Вопрос 2.

Не нашёл норм ответа, самому писать влом. Необходимые компоненты электроосаждения металлов на примере никеля:

В состав большинства сернокислых электролитов никелирования входят следующие компоненты:

NiSO4∙7H2O…………………………. 240  340 г/л

NiCi2∙6H2O...…………………………30  60 г/л

H3BO3 ……………………………….. 30  40 г/л

Блескообразователи

Антипиттинговые добавки

Выравнивающие добавки

Входящие в электролит компоненты выполняют определенные функции.

Никель сернокислый – основная соль. Никель сернокислый обладает до-статочно высокой растворимостью при относительно низкой стоимости. Высокая концентрация (240  340 г/л) позволяет вести процесс при достаточно высоких плотностях тока, что обеспечивает хорошую производительность. Кроме того, высокие концентрации солей обеспечивают высокую электропроводность электролита, что положительно сказывается на рассеивающей способности электролита.

Использование еще более высоких концентраций сульфата никеля ограничивается из-за возможности солевой пассивации анодов и чрезмерного уноса солей в промывные воды.

Никель хлористый – используется с целью введения в раствор ионов хлора, которые предупреждают пассивацию анодов и несколько увеличивают электропроводность. Хлористый никель – соль более дефицитная и дорогая, чем сульфат никеля, поэтому ее вводят в минимальном количестве, обеспечивающем депассивацию анодов. Чем выше анодная плотность тока, тем выше должна быть концентрация ионов хлора. Иногда с целью удешевления электролита взамен хлористого никеля вводят эквивалентное количество более дешевого хлорида натрия, но при этом в раствор вводится ионы натрия, которые снижают растворимость никельсодержащих солей.

Борная кислота – является буферной добавкой. Оптимальное значение рН электролита никелирования находится в пределах 4,5 - 5,0. С целью предупреждения подщелачивания прикатодного пространства в электролит вводят до 40 г/л борной кислоты. Иногда в качестве буферной добавки вводят соли уксусной кислоты.

Фтористый натрий – выполняет аналогичную роль, что и хлористый натрий, но активирующее действие фторидов на аноды слабее. Преимущество фторидов перед хлоридами заключается в том, что они предупреждают образование шлама (основных солей железа и никеля – NiOHCl и FeOHCl). В присутствии ионов фтора образуются более растворимые NiOHF и FeOHF, раствор остается прозрачным и снижается вероятность образования дендритов. В том случае, если рН электролита близок к верхнему пределу (рН = 5), введение фторидов натрия наиболее желательно.

Антипиттинговые добавки. В процессе осаждения никеля на катоде совместно с металлом выделяется водород. В случае недостаточного смачивания поверхности детали электролитом пузырьки водорода задерживаются на поверхности, под пузырьками образуются лунки, создающие на блестящей поверхности никеля матовые точечные углубления – питтинг.

Вопрос 3.

Сплав олово - свинец. Состав сплава: 40-60% Sn и 60-40% Рb. Покрытие Sn - Рb менее пористо, чем свинцовое или оловянное. Хорошо паяется и в отличие от оловянных покрытий сохраняет эту способность в течение длительного времени. Основной состав электролита следующий (в г/л):

Олово борфтористоводородное (металл) 35 - 60

Свинец борфтористоводородный 25 - 40

Кислота борфтористоводородная свободная 40 - 100

Кислота борная 25 - 40

Клей мездровый 3 - 5

Гидрохинон 0,5 - 1,0

Режим электролиза: температура электролита 20 -35°С, iк = 0,8 ÷1,0 А/дм2, скорость осаждения 20 мкм/ч, аноды - из олова и свинца при соотношении 1 : 2 или сплава Sn - Рb (50% Sn и 50% Рb). Покрытие Sn - Рb подвергают оплавлению аналогично оловянным покрытиям (в глицерине или касторовом масле при 250°С).

Состав катодного осадка Sn - Pb определяется главным образом содержанием в электролите ионов олова и свинца, а также условиями электролиза.

При применении анодов из сплава Sn - Pb не требуется специальная электрическая схема, но при этом образуется шлам за счет предпочтительного анодного растворения в сплаве свинца с частичным выкрашиванием олова. Поэтому возникает необходимость в периодическом корректировании электролита кислотами и солями олова.

При использовании анодов из сплава Sn - Pb соотношение между площадью анодов и катодов должно быть равно 2:1. При подвижных анодах (1:1) улучшается растворение анодов из сплава. При этом не рекомендуется перемешивать электролит, так как повышается переход двухвалентного олова в четырехвалентное.

Наряду с борфтористоводородным электролитом для осаждения сплава Sn - Pb применяют кремнефтористый электролит состава (в г/л):

PbSiF6 70-100

SnSiF6 70-100

H2SiF6 (свободная) 60-100

Клей столярный 1-2

Режим электролиза: температура электролита 20 -30°С, iк = 2 ÷ 3 А/дм2. При таких условиях электролиза на катоде осаждается сплав, содержащий по 50% каждого металла.

С увеличением iк снижается содержание свинца в покрытии и увеличивается содержание олова. Снижение концентрации SnSiF6 до 50 г/л существенного влияния на состав сплава не оказывает, а при изменении концентрации свинца в пределах 100-150 г/л снижается содержание олова в сплаве на 5 -10%.

Оловянно-свинцовые сплавы имеют светло серый цвет. Покрытия такими

сплавами легко паяются и сохраняют способность к пайке длительное время (в

отличие от чистого олова). Такие покрытия также хорошо обеспечивает

спекание деталей. Покрытия оловянно-свинцовыми сплавами применяют для

защиты изделий от коррозии в морской воде и ряде других агрессивных сред.

Сплав может быть осажден в весьма широких диапазонах по составу.

Наибольшей химической стойкостью обладает сплав с содержанием свинца и

олова по 50 %. Оловянно-свинцовые сплавы с содержанием олова от 5 до 17%

применяют как антифрикционные, особенно в сочетании с маслами, где чистый

свинец легко растворяется. Покрытия такого состава также выполняют роль

смазки при штамповке деталей из листовой стали.

Значительное распространение в промышленности получили сплавы на основе

свинца и олова с добавлением легирующих элементов. Эти сплавы применяются,

в основном, для работы трущихся деталей в тяжелых условиях, в частности,

двигателей внутреннего сгорания, когда коррозионное воздействие топлив и

масел при повышенной температуре воздействует на свинец.

Стандартный потенциал олова – 0,136 В.

Стандартный потенциал свинца – 0,126 В.

Катодные и равновесные потенциалы свинца и олова довольно близки,

поэтому самоосаждаются из растворов простых солей. Свинец и олово не

образуют ни твердых растворов, ни химических соединений.

Билет №6