Патент на изобретение №2347858
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ СПЛАВА ЗОЛОТО-БОР
(57) Реферат:
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в различных областях промышленности, где необходимо применение материалов с низкими переходными электрическими сопротивлениями. Электролит содержит, г/л: золотохлористоводородная кислота (в пересчете на металл) 8-12; калий железистосинеродистый 150-200; калий сернокислый 40-50; поташ 40-50; соль анионного полиэдрического бората общей формулы MzCnBmHx, где М – натрий, калий или аммоний, z=1, n=0, 2, m=3, 9, 10, 12, x=8, 10, 12-1,0-2,1. Технический результат: уменьшение переходного электрического сопротивления. 2 табл.
Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к осаждению сплава золото-бор, с целью применения их в различных отраслях промышленности в качестве материала, обладающего низкими переходными электрическими сопротивлениями. В промышленности появилась необходимость уменьшения переходных электрических сопротивлений различных материалов на основе золота. Уменьшение электрических характеристик материалов на основе золота можно достигнуть за счет легирования их металлами и (или) неметаллами. Известны электролиты для нанесения сплавов на основе золота с медью, серебром, кобальтом с целью получения покрытий, обладающих низкими переходными электрическими сопротивлениями, следующего состава, г/л: 1) дицианоаурат калия 8-16, сульфат кобальта 0,5-2, однозамещенный цитрат калия 60-100, гидрат пиперазина 4-10, температура электролита 25-30°С, катодная плотность тока 0,6-0,9 А/дм2; 2) дицианоаурат калия (в пересчете на металл) 8-10, дицианоаргентат калия (в пересчете на металл) 0,8-1,2, калий цианистый 15-25, температура электролита 28-32°С, катодная плотность тока 0,8-1 А/дм2. (Электроосаждение металлических покрытий. Справочник / М.А.Беленький, А.Ф.Иванов. – Металлургия, 1985. – 288 с.). Однако покрытия, осажденные из данных электролитов, имеют недостаточные переходные электрические сопротивления. Наиболее близким к предлагаемому изобретению относится электролит для осаждения сплава золото-медь следующего состава, г/л:
Режимы электролиза: рН 9,0-9,5, температура 18-30°С, катодная плотность тока 0,1-0,25 А/дм2 (Балакай В.И., Кудрявцева И.Д., Сербиновская Н.М., Курнакова Н.Ю. Электроосаждение сплава золото-медь для слаботочных скользящих контактов. – Изв. вузов Сев.-Кав. регион. Техн. науки. – 2005. – Спец. вып.: Проблемы трибоэлектрохимии. – С.80-84). Однако покрытия, осажденные из данного электролита, имеют недостаточные переходные электрические сопротивления. Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение переходного электрического сопротивления. Поставленная задача достигается тем, что в состав электролита, содержащий золотохлористоводородную кислоту (в пересчете на металл), калий железистосинеродистый, калий сернокислый, поташ, дополнительно вводят соль анионного полиэдрического бората общей формулой Mz Cn Вm Нх (где М – натрий, калий или аммоний, z=1, n=0,2, m=3, 9, 10, 12, x=8, 10, 12) при следующем соотношении компонентов, г/л:
Режимы электролиза: рН 9,0-9,5, температура 18-30°С, катодная плотность тока 0,1-0,25 А/дм2. Наличие боросодержащей добавки в электролите позволяет электроосаждать сплав золото-бор с низкими переходными электрическими сопротивлениями. Пример 1. Электролит готовили следующим образом. В горячей воде отдельно растворяли поташ и железистосинеродистый калий, сливали их вместе, а в полученную смесь вводили золотохлористоводородную кислоту. После кипячения в течение 15 мин на газовой горелке отфильтровывали осадок гидроокиси железа, к фильтру приливали раствор сернокислого калия и продолжали кипячение в термостате, залитом силиконовым маслом (температура масла 170-180°С), при постоянном перемешивании в течение 6-8 ч. После кипячения раствор фильтровали, рН доводили до заданного значения концентрированной соляной кислотой или раствором гидроксида натрия и вводили боросодержащую добавку. Приготовление остальных электролитов, включающих среднее, верхнее и заграничные концентрации компонентов, которые приведены в табл.1, производили по методике описанной выше. А значения переходных электрических сопротивлений покрытий, осажденных из каждого электролита, приведены в табл.2 соответственно. Сплав золото-медь по прототипу осаждали из электролита по (Балакай В.И., Кудрявцева И.Д., Сербиновская Н.М., Курнакова Н.Ю. Электроосаждение сплава золото-медь для слаботочных скользящих контактов. – Изв. вузов Сев.-Кав. регион. Техн. науки. – 2005. – Спец. вып.: Проблемы трибоэлектрохимии. – С.80-84). Сравнительные эксплуатационные характеристики электролитов и физико-механические свойства сплава золото-бор, из предлагаемого электролита и по прототипу золото-медь, осажденных при температуре 18-30°С, приведены в табл.2. Граничные концентрации компонентов электролита выбраны по следующим соображениям: 1) увеличение содержания золотохлористоводородной кислоты в электролите выше верхнего заявляемого предела приводит к ухудшению качества покрытия и увеличению переходного электрического сопротивления; 2) уменьшение содержания золотохлористоводородной кислоты в электролите ниже нижнего заявляемого предела приводит к ухудшению качества покрытия и увеличению переходного электрического сопротивления;
4) уменьшение содержания калия железистосинеродистого ниже нижнего предела указанной концентрации приводит к ухудшению качества покрытия и увеличению переходного электрического сопротивления; 5) увеличение содержания калия сернокислого выше верхнего заявляемого предела приводит к ухудшению качества покрытия и увеличению переходного электрического сопротивления; 6) уменьшение содержания калия сернокислого Б ниже нижнего заявляемого предела приводит к ухудшению качества покрытия и увеличению переходного электрического сопротивления; 7) увеличение содержания поташа выше верхнего заявляемого предела приводит к ухудшению качества покрытия и увеличению переходного электрического сопротивления; 8) уменьшение содержания поташа ниже нижнего заявляемого предела приводит к ухудшению качества покрытия и увеличению переходного электрического сопротивления; 9) увеличение содержания соли анионного полиэдрического бората выше верхнего заявляемого предела приводит к увеличению переходного электрического сопротивления; 10) уменьшение содержания соли анионного полиэдрического бората ниже нижнего заявляемого предела приводит к увеличению переходного электрического сопротивления.
Как видно из табл.2, переходное электрическое сопротивление сплава золото-бор, осажденного из заявляемого электролита, меньше переходного электрического сопротивления сплава золото-медь, осажденного по прототипу, в 5,7-6,1 раз при сохранении основных физико-механических свойств покрытий. Это позволяет расширить область применения сплава золото-бор в качестве материала, обладающего низкими переходными электрическими сопротивлениями, в машиностроении.
Формула изобретения
Электролит для осаждения сплава золото-бор, содержащий золотохлористоводородную кислоту, калий железистосинеродистый, калий сернокислый, поташ и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит соль анионного полиэдрического бората при следующем соотношении компонентов, г/л:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
