CC BY
26УДК 423.327.7
Балакай В.И.
докт. техн. наук, проф., декан технологического факультета Южно-Российский государственный политехнический университет (НИИ)
имени М.И. Платова (Россия, г. Новочеркасск)
Ковалева А.О.
магистр 1 курса технологического факультета Южно-Российский государственный политехнический университет (НИИ)
имени М.И. Платова (Россия, г. Новочеркасск)
Карапетян Л.Р.
магистр 2 курса технологического факультета Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ)
имени М.И. Платова (Россия, г. Новочеркасск)
РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОЛИТА СЕРЕБРЕНИЯ НА ОСНОВЕ
ТИОМОЧЕВИНЫ
Аннотация: в работе разработан бесцианистый электролит серебрения на основе тиомочевины. Исследованы физико-механические свойства серебряных покрытий, осажденных из данного электролита
Ключевые слова: серебрение, тиомочевина, электролит, электроосаждение, покрытие, свойства
Исследовали возможность разработки электролита на основе комплексов серебра с тиомочевиной (ТМ). Известно, что серебро с ТМ образует комплекс состава А§(КН2С8КЙ2)з+ [1]. Согласно стехиометрическому соотношению на 15 г/л нитрата серебра требуется 21 г/л ТМ. Минимальное количество ТМ, растворяющее выпавший при прибавлении к раствору нитрата серебра осадок, оказалось равным 10,5 - 11,0 г/л. При этом содержании ТМ истинных растворов комплекса получить нельзя. Очевидно, что в этом случае получается коллоидный раствор соединения серебра с ТМ.
Электролит готовили следующим образом. Отдельно растворяли нитрат серебра и ТМ и доводили рН полученных растворов до 2,0 - 3,0 разбавленной (1:1) азотной кислотой. По каплям при интенсивном перемешивании с помощью магнитной мешалки раствор нитрата серебра вливали в раствор ТМ. Новую порцию нитрата серебра вводили после того, как весь образовавшийся белый осадок растворялся. При этом получался прозрачный раствор.
Если электролит готовить при рН 9,0 - 10,0, то при добавлении раствора нитрата серебра в раствор ТМ образуется черный нерастворимый осадок.
При электроосаждении серебряных покрытий из электролита состава, г/л: нитрат серебра 15, ТМ 11, рН 2,0 - 3,0, температура 18 - 21 0С, осадки получаются равномерными, мелкокристаллическими, полублестящими при плотностях тока 0,1 - 0,3 А/дм2. Однако при электролизе на серебряном аноде образуется белая губка, которая при увеличении времени электролиза растет и легко отделяется от основы. Эта губка постепенно растворяется при хранении и скорость её растворения увеличивается при перемешивании и нагревании электролита. Образование губки, вероятно, связано с тем, что при электролизе в прианодном пространстве концентрация ионов серебра повышается, при этом коллоидные и тонкодисперсные соединения становятся неустойчивыми и коагулируют.
При введении в электролит желатины свыше 7 г/л, которая, по-видимому, стабилизирует коллоидные и тонкодисперсные соединения в прианодном пространстве и не дает им коагулировать, губка на аноде не образуется. То же самое было получено при введении в электролит поливинилпирролидона свыше 10 г/л. Однако в присутствии этих добавок ухудшается качество покрытий.
Полученный электролит коагулирует, если в него вводить растворы нитрата натрия и калия даже в количестве 0,05 г/л. Хотя при введении этих солей отдельно в растворы нитрата серебра и ТМ ничего не происходит.
Были исследованы зависимости качества осадка и предельной катодной плотности тока от концентрации ТМ в электролите. При повышении концентрации ТМ свыше 19 - 23 г/л качество осадка ухудшается и предельная плотность тока снижается. Однако при этих концентрациях ТМ серебряные аноды очень хорошо растворяются и губка на них не образуется.
Важными характеристиками серебра, как контактного материала, являются микротвердостъ, износостойкость, удельное и переходное электрическое сопротивление, паяемость и способность покрытия к перепайке, коррозионная устойчивость в атмосфере различных промышленных газов, сцепление с основой из меди и её сплавов.
Исследованы физико-механические свойства серебряных покрытий, осажденных из электролита на основе тиомочевины.
Покрытия имеют: паяемость, удовлетворяющую ГОСТ 20486-75; сцепление с основой из меди и её сплавов, удовлетворяющее ГОСТ 9.302-88. Способность покрытия к перепайке хорошая, так как при шестикратном нагреве образца до температуры плавления припоя и охлаждении до комнатной температуры никаких изменений покрытия не наблюдается и покрытие не отслаивается от основы.
Значение удельного электрического сопротивления серебряных покрытий при толщине покрытия 20 мкм находится в пределах (2,1 - 2,3)10-8 Омм. Микротвердость серебряных покрытий, полученных при различных плотностях тока, находится в пределах 930 - 1220 МПа.
Список литературы
1. Лайнер В.И., Кудрявцев Н.Т. Основы гальваностегии. - М.: Металлургиздат, 1953. -
624 с.
