ЩЕЛОЧНОЙ БЕСЦИАНИСТЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ БРОНЗИРОВАНИЯ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXXII. 2018. № 13

УДК 546.812: 546.562

Холодкова А.Г., Серов А.Н., Григорян Н.С., Ваграмян Т.А. ЩЕЛОЧНОЙ БЕСЦИАНИСТЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ БРОНЗИРОВАНИЯ

Холодкова Анна Григорьевна, аспирант кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии; Серов Александр Николаевич, к.х.н., главный технолог АО «Евроэкопласт» ул. Дербеневская, д. 20; Григорян Неля Сетраковна, к.х.н., доцент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии, Ваграмян Тигран Ашотович, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой инновационных материалов и защиты от коррозии;

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева 125047, Москва, ул. Миусская площадь, д. 9

Разработан щелочной бесцианистый электролит бронзирования, позволяющий осаждать однородные по химическому составу покрытия (10 - 20% олова) на сложнопрофилированных поверхностях. Ключевые слова: бесцианистое бронзирование, фосфорорганические соединения, двухвалентное олово.

CYANIDE-FREE ALKALINE BRONZING ELECTROLYTE

Kholodkova A.G., Serov A.N.*, Grigoryan N.S., Vagramyan T.A. D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia *AO "Evroekoplast", Moscow, Russia

Cyanide-free alkaline bronze plating electrolyte is developed. Using the electrolyte deposition of bronze layers (10-20% Sn) at 0,05 - 2,5 A/dm2 is possible.

Keywords: Cyanide-free alkaline bronze plating, organophosphorus compounds, divalent tin ions.

Бронзовые покрытия, содержащие 10 - 20% олова, находят применение в качестве подслоя вместо никеля и меди при защитно-декоративном хромировании; как защитные покрытия при работе стальных изделий в холодной и кипящей водопроводной воде; для местной защиты стальных деталей при азотировании; при покрытии вкладышей подшипников; для замены серебра при пайке; для декоративной отделки различных изделий[1-3]. Для электрохимического осаждения бронзовых сплавов наибольшее распространение получили цианидно-станнатные электролиты. Несмотря на хорошие технологические характеристики, данные электролиты чрезвычайно токсичны. Электролиты, не содержащие в своем составе СДЯВ, либо обеспечивают получение покрытий требуемого качества лишь в очень узких диапазонах технологических параметров, либо нестабильны по составу.

Из литературы известно о возможности применения для электроосаждения меди комплексных щелочных электролитов на базе фосфорорганических лигандов с различным числом функциональных групп [4]. Исследовалась модификация подобных электролитов солями двухвалентного олова. Осаждение покрытия производилось в угловой ячейке Хулла объемом 250 мл в течение 15 минут при силе тока 0,5А. Перемешивание электролита осуществлялось сжатым воздухом. Для поддержания требуемой температуры процесс осаждения сплава проводился в термостатированной ячейке.

На первом этапе было исследовано влияние соотношения концентраций металлов в электролите на состав осаждающихся покрытий при различных плотностях тока. Установлено, что при мольном соотношении Си(П):Бп(П) равном 7, в диапазоне катодных плотностей тока 0,05 - 2,5 А/дм2 осаждаются бронзовые покрытия, содержащие 10 - 20% олова, при этом их состав практически не зависит от катодной плотности тока.

При использовании фосфорорганического лиганда с двумя функциональными группами (ЛФО-2), электролит бронзирования теряет свои свойства в результате протекания реакции:

Си2+ + 8п2+ ^ Си0| + §п4+

С целью повышения стабильности электролита исследовалось введение в электролит второго лиганда - ЛФО-3. Для электролитов со смешанным лигандом проведены исследования влияния условий осаждения на состав и качество осаждающихся покрытий. Введение ЛФО-3 в состав электролита оказало положительный эффект на стабильность электролита, однако полностью исключить разложение электролита удалось только при полной замене ЛФО-2 на ЛФО-3. При этом замена лиганда ЛФО-2 на ЛФО-3 оказывает лишь незначительное влияние на зависимость состава сплава от катодной плотности тока.

Установлено, что содержание олова в покрытии мало зависит от катодной плотности тока во всем исследованном диапазоне катодных плотностей тока при любых рассмотренных условиях осаждения. Выявлено, что получение покрытия требуемого состава и качества возможно только при перемешивании и температуре 55°С.

Список литературы

1. Ф. Ф. Ажогин, М. А. Беленький, И. Е. Галь и др. Под редакцией А. М. Гинберга, А. Ф. Иванова, Л. Л. Кравченко. М.: Металлургия, 1987. 736 с.

2. «Прикладная электрохимия» (учебник). Под ред. д.т.н. проф. Томилова А.П. - 3-е. изд., перераб. -М.: Химия, 1984. - 520 с.

3. Синдеев Ю.Г., Гальванические покрытия. Феникс,2000 - 256 с.

4. Патент RU 2652328 С1. Электролит для электролитического осаждения меди. Приоритет 06.07.2017. Опубликовано 25.04.2018