katolytens pH-värde stabiliseras genom reglering _ av anolytens pH-värde för att tillåta vätejontransport genom membranet för kompensation av katolytens pH-värdehöjning till följd av väteutvecklingen vid katoden.

Hydracin och kinhydron kan ersätta ferrocyanidanjoner i ano- lyten. ' 7 ' 'd Exemgel 2.

Ett anodarrangemang för ett krom(IIIIelektropläteringsbad med en komposition, som liknar katolyten i exempel l, består av lett fack med lâdform. Facket omfattar ett membran, som uppbärs gav en metall- eller plastram. Alternativt har membranet rör- form. En kolanod är anordnad inuti facket eller röret{ Detta är fyllt med en anolyt, som omsluter kolanoden. Anolyten be- står av ett gel, som är mättat med en lösning av 2M kalium- jodid i O,lM svavelsyra. Anolytens konduktivitet kan ökas ytterligare genom inkludering av en koloidal dispersion av kol i gelet. Svavelsyrakoncentrationen kan vara så avstämd, -att katolytens-pH-värde stabiliseras när badet används.

Depolarisationsreaktionen medför-oxidation av I--jonerna till I_å.'Denna reaktion är reversibel och tillåter depolarisa- ,tionsmedlet att regenereras (reduceras) i en vatten-elektrolyt ,eller i själva elektropläteringsbadet, varvid anodarrange-i 77manget”blir en temporär katod.

.Alternativa depolarisationsmedel till jodidanjonerna är ferro- ucyanidanjoner, hydrazin, kinhydron eller ferrojoner- Andra .material än kol kan användas för anoden. Lämpliga material är rostfritt stål, platinerat titan, magnetit eller krom be- roende på den särskilda depolarisatorn.

Claims (6)

79Û303d7- 5 (Il Exempel 3f Ett elektropläteringsbad för krom består av en anolyt och en katolyt med följande beståndsdelar: Anolyt 10 volymprocent svavelsyra (approximativt 2M) och kinhydron (till mättning vid l8°C) pH-värde reglerat till ~ pH-värde reglerat till 1,0 Katolgt Kromsulfat 0,lM Natriumtiocyanat 0,2M Natriumklorid 2M Glycin 10 gram per liter ,Borsyra 60 gram per liter Vätningsmedel 0,1 gram per liter 3,5 Anolyten och katolyten separeras av ett membranskikt. Badets arbetstemperatur är 50°C. Användningen av kinhydron reducerar pläteringsspänningen med 15% vid användning av en platinerad titananod. Patentkrav
1. l. Elektropläteringsbad för avsättning av krom, k ä n n e- _t e c k n a t därav, att en anolyt är separerad från en kato- lyt genom ett perfluoriderat katjonutbytesmembran, i vilket anolyten innehåller sulfatjoner och katolyten innehåller krom III-sulfat som kromkälla och anjoner för att reducera pläteringsspänningen, och att badet har en anod nedsänkt i anolyten varvid anodmaterialet och anolyten bestämmes av deras kemiska reaktion. i ?9fisoz7~s
2. 2.: Bad enligt patentkravet-l, k-ä n n>e t e c k n a t A därav, att anolyten innehåller en depolarisator med förmåga att reducera anodens elektrodpotential, när badet är i brukr
3. 3." fBad enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att depolarisatorn är ferrocyanidanjoner, hydrazin, kinhydron, kaliumjodidjoner i svavelsyralösning eller ferrojoner.
4. .4. Bad enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - -t e c k n a t därav, att anolyten givits ett sådant pH-värde att vätetransport tillåtes genom membranet för att kompensera dväteutveckling vid katoden, varigenom katolytens pH-värde ïstabiliseras.
5. 5., Bad enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c-k n a t- av att membranet uppbäres av en metall- eller »plastram eller har rörform.
6. 6.7 Bad enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att anolyten innehåller ett gel, som i sig har en kolloidal- dispersion av en metall eller kol. 7; dBad enligt patentkravet l, k ä n n e t e c'k n a t därav, att anoden består av kol, platiniserat titan, rostfritt stål, magnetit eller krom. 79 (1333 7- 5 7 Sammandrag Ett elektropläteringsbad med en anolyt, som separeras från en _katolyt av ett perfluoriderat katjonutbytesmembran. Anolyten kan innehålla ett depolarisationsmedel för att reducera anodens elektrodpotential och kan få sitt pH-värde reglerat för tillåt- ande av vätetransport genom membranet för att kompensera väte- utveckling vid katoden, när badet ärdi bruk. Ett bad kan ut- rustas med ett anodarrangemang med en avdelning, i vilken minst en yta utgöres av ett perfluoriderat katjonutbytesmembran. En anod och en anolyt är anordnade inuti avdelningen. Anolyten kan innefatta ett depolarisationsmedel med förmågan att reducera anodens elektrodpotential, och anolytens surhetsgrad kan vara sådan att en katolyts pH-värde stabiliseras, när badet är i an- vändning.