Электролит висмутирования

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Рц654697

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.01.77 (21) 2443718/22-02 с присоединением заявки № (51) М. Кл."С 25D 5/34 (43) Опубликовано 30.03.79, Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (53) УДК 621.357.7:

: 669.76 (088.8) ло делам изобретений открытий (72) Авторы изобретения

В. E. Жагрин, T. В. Огольцова и 3. А. Скидан (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ВИСМУТИРОВАНИЯ

ГосУдарстввниый комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению висмута, и может быть использовано для создания диамагнитных экранов при изготовлении чувствительных магнитных систем iB точном приборостроении.

Химическая чистота висмутовых покрытий (отсутствие примесей) является определяющей для получения стабильного дна- 1р магнитного эффекта от их применения.

Известен щелочной электролит висмутирования, содержащий висмутат натрия, трилон Б, сегнетову соль, едкий натр и столярный клей (1).

Однако дан ный электролит является многокомпонентным, работает при низкой плотности тока (0,2 — 0,5 А/дм ), а следовательно, и малой скорости осаждения.

Кроме того, в состав электролита входит поверхностно-активное вещество (столярный клей), которое включается в покрытие за счет адсорбции на поверхности катода, загрязняя тем самым покрытие, поэтому при получении висмутовых покрытий высокой чистоты данный электролит не пригоден.

Наиболее близким к изобретению по составу компонентов является электролит висмутирования, содержащий соединение 3р висмута — азотнокислый висмут, азотную кислоту и органическую добавку моноэтиловый полиоксиэтилированный эфир жирных кислот (2).

Однако покрытия, полученные из указанного электролита, содержат значительное количество примесей железа (8 — 9 ° .10 ) и никеля (3 — 4.10 — 4), что также не позволяет использовать их как диамагнитный материал.

Предлагаемый электролит отличается от известного тем, что с целью повышения чистоты и стабильности диамагнитных толстослойных покрытий в качестве соединения висмута и органической добавки он содержит окись висмута и трилон Б при следующем соотношении компонентов, г/л:

Окись висмута в пересчете на металл 180 †2

Азотная кислота 260 †5

Трилон Б 40 — 50

Процесс осаждения рекомендуют проводить при рН электролита от +1 до — 1, температуре 15 — 30 С, катодной плотности тока 4 — 10 А/дм2 с непрерывным механическим перемешиванием (путем вращения катода или мешалкой).

Аноды используют растворимые из висмута марки ВИ 00 при соотношении анодной и катод ной поверхностей не менее 2:1, 654697 для изготовления штанг, крючков и т. п. используют титан и его сплавы или другие кислотостойкие материальг. Покрытия осаждают на латунные или медненные алюминиевые изделия, предварительно обрабо- 5 танные в предлагаемом электролите без тока в течение 0,5 — 1 мин.

Электролит готовят следующим образом.

Трилон Б растворяют при 80 — 100 С в 10

/4 — /ç части необходимого для приготовле ния электролита объема дистиллированной воды. Окись висмута (200 — 300 г/л) растворяют в азотной кислоте, например плотностью 1,38 г/смз (300 — 600 мл/л), при 15 температуре кипения. Горячий (70 — 80 С) раствор азотнокислого висмута при непрерывном перемешивании приливают к горячему раствору трилона Б, доводят объем электролита до рабочего дистиллированной водой при перемешивании.

Концентрацию висмута поддерживают в рецептурном интервале за счет растворения висмутовых а иодов, по трилону Б электролит корректируют:по данным анализа. рН электролита практически не требует корректировки в процессе работы.

Электролит работает без корректирования при пропускании 40 А ч/л электричества. 30

Трилон Б, вводимый в электролит в количестве 40 — 50 г/л, позволяет химически

Пример ы

Состав электролита, г/л, режим осаждения и экспериментальные данные

Трилон Б

5,0

3:1

45 — 1

ЗО

10,0

4:1

45 рН электролита

Температура, С

Плотность тока, А/дм

8а ° Вк

Продолжительность, мин

4,0

28

2,25

4,5

1,8

Содержание ферромагнитных примесей в покрытии, 0

<5 10

3 10

3.10

<5 10

4 10

4 10

<510 з

5.10

Кобальт

Никель

Железо бальта, никеля, железа) в покрытии конт35 ролируется например, методом спектрального анализа и составляет, %, не выше: кобальта (5 10-, никеля — 5 10, железа — 5 ° 10 —, что обеспечивает высокие диамагнитные свойства покрытий.

Окись висмута (в пересчете на металл)

Азотная кислота

Толщина покрытия, мкм

Скорость осаждения, мкм/мин

Выход по току, у, Осаждение диамагнитных висмутовых покрытий толщиной до 200 мкм из предлагаемого электролита происходит с высокой чистотой и стабильностью независимо от толщины и изменения условий осаждения в указанных пределах. Содержание паразитных ферромагнитных примесей (костабилизировать раствор, предотвратить его разложение гидролизом, поддерживать в электролите высокую концентрацию металла (180 — 270 г/л), что дает возможность работать в широком диапазоне плотностей тока при высоком выходе по току и достаточной скорости осаждения для быстрого нанесения толстослойных покрытий. Очевидно, что трилон Б способствует и удержанию в растворе различных примесей, в том числе и ферромагнитных, имеющихся в электролите, и тем самым .обеспечивает получение висмутовых покрытий со стабильно диамагнптными свойствами.

Концентрация трилона Б ниже или выше указанного количества приводит к химическому разложению электролита (выпадает нерастворимый осадок, содержащий трилон Б и висмут) и снижению выхода по току до 84% (снижение концентрации) и 60% (повышение концентрации), Из предлагаемого электролита осаждают светло-серые, плотные, хорошо сцепленные с подложкой покрытия толщиной до

200 мкм.

Микротвердость покрытия составляет

30 — 45 кг/ммз, скорость осаждения — 1,8—

4,5 мкм/мин, выход по току — 96 — 98%.

Изобретение может быть проиллюстрировано несколькими примерами, представленными в таблице.

654697

Формула изобретения

Составитечь В Бобок

Техред Н. Строганова

Редактор Д. Павлова

Корректор В. Дод

Заказ 319/7 Изд. № 261 Тираж 726 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Стабильно низкий уровень содержания ферромагнитных примесей в покрытии гарантирует постоянство диамагнитных характеристик висмутовых покрытий и надежность их использования в качестве диамагнитного экрана.

Предлагаемый электролит обладаетследующими преимуществами: высокой устойчивостью при хранении и в процессе эксплуатации за счет подавления гидролиза при введении добавки трилона Б; возможностью работы в широком диапазоне рабочих условий за счет высоких концентраций висмута в растворе и его высокой устойчивости; высокой скоростью осажде ния покрытий за счет возможности применения повышенных катодных плотностей тока и стабильного значения выхода по току; возможностью получения висмутовых покрытий толщиной до 200 мкм со стабильными диамагнитными свойствами за счет высокой чистоты покрытий по ферромагнитным примесям.

Электролит висмутирова ния, содержащий соединение висмута, азотную кислоту

5 и органическую добавку, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения чистоты и стабильности диамагнитных толстослойных покрытий, в качестве соединения висмута и органической добавки он содержит окись

10 висмута и трилон Б при следующем соотношении компонентов, г/л:

Окись висмута (в пересчете на металл) 180 †2

Азотная кислота 2б0 †5

15 Трилон Б 40 — 50

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Кв 126343, кл. С 25D 3/54, 1959, 20 2. Авторское свидетельство СССР

Ке 241887, кл. С 250 3/54, 1967,