Способ химического никелирования

 

Изобретение относится к способу химического осаждения никеля из водного раствора на химическую поверхность. При химическом никелировании осаждение никеля ведут из раствора, содержащего бис-гидразин дихлорид никеля, при этом используют водно-аммиачные растворы с концентрацией никеля 0,3 - 2,5%. 2 табл.

Изобретение относится к технологии металлизации поверхности, а именно к методам химического осаждения никеля из водного раствора на металлическую поверхность. Использование изобретения позволяет повышать коррозионную стойкость металлических изделий, получать покрытия с хорошей адгезией никелевого слоя и наносить беспримесные пленки на детали сложного профиля, что открывает возможность для его широкого применения в различных отраслях промышленности.

Известны различные способы химического осаждения никеля из водных растворов под действием восстановителей: гипофосфит-иона, борогидридных соединений и др. Используемые в этих способах рабочие растворы представляют собой системы, содержащие по крайней мере две составляющие: растворимую соль никеля и восстановитель. К существенным недостаткам этих способов можно отнести наличие значительных примесей фосфора или бора в никелевом покрытии.

Получение беспримесных покрытий возможно лишь при использовании в качестве восстановителя гидразина, так как реакция окисления гидразина в щелочной среде приводит к образованию лишь азота и воды: N₂H₄+4OH^-<___>N₂+4H₂O+4.

Известен способ химического осаждения никеля из водных растворов, содержащих никель-аммоний сернокислый, сернокислый гидразин и аммиак. Однако применение гидразина при химическом никелировании ограничено из-за недостаточной стабильности растворов и небольших скоростей осаждения. В связи с этим метод химического осаждения никеля из водных растворов с использованием в качестве восстановителя гидразина не нашел применения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ, включающий осаждение никеля из раствора, содержащего гипофосфитосодержащую соль никеля, осаждающую никель из водных растворов с концентрацией соли 10-15 г/л, при рН 5,0-5,5 и температуре 94-96^оС.

В способе химического никелирования используют бис-гидразин дихлорид никеля, который в водно-аммиачном растворе при температуре 80-90^оС и концентрации 0,3-2,5% Ni²⁺ подвергается автокаталитическому разложению с образование никелевого покрытия на различных типах металлической поверхности.

Способ позволяет эффективно и с высокой скоростью проводить осаждение никеля из водного раствора и получать беспримесные никелевые покрытия.

Исходный никельсодержащий комплекс готовят следующим образом. NiCl₂x x6H₂O (25 г) растворяют в 100 мл воды при нагревании, после чего добавляют 40 мл 50% гидразин-гидрата. В результате реакции из раствора выпадает мелкокристаллический сиреневый осадок бис-гидразин дихлорид никеля, который промывают водой и сушат при комнатной температуре. Соединение устойчиво на воздухе в течение длительного времени.

Особенность полученного комплекса обусловлена одновременным присутствием в его составе иона металла (Ni²⁺) и сильного восстановителя (гидразин) в качестве координированного лиганда. Недостатком данного соединения является низкая растворимость в воде (0,06% Ni²⁺).

Значительное увеличение растворимости комплекса достигается введением в раствор аммиака, что связано с координацией молекул аммиака к никелю и образованием соединения [Ni(N₂H₄)₂ (NH₃)₂] Cl₂, обладающего хорошей (до 5% Ni²⁺) растворимостью (табл. 1). Помимо этого аммиак поддерживает необходимую щелочность раствора, уменьшая редокс-потенциал восстановителя. Приготовленные подобным образом растворы обладают высокой устойчивостью, самопроизвольное восстановление не наблюдается в течение нескольких месяцев.

П р и м е р. Для получения рабочего раствора растворяют 2,5 г бис-гидразин дихлорида никеля в 200 мл 3%-ного водного раствора аммиака. Обрабатываемые изделия, предварительно обезжиренные, подвергают травление в концентрированной соляной кислоте, промывают водой и помещают в сосуд с рабочим раствором, после чего выдерживают при 80-90^оС необходимое время. Влияние времени никелирования на толщину покрытия показано в табл. 2.

Формула изобретения

СПОСОБ ХИМИЧЕСКОГО НИКЕЛИРОВАНИЯ, включающий осаждение никеля из раствора, содержащего соль никеля, отличающийся тем, что в качестве соли никеля используют бис-гидразин дихлорид никеля, а осаждение ведут из водно-аммиачных растворов с концентрацией никеля 0,3 - 2,5%.

РИСУНКИ

Рисунок 1