ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическое серебрение из "Гальванические покрытия диэлектриков" Основы процесса. Получение серебряного покрытия химическим способом основано на открытой Либихом в 1835 г. реакции восстановления А + альдегидом. Осуществляют его главным образом из растворов, содержащих комплексную соль серебра (чаще всего аммиачную Ag(NHз)2NOз) н восстановитель. В качестве последнего служит чаще всего глюкоза в виде чистого вещества или ин-вертного сахара, сегнетова соль, пирогаллол, реже — формалин, гидразин, глиоксаль, лимонная кислота, некоторые другие восстановители и их смеси. Важным компонентом традиционных (аммиачных) растворов является щелочь. [c.86] По истечении некоторого времени и на несепсибилизиро-ванной поверхности, а также в объеме раствора появляются активные центры кристаллизации, на которых также выделяется серебро (рнс. 23). Причем, если величина сенсибилизированной поверхности остается постоянной, поверхность центров кристаллизации со временем резко возрастает за счет увеличения их количества. Соответственно растет и масса восстановленного на них металла в виде порошка (рис. 24). Осаждение же серебра на обрабатываемой поверхности будет лимитироваться скоростью диффузии компонентов серебрения и соотношением площадей данной поверхности и центров кристаллизации. При быстром восстановлении серебра, когда скорость возникновения активных центров велика, масса осаждающегося серебра на обрабатываемой поверхности может быть не только в несколько раз меньше, чем в объеме раствора, но и отсутствовать вообще вследствие выделения всего серебра в виде тонкодисперсного порошка. Чем медленнее протекает реакция восстановления, тем больше металла осаждается в виде покрытия. [c.86] С ростом концентрации аммиака увеличиваются максимальная толщина покрытия (рис. 26) и продолжительность работы раствора серебрения, но уменьшается средняя (и особенно начальная) скорость серебрения (табл. 30). При значительном избытке аммиака ухудшается качество покрытия. [c.89] Увеличение содержания щелочи способствует ускорению реакции восстановления серебра, росту массы (рис. 27) и, соответственно, толщины покрытия. При отсутствии щелочи или незначительной ее концентрации осаждение покрытия происходит медленно, а при большом содержании ( 0,2 моль/л) ухудшается его качество. Наиболее подходящей концентрацией щелочи считают 0,10 — 0,13 моль/л. [c.90] С ростом концентрации азотнокислого серебра средняя скорость серебрения в начале процесса остается постоянной, затем довольно резко увеличивается и при превышении 5 г/л меняется незначительно (рис. 28). Поэтому концентрацию азотнокислого серебра, равную 5 г/л, считают оптимальной. [c.90] При возрастании концентрации восстановителя и достижении ею величины, превышающей определенный предел (1,3 г/л иивертного сахара), увеличивается скорость реакции восстановления серебра. Но при этом снижаются масса и толщина получаемого покрытия. Оптимальная концентрация восстановителя определяется в основном содержанием серебра и щелочи в растворе. Количество молей Ag NOз, которое может восстановить один моль глюкозы при заданной щелочности раствора, приведено в табл. 31. [c.90] Однако используемые на практике эмпирические рецептуры растворов серебрения далеки от оптимальных. [c.91] При применении сегнетовой соли, которая является менее активным восстановителем, чем глюкоза, серебро в объеме раствора образуется медленнее, но закономерности его восстановления принципиально не меняются. [c.91] Повышение температуры раствора серебрения приводит к значительному ускорению данного процесса и снижению максимальной массы покрытия (рис. 29). Одновременно сокращаются продолжительность работы раствора и период индукции (табл. 32). [c.91] На процесс серебрения весьма сильное влияние оказывают различные примеси (табл. 33), имеющиеся в применяемых реактивах или случайно внесенные в растворы, поэтому для приготовления последних используют чистые реактивы и обессоленную (чаще всего способом дистилляции) воду. [c.91] Разработаны также стабильные растворы серебрения, которые могут неограниченно долго храниться до и после многократной эксплуатации. Однако практического применения они еш,е не получили. [c.93] Некоторые из стабилизированных растворов химического серебрения приведены в табл. 35. [c.93] В растворе 1, разработанном Институтом химии и химической технологии АН Литовской ССР, при 25 °С и плотности загрузки 4 дм /л в течение 2,5 ч осаждается покрытие толщиной около 2 мкм. При увеличении температуры раствора до 40 — 50 °С можно за 40 — 50 мин получить покрытие хорошего качества толщиной 3 — 4 мкм. [c.93] В растворе 2 скорость серебрения составляет около 0,5 мкм/ч при продолжительности работы 2 — 3 ч. Получаемое при этом покрытие содержит до 1 % меди и имеет удельное объемное сопротивление 3 — 3,5 мкОм см. В полной мере стабильным является раствор 3. При комнатной температуре скорость осаждения в нем составляет 1,5 — 2 мкм/ч. Она увеличивается при повышенпи температуры. [c.95] Растворы серебрения, как правило, обладают весьма незначительной стабильностью (от секунд до нескольких минут). Поэтому готовят и хранят их в виде двух, иногда— трех отдельных растворов, один из которых (его часто называют серебрильным, или раствором А) содержит соль серебра (чаш е всего комплексную аммиачную), второй— восстановитель (раствор Б). Смешивают эти растворы в установленных соотношениях непосредственно перед использованием. [c.96] Перед серебрением поверхности деталей должны быть обезжирены и сенсибилизированы. Детали из парафина обрабатывают в растворе ш елочи, затем в плавиковой кислоте и сенсибилизируют в 10 %-м растворе хлористого олова. [c.96] Для серебрения погружением мокрые детали помеш ают в эмалированную, стеклянную или пластмассовую ванну, колокол или барабан, последовательно заливают растворы А и Б, равномерно их перемешивают. Процесс серебрения производят в минимальном объеме раствора при покачивании подвески с деталями или ванны и враш ении колокола (барабана) до заметного образования шлама (в растворе 1—8 —15 мин). Затем детали выгружают, промывают в обессоленной воде, а образовавшийся шлам осторожно удаляют ватным тампоном, замшей или беличьей кистью. [c.96] При поливе на подготовленную поверхность наносят равномерный слой раствора серебрения, который удерживается на ней за счет сил поверхностного натяжения. [c.96] При пневмораспылении растворы А и Б смешиваются вблизи от покрываемой поверхности в виде аэрозолей. При этом качество покрытия определяется главным образом скоростью реакции восстановления серебра, которая в свою очередь зависит от соотношения смешиваемых растворов, содержания в них аммиака и ш елочи, температуры, вида восстановителя и его концентрации. Сахар и сегнетова соль в этом случае обычно не обеспечивают требуемую скорость реакции. Поэтому в восстановительный раствор вводят формалин и гидразин, а также соли свинца или меди. Скорость нанесения покрытия должна быть такой, чтобы обработка 1 м поверхности продолжалась 1 —1,5 мин, а расход растворов составлял не более 10 —13 л/ч. Покрытия чаш е всего наносят с помош ью двухствольных пистолетов, снабженных клапанами для точного регулирова-шля расхода как серебрильного, так и восстановительного растворов, при давлении воздуха 0,25 — 0,5 МПа. [c.96] Для приготовления комплексной соли серебра (растворы 1А, 2А и 5А, табл. 34) азотнокислое серебро растворяют в 0,5 л воды и при перемешивании постепенно добавляют к нему аммиак до растворения образовавшегося осадка, а затем —100 — 200 мл раствора, содержаш,его гидроокись натрия. Если при этом появляется бурый осадок закиси серебра, его растворяют, добавляя небольшое количество аммиака. Раствор доводят водой до объема 1 л, тщательно перемешивают и при наличии взвешенных частиц фильтруют через вату. [c.97] Вернуться к основной статье