Електроліт для електрохімічного нанесення нікелевих покриттів

Електроліт для електрохімічного нанесення нікелевих покриттів, який містить метансульфонат нікелю, борну кислоту та добавку, що зменшує внутрішні напруження нікелевих покриттів, який відрізняється тим, що як добавку, що зменшує внутрішні напруження, містить натрієві солі ненасичених сульфокислот, а саме алілсульфонат натрію та/або вінілсульфонат натрію та додатково натрію хлорид у наступному співвідношенні компонентів, г/л: нікелю метансульфонат 200,00-400,00 кислота борна 15,00-40,00 натрію хлорид 10,00-30,00 алілсульфонат натрію 0,01-5,00 вінілсульфонат натрію 0,01-2,00. (19) (21) a200810258 (22) 11.08.2008 (24) 10.11.2009 (46) 10.11.2009, Бюл.№ 21, 2009 р. (72) СКНАР ІРИНА ВОЛОДИМИРІВНА, СКНАР ЮРІЙ ЄВГЕНОВИЧ, ДАНИЛОВ ФЕЛІКС ЙОСИПОВИЧ (73) ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД "УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ" (56) SU 1395691, 15.05.1988, A1 SU 765404, 23.09.1980, A1 JP 57057881, 07.04.1982, A GB 894190, 18.04.1962, B1 US 4054495, 18.10.1977, A 3 Fe, 0,001 Cu, 0,001 Zn, 0,0002 Pb, 0,0006 Al. У розчині не має бути нітрат-іонів, які відновлюються на катоді, знижуючи вихід металу за струмом, та сприяють збільшенню рН приелектродного шару, що сприяє включенню в осадок гідроксидов нікелю [Грилихес, С.Я. Электролитические и химические покрытия. Теория и практика/ С.Я. Грилихес, К.И. Тихонов. - Л.: Химия, 1990. - 288 с]. Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, до винаходу, що пропонується є електроліт для нанесення нікелю [Чернышова, И.С. Электроосаждение никеля из электролитов на основе метансульфоновой кислоты/ И.С. Чернышова, C.A. Максименко, В.Н. Кудрявцев // Гальванотехника и обработка поверхности. - 1996. - т.4 - С. 12-17] (прототип), до складу якого входить (г/л): 100-400 Ni(CH3SO3)2; 17-40 H3BO3 (або лимонна кислота 20г/л); 0,1-1,8 сахарину (добавка, що зменшує внутрішні напруження нікелевих покриттів); 0,02-0,5 лаурілсульфату натрію (добавка, що зменшує піттингоутворення) в якому наноситься нікелеве покриття при катодній 2 густині струму 0,5-30А/дм , температура 30-60°С, рН 0,8-2,0. До недоліків прототипу потрібно віднести те, що в залежності від густини струму внутрішні напруження у покриттях зменшуються, а потім збільшуються. Тобто не досягається рівномірне зменшення внутрішніх напружень у широкому діапазоні густин струму. В основу винаходу поставлена задача удосконалення електроліту для нанесення товстих малонапружених нікелевих покриттів у широкому діапазоні густин струму, шляхом зміни структури нікелевих осадків внаслідок включення в них сірки джерелом якої у метансульфоновому електроліті нікелювання є ненасичені сульфокислоти або їх солі із лужними металами. Поставлена задача вирішується тим, що відомий електроліт, який включає нікелю метансульфонат, борну кислоту та добавку, що зменшує внутрішні напруження нікелевих покриттів, згідно з винаходом в якості добавки, що зменшує внутрішні напруження, він містить натрієві солі ненасичених сульфокислот, наприклад аллілсульфонат натрію та/або вінілсульфонат натрію та додатково натрію хлорид у наступному співвідношенні компонентів, г/л: нікелю метансульфонат 200,00-400,00 кислота борна 15,00-40,00 натрію хлорид 10,00-30,00 аллілсульфонат натрію 0,01-5,00 вінілсульфонат натрію 0,01-2,00 Процес нанесення нікелю здійснюється при 2 температурі 40-60°С при густині струму 2-20А/дм , при рН 2-4. 88743 4 Електроліт готують розчиненням у воді неорганічних компонентів і потім додають органічні добавки. Приклад 1 При приготуванні електроліту беруть 30г/л борної кислоти і розчинюють у воді при температурі 70°С. Потім в цьому розчині розчиняють 17г/л натрію хлорид. Потім додають 400г/л нікелю метансульфонату. Після цього в розчин вводять 5г/л аллілсульфонату натрію та 0,01г/л вінілсульфонату натрію. Температура електролізу 60°С, рН3. Приклад 2 При приготуванні електроліту беруть 40г/л борної кислоти і розчинюють у воді при температурі 70°С. Потім в цьому розчині розчиняють 10г/л натрію хлорид. Потім додають 200г/л нікелю метансульфонату. Після цього в розчин вводять 2г/л аллілсульфонату натрію та 0,5г/л вінілсульфонату натрію. Температура електролізу 60°С, рН2. Приклад 3 При приготуванні електроліту беруть 15г/л борної кислоти і розчинюють у воді при температурі 70°С. Потім в цьому розчині розчиняють 30г/л натрію хлорид. Потім додають 400г/л нікелю метансульфонату. Після цього в розчин вводять 0,01г/л аллілсульфонату натрію, 1г/л вінілсульфонату натрію. Температура електролізу 50°С, рН2. Приклад 4 При приготуванні електроліту беруть 30г/л борної кислоти і розчинюють у воді при температурі 70°С. Потім в цьому розчині розчиняють 20г/л натрію хлорид. Потім додають 300г/л нікелю метансульфонату. Після цього в розчин вводять 3г/л аллілсульфонату натрію. Температура електролізу 60°С, рН3. Приклад 5 При приготуванні електроліту беруть 35г/л борної кислоти і розчинюють у воді при температурі 70°С. Потім в цьому розчині розчиняють 15г/л натрію хлорид. Потім додають 310г/л нікелю метансульфонату. Після цього в розчин вводять 2г/л вінілсульфонату натрію. Температура електролізу 55°С, рН3. Приклад 6 При приготуванні електроліту беруть 30г/л борної кислоти і розчинюють у воді при температурі 70°С. Потім в цьому розчині розчиняють 20г/л натрію хлорид. Потім додають 310г/л нікелю метансульфонату. Після цього в розчин вводять 2г/л аллілсульфонату натрію. Температура електролізу 55°С, рН3. Порівняльна характеристика внутрішніх напружень нікелевих покриттів, отриманих із електролітів прикладів 1-6 та прототипу наведена у таблиці. 5 88743 6 Таблиця Внутрішні напруження нікелевих покриттів за різних густин струму Електроліт нікелювання 2 300г/л Ni(CH3SO3)2; 30г/л H3BO3 0,1г/л сахарину; 0,02 лаурилсульфату натрію, температура 60°С, рН2 (прототип) Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 Приклад 5 Приклад 6 Внутрішні напруження нікелевих покриттів, МПа. Густина струму, А/дм2 3 5 7 12 10 5 30 57 2 2 3 0 1 2 4 3 5 1 3 0 1 5 4 0 2 3 2 6 5 0 1 0 4 10 7 1 3 2 Запропоновані електроліти дозволяють отримувати нікелеві покриття із внутрішніми напруженнями від 5 до 50 разів нижчими ніж у покриттів, отримуваних із електроліту - прототипу. Крім того покриття, отримані із електролітів, що описані у прикладах 1-3, на відміну від прототипу мають незначні внутрішні напруження у широкому діапа Комп’ютерна верстка А. Крулевський 10 2 зоні густин струму (2-10А/дм ). Даний винахід може бути використаний для електрохімічного осадження малонапружених товстих нікелевих покриттів на підприємствах чорної металургії, на підприємствах машинобудування та аерокосмічного комплексу. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601