Спосіб електролітичного осадження аморфних сплавів кобальт-вольфрам

Спосіб електролітичного осадження аморфних сплавів кобальт-вольфрам із електроліту, що містить сірчанокислий кобальт 1,5-2,5 г/л в перерахунку на метал, вольфрамат натрію, лимонну кислоту 50-100 г/л, водний розчин аміаку, який забезпечує рН 3-10, осадження в якому проводять електричним струмом густиною 700-1500 А/дм2 при температурі електроліту 30-70°С та вольфрамовому аноді, який відрізняється тим, що осадження проводиться імпульсним струмом з частотою слідування імпульсів f _8 при вмісті вольфрамату натрію в розчині електроліту 2,5-3 г/л в перерахунку на метал. Корисна модель належить до області отримання металевих покрить з аморфною структурою електролітичним методом, і може бути використана в гальванічних цехах практично всіх підприємств. Вдосконалення способів осадження металевих плівок викликано необхідністю подальшого покращення якості плівок, підвищення їх захиснодекоративних і функціональних властивостей. Відомий спосіб отримання аморфних металевих покрить [Патент США №4101389 по класу C25D3/56. Опублікований у 1978р.]. В електроліт для отримання плівок кобальта введено аморфізуючий додаток вольфрамату натрію. Осадження відбувається при постійному струмі. Недоліком цього способу є потреба у використанні великої кількості висококоштовних компонентів. Найбільш близьким по технічній сутності і досягнутому позитивному результату являється спосіб електролітичного осадження сплавів кобальтвольфрам [Патент України №28326А. Опублікований 16.10.2000], в якому осадження здійснюється постійним струмом густиною 7-15 А/дм2 з електроліту наступного складу, г/л: CoSO4-7H2O - 1,5-2,5 в перерахунку на метал; Na2WO4-H2O - 25-30 в перерахунку на метал; лимонну кислоту - 50100г/л, водяний розчин аміаку, який забезпечує рН 3-10. Температура електроліту 30-70°С. В цьому способі аморфний стан в сплаві Co-W досягається за рахунок введення вольфрамату натрію. В залежності від вмісту останнього сплав може мати кристалічну, аморфну структуру, або структуру, яка складається з аморфної та кристалічної фаз. До недоліків цього способу слід віднести наступне: - для отримання аморфної чи нанокристалічної структури в сплавах Co-W в електроліт потрібно вводити висококоштовну аморфізуючу добавку - вольфрамат натрію, не менше 25-30г/л, в перерахунку на метал, що збільшує витрати на виробництво. - використання постійного струму сприяє формуванню в гальванічних плівках Co-W великих внутрішніх напруг і не дає можливості підвищити середню густину струму, щоб інтенсифікувати процес отримання плівок Co-W. Технічною задачею, що вирішується корисною моделлю, є покращення фізико-хімичних властивостей за рахунок нерівноважності процесу кристалізації; здешевлення процесу виготовлення аморфних плівок Co-W за рахунок зменшення кількості в електроліті висококоштовної добавки вольфрамату натрію не менш, ніж на 22г/л в перерахунку на метал. 00 00 ^г 00 О) 8488 використовується вольфрамовий анод. В раніше відомих способах осадження здійснювалося постійним струмом і необхідна кількість вольфраму для утворення аморфних структур досягалась підвищенням концентрації вольфрамату натрію. Застосування імпульсного струму, який характеризується великими густинами струму в імпульсах, великими значеннями пересичення на фронті кристалізації і великими швидкостями зміни пересичення на фронті кристалізації сприяє тому, що процес кристалізації проходить в сильно нерівноважних умовах і це дозволяє суттєво зменшити концентрацію вольфрамату натрію, необхідну для досягнення аморфного стану. В залежності від частоти (f) і шпаруватості імпульсів струму (Q) при осадженні з електроліту одного складу на фронті кристалізації досягаються різні значення пересичення і швидкості його зміни. Тому в залежності від частоти і шпаруватості змінюється і структура електролітичних плівок. В таблиці 1 наведені дані про структуру плівок Co-W, отриманих при різних частотах і шпаруватостях імпульсів струму. Суть способу електролітичного осадження аморфних сплавів кобальт-вольфрам струмом із розчину електроліту, що містить сірчанокислий кобальт 1,5-2,5г/л в перерахунку на метал, вольфрамат натрію, лимонну кислоту - 50-100г/л, водяний розчин аміаку, який забезпечує рН 3-Ю, при температурі електроліту 30-70°С та вольфрамовому аноді, полягає у тому, що осадження проводять імпульсним струмом з середньою густиною 700-1500А/дм2, шпаруватістю Q > 8 при частотах слідування імпульсів f: 30Гц із електроліту, що містить вольфрамат натрію 2,5-Зг/л в перерахунку на метал. Приклад виконання способу Для отримання плівок Co-W, використовували електроліт с добавкою - вольфрамат натрію. Склад електроліта, г/л: CoSOWbbO - 1,5-2,5 в перерахунку на метал; NaaWCVHaO - 2,5-3 в перерахунку на метал; лимонна кислота - 50-100г/л; водний розчин аміаку, який забезпечує рН 3-10. Осадження здійснюється імпульсним струмом шпаруватістю Q > 8 при частотах слідування імпульсів f: 30Гц. Середня густина струму, при якому здійснюється осадження, дорівнює 700-1500А/дм. Температура електроліту 30-70°С. При осадженні Таблиця 1 Структура плівок Co-W отриманих імпульсним струмом Шпаруватість 6 8 10 10 А+К А А Частота імпульсів струму (f), Гц ЗО 20 А+К А+К А А А А 40 К А+К А А - аморфна фаза К - кристалічна фаза А+К - спільне існування аморфної і кристалічної фаз Дані про умови отримання плівок Co-W і їх властивості наведені в таблиці 2. Таблиця 2 Структура і властивості плівок Co-W Спосіб осадження Форми струму Відомий постійний Що пропонується імпульсний Концентрація Na 2 WO 4 г/л в перерахунку на метал 40 ЗО 25 4 4 3 2,5 0,5 Структура Внутрішні напруги, МПа Мікротвердість, МПа А А А К А А А А+К 250-350 200-300 200-300 150-250 150-250 150-250 150-250 150-250 5400-5600 4800-5000 4400-4600 4000-4300 6000-6200 5900-6100 5900-6100 5500-5800 5 8488 Структуру плівок Co-W досліджували методами рентгеноструктурного аналізу на установці ДРОН-3. Мікротвердість вимірювали приладом ПМТ-3 при навантаженні на індентор 50гр. Комп'ютерна верстка Д. Шеверун 6 Таким чином, використання запропонованого способу дозволить отримати аморфні та аморфнокристалічні плівки Co-W з кращими фізикохімічними властивостями при менших витратах, Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освгти 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 - 4 2 , 01601