Балакай В.И., Шпанова К.А., Чиряев М.Г.
СУЛЬФАТНО-ХЛОРИДНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ МЕДНЕНИЯ *
Аннотация:
Разработан низкоконцентрированный сульфатно-хлоридный электролит блестящего меднения. При введении в электролит ионов хлора и поверхностно-активных веществ скорость нанесения меди увеличивается в 10 раз.
Ключевые слова:
Электролит, меднение, тиомочевина, сульфатно-хлоридный, скорость нанесения
Для разработки электролита блестящего меднения использовали сернокислый электролит широко используемый в промышленности состава, моль/л: CuSO4 – 0,25; H2SO4 – 0,4. Данный электролит имеет низкую себестоимость, прост для корректировки и в эксплуатации; полученные из него осадки пластичны и хорошо сцеплены с основой. Однако он имеет низкую производительность. Катодная плотность тока находится в пределах 0,5 А/дм 2 . Введение в сульфатный электролит малых концентраций ионов хлора Cl- приводит к увеличению предельной плотности тока до 4 А/дм2 . Для получения блестящих покрытий предложено в качестве поверхностно-активных веществ использовать тиомочевину (ТМ) и ОС-20. Добавка ТМ является многофункциональной. Во-первых, она способствует образованию и стабилизации коллоидных соединений. Во-вторых, её адсорбция на катоде приводит к возрастанию перенапряжения катодного процесса, что способствует повышению качества катодных осадков. Важнейшим свойством ОС-20 является способность образовывать высокостабильные хелатные комплексы с медью [1], что является позитивным фактором для металла, выделяющегося из растворов простых солей с низким перенапряжением. В присутствии добавок получаются блестящие покрытия с производительностью, превышающей на порядок производительность базового электролита. Так введение ТМ в сульфатный электролит увеличивает предельно допустимую скорость электроосаждения меди от 0,5 А/дм2 до 5,0 А/дм2 . Полученные значения кинетических параметров электроосаждения меди (табл. 1) для базового электролита соответствуют смешанной кинетике первой стадии восстановления. Рассчитанное значение равновесного потенциала меньше стандартного ( 0 = 0,153 В) При введении в электролит ТМ и ОС-20 в покрытиях было обнаружено присутствие гидроксидов и сульфидов меди. Эти включения оказывают существенное влияние на триботехнические характеристики покрытий, снижая коэффициент трения скольжения (коэффициент трения составляет 0,15). Изменение кинетических параметров электроосаждения, связанное с введением в электролит ТМ, свидетельствует о снижении активационных ограничений (увеличение коэффициента переноса) и значительном снижении концентрационной поляризации (увеличение предельного катодного тока). Смещение равновесного потенциала в отрицательную сторону можно объяснить попаданием электроактивных частиц в более прочное координационное окружение. Действие найденного сочетания добавок предположительно связано с редокс-катализом восстановления меди(II) до меди(I) ТМ, особенно эффективного в условиях образования коллоидных частиц в приэлектродной области. Отмеченные явления приводят также к значительной интенсификации процесса электроосаждения. Одним из аспектов влияния коллоидных частиц на процесс электроосаждения металлов является образование неметаллических включений в получаемых покрытиях. Вследствие взаимодействия ионов разряжающегося металла с ионами HS- или S 2- , получаемых от блескообразователей, образуются коллоидные частицы [2], которые способствуют увеличению предельного тока электроосаждения металла. Так введение тиомочевины в сульфатный электролит увеличивает предельно допустимую скорость электроосаждения меди с 0,5 А/дм2 до 4,5 А/дм2 . На основании представленных результатов для получения покрытий с улучшенными антифрикционными свойствами предложен электролит меднения состава, моль/л: CuSO4 0,25, H2SO4 0,4, NaCl 0,0310–3 , ТМ 0,4 10–4 , OC-20 2,0 г/л. Режимы электролиза: температура 18 – 25 оС, катодная плотность тока 0,1 – 4,5 А/дм2
Номер журнала Вестник науки №8 (8) том 3
Ссылка для цитирования:
Балакай В.И., Шпанова К.А., Чиряев М.Г. СУЛЬФАТНО-ХЛОРИДНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ МЕДНЕНИЯ // Вестник науки №8 (8) том 3. С. 42 - 44. 2018 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/328 (дата обращения: 26.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2018. 16+