Спосіб нанесення покриттів сплавом срібло-кобальт

Реферат: Спосіб нанесення покриття сплавом срібло-кобальт на неблагородні метали та їх сплави включає імпульсний електроліз у водному розчині, який містить нітрат срібла, нітрат кобальту, пірофосфат калію, сульфат амонію. Процес нанесення проводять при температурі 20 - 25 °C, 2 -3 -1 густині струму амплітудою в межах 8-20 А/дм , тривалості імпульсу 2·10 - 1·10 с, тривалості -3 -1 паузи 1·10 - 2·10 с. UA 68415 U (54) СПОСІБ НАНЕСЕННЯ ПОКРИТТІВ СПЛАВОМ СРІБЛО-КОБАЛЬТ UA 68415 U UA 68415 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способу осадження сплавів срібла на неблагородні метали та їх сплави з метою надання функціональних властивостей, забезпечення високої адгезії до носія, зменшення витрат коштовного металу. Спосіб нанесення може бути використано в машинобудівній промисловості, для отримання покриттів електричних контактів в мікро- та радіоелектроніці, у виробництві засобів зв'язку. Особливо вони незамінні в електроконтактах, що працюють в умовах сухого тертя й в елементах ланцюгів високої частоти. Відомий спосіб отримання покриттів [1], який включає електроосадження сплавів срібло2 кобальт з ціанідно-пірофосфатного електроліту при постійному струмі густиною 0,4-0,5 А/дм та температурою 40-45 °C. Використовують нерозчинні аноди з нержавіючої сталі марки Х12Н9Т. Як катоди використовують стальну поліровану стрічку (марки 0,15С). Осаджений сплав містить 6-9 % кобальту, а вихід за струмом становить 40-50 %. Такий спосіб дозволяє отримувати покриття сплавом срібло-кобальт з високою мікротвердістю та зносостійкістю. Але електроліз потребує застосування підвищених температур, що збільшує витрати електроенергії. Крім того, вміст кобальту в сплаві і вихід за струмом досить не високі, тому електроліз не є ефективним. Найбільш близький за технічною суттю та досяжним ефектом є спосіб, вибраний за прототип [2], електрохімічного формування сплаву срібло-кобальт на неблагородні метали та сплави, переважно мідь, в імпульсному режимі. Значення параметрів прямокутного струму 2 поляризації становили: амплітуда імпульсу 0,25-2,5 А/дм ; тривалість імпульсу 5-10 с; рН = 3,7, 3 температура 20-25 °C. Електроліт містить, моль/дм : AgClO4 - 0,01; Со(СlО4)2 - 0,1-0,05; тіокарбамід (CSN2H4) - 0,1; глюконат натрію (C6H11O7Na) - 0,1; Н3ВО3 - 0,3; NaClO4 - 0,1. До недоліків цього способу слід віднести низький вміст кобальту в сплаві, який не перевищує 8-15 % та вихід за струмом, який становить 40-50 %, а також наявність сірки в покритті до 2 % мас. В основу корисної моделі поставлено задачу електроосадження з комплексного електроліту сплаву срібло-кобальт з вмістом кобальту 10-90 % і з виходом сплаву за струмом 50-70 %, а також з забезпеченням високої адгезії до носія. Поставлена задача вирішується тим, що, спосіб нанесення покриття сплавом сріблокобальт на неблагородні метали та їх сплави, що включає імпульсний електроліз у водному розчині, який містить нітрат срібла, нітрат кобальту, пірофосфат калію, амонію сульфат, згідно з корисною моделлю, процес нанесення проводять при температурі 20-25 °C, густині струму 2 -3 -1 -3 амплітудою в межах 8-20 А/дм , тривалості імпульсу 2·10 - 1·10 с, тривалості паузи 1·10 -1 2·10 с. Запропонований інтервал амплітуд густин струму обумовлений тим, що при густинах 2 струму, більших за 20 А/дм суттєво погіршується якість покриття. При густині струму, менше за 2 8 А/дм , знижується швидкість осадження. Нижня межа інтервалу тривалості імпульсів обумовлена зниженням виходу за струмом сплаву, а пауз - порушенням необхідного співвідношення компонентів у сплаві. Збільшення тривалості імпульсів приводить до підвищення середньої катодної густини струму вище за граничну дифузійну катодну густину струму і погіршує якість покриття, а збільшення тривалості пауз - до зниження ефективності осадження. Таким чином, складаються умови для одержання сплаву з вмістом кобальту 10-90 % мас., та виходом за струмом 50-70 %. Запропонований спосіб здійснюється таким чином. Приклад 1. В комірці для електролізу, заповненій електролітом на основі нітрату срібла, нітрату кобальту, пірофосфату калію та сульфата амонію електроосадження сплаву ведуть в 2 -1 імпульсному режимі при густині катодного струму 8 А/дм , тривалості імпульсу 1·10 с, паузи -2 1·10 с. Вміст кобальту становить 17 % мас. Приклад 2. В комірці для електролізу, заповненій електролітом на основі нітрату срібла, нітрату кобальту, пірофосфату калію та сульфату амонію електроосадження сплаву ведуть в 2 -3 імпульсному режимі при густині катодного струму 15 А/дм , тривалості імпульсу 5·10 с, паузи -2 5·10 с. Вміст кобальту становить 85 % мас. Порівняння прототипу та корисної моделі,що наведено в таблиці, свідчить, що спосіб, який заявляється, дозволяє отримувати сплав з вмістом кобальту від 10 % до 90 %, а використання імпульсного режиму забезпечує високі значення виходу за струмом і швидкості осадження. 1 UA 68415 U Таблиця Характеристики способу 2 Амплітуда імпульсу, А/дм Тривалість імпульсу, с Тривалість паузи, с Вміст кобальту, % Вихід за струмом, % Швидкість осадження, мкм/хв. 5 10 Прототип 0,25-2,5 5-10 8-15 40-50 Винахід 8-20 -3 -1 2·10 - 1·10 -3 -1 1·10 - 2·10 10-90 50-70 0,08-0,09. Таким чином спосіб, що заявляється, надає можливість отримувати покриття сплавами срібло-кобальт на неблагородних металах та сплавах з високою адгезією до носія, дозволяють розширити діапазон вмісту кобальту, підвищити вихід за струмом. Джерела інформації: 1. Ажогин Ф. Ф. Справочное руководство по гальванотехнике / Φ. Φ. Ажогин, Μ. Α. Беленький, И. Ε. Галь. - Μ.: Металлургия, 1987 - 376 с. 2. Preparation of Co-Ag films by direct and pulse electrochemical methods / E. Gomez, J. GarciaTorres, E. Valles // Electroanalytical chemistry, Spain. - 2008. - № 615. - P. 213-221. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Спосіб нанесення покриття сплавом срібло-кобальт на неблагородні метали та їх сплави, що включає імпульсний електроліз у водному розчині, який містить нітрат срібла, нітрат кобальту, пірофосфат калію, сульфат амонію, який відрізняється тим, що процес нанесення проводять 2 при температурі 20 - 25 °C, густині струму амплітудою в межах 8-20 А/дм , тривалості імпульсу -3 -1 -3 -1 2·10 - 1·10 с, тривалості паузи 1·10 - 2·10 с. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2