ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электролитическое меднение из "Прикладная электрохимия" В гальванотехнике медь широко применяется в основном как подслой при многослойном защитно-декоративном покрытии на изделиях из стали, цинка, цинковых и алюминиевых сплавов, перед нанесением никелевого, хромового и других видов покрытий. Пластичность, хорошее сцепле1лие, низкая пористость первого медного слоя позволяют улучшить коррозионную стойкость покрытий и снизить толщину слоев более дефицитных металлов. [c.298] Толстые медные покрытия используются также в гальванопластике для изготовления металлических копий, а также некоторых крупных изделий. [c.299] Электролиты меднения можно разделить на две основные группы простые кислые (сернокислые, борфтористоводородные) и сложные комплексные. В последних медь находится в виде отрицательно или положительно заряженных комплексных ионов. [c.299] Кислые электролиты просты и устойчивы по составу, позволяют работать при высоких плотностях тока, особенно при повышенной температуре и перемешивании сжатым воздухом. Медь выделяется на катоде в результате разряда простых, главным образом, двухвалентных ионов при положительных значениях потенциалов, мало изменяющихся с повышением плотности тока — катодная поляризация не превышает 50—60 мВ (рис. 3.24). Поэтому осадки меди из кислых электролитов грубее по структуре, чем из цианидных, однако они достаточно плотны и выделяются с высоким, почти 100%-ным выходом по току в интервале рабочих плотностей тока. Наибольшее распространение получили сернокислые электролиты. [c.299] Недостатками кислых электролитов являются плохая рассеивающая способность и невозможность непосредственного меднения стали, цинковых сплавов и других металлов с более электроотрицательным потенциалом, чем медь. При погружении в кислый электролит меднения эти металлы вытесняют медь и она осаждается в виде пористого, плохо сцепленного с основой, иногда рыхлого (на цинке) осадка. По этой причине перед меднением из кислых электролитов на поверхность стальных изделий предварительно наносят тонкий (3 мкм) слой меди из цианидных растворов или никеля из обычного кислого электролита. [c.299] Изделия из цинка и цинкового сплава, как правило, покрывают медью только из цианидного раствора. Вследствие высокого электроотрицательного потенциала меди в цианидных растворах вытеснения ее железом не происходит. [c.299] Из комплексных щелочных электролитов наибольшее распространение получили цианидные электролиты. [c.300] Электроосаждение меди в отсутствие перемешивания раствора сопровождается высокой катодной поляризацией (см. рис. 3.24), которая, по данным ряда исследователей, обусловлена главным образом концентрационными изменениями в прикатодном слое и явлениями пассивирования. [c.300] Выход металла по току в цианидных электролитах меньше, чем в кислых растворах, и в отличие от выхода из кислых растворов резко снижается при повышении плотности тока. Это явление, а также высокая катодная поляризуемость обеспечивают равномерное распределение металла по поверхности катода, которое тем лучше, чем выше концентрация свободного цианида и меньше содержание меди в растворе. Осадки меди из цианидных растворов отличаются мелкозернистой структурой, особенно при повышенной концентрации свободного цианида. [c.300] Недостатками цианидных электролитов являются их высокая токсичность и неустойчивость состава вследствие карбонизации свободного цианида под действием диоксида углерода воздуха и выделения НСЫ. [c.300] Для замены цианидных электролитов разработаны менее токсичные растворы других комплексных солей меди пирофосфатные, аммиакатные, этилендиаминовые, этаноламиновые, полиэтиленполиаминовые, оксалатные, роданидные, тиосульфат-ные, триполифосфатные и др. Из них наибольшего внимания заслуживают пирофосфатные электролиты. Они нетоксичны, просты и устойчивы по составу. [c.300] Медь выделяется из пирофосфатных электролитов при повышенной катодной поляризации (см. рис. 3.24) в виде плотных, мелкозернистых и относительно равномерных по толщине осадков. По рассеивающей способности такие электролиты приближаются к цианидным. [c.300] Хорошие по внешнему виду мелкозернистые осадки меди с более равномерным распределением по толщине, чем в кислых электролитах, получают также из аммиакатных (с добавкой ЫН4 0з) и этилендиаминовых электролитов, ОднакО ПСрВЫС недостаточно устойчивы вследствие летучести аммиака, а этилендиаминовые обладают некоторой токсичностью и относительно дороги. [c.300] В результате электролит загрязняется взвешенными частицами порошкообразной металлической меди или ее оксида, и качество медных осадков, осаждающихся на катоде, ухудшается— они получаются темными шероховатыми с включениями СигО, а иногда и рыхлыми. [c.301] Таким образом, серная кислота в электролите меднения необходима прежде всего для предупреждения накопления одновалентных ионов меди и плдролиза закисной соли меди, вредно отражающейся на качестве осадков. Кроме того, она увеличивает электропроводимость раствора, снижая напряжение на электродах, и уменьшает активность ионов меди, способствуя повышению катодной поляризации и образованию на катоде мелкозернистых осадков. [c.301] Электродные процессы заключаются главным образом в разряде двухвалентных ионов на катоде и ионизации меди на аноде. Однако наряду с этим на катоде могут протекать также процессы неполного восстановления двухвалентных ионов Си2++е— Си+, что зависит от потенциала катода и условий электролиза. На аноде возможно также протекание соответствующих реакций окисления. [c.301] Для получения блестящих осадков на катоде к электролиту рекомендуют добавлять тиокарбамид (1—10 мг/л) и его производные, сульфирол-8, сахарную патоку (до 100 мг/л), нафталин-дисульфокислоту, полиакриламид и его производные, продукты гидролиза белка, продукты конденсации моносахаридов или полисахаридов, производные аминов, Лимеда Л-2А и БС-1 и др. На современных предприятиях чаще всего используют комбинации нескольких добавок, состоящие из блескообразователей и выравнивающих добавок, а также добавки, снижающие внутренние напряжения. В СССР имеется положительный опыт использования зарубежных добавок, таких как Б-7211, Юбак-1 и др. [c.302] Вредными примесями в медных сернокислых электролитах являются мышьяк, сурьма, клей, желатин (0,01 г/л), продукты выщелачивания электролитом некоторых сортов резины, взвеси СигО, анодного шлама и т. п. [c.302] Вернуться к основной статье