DE837794C - Elektrolyt fuer galvanische Niederschlaege aus Silber - Google Patents
Elektrolyt fuer galvanische Niederschlaege aus SilberInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die elektrolytische Abscheidung von Metallen und insbesondere von
Silber. Hauptziel der Erfindung ist die Entwicklung einer neuen Badflüssigkeit und eines Verfahrens
für die elektrolytische Abscheidung von Silber in Form einer glänzenden Plattierung.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden sich aus der folgenden Beschreibung ergeben.
Die Erfindung basiert auf der Benutzung bestimmter Zusätze in neuen Verhältnissen. Die neue
Elektrolytflüssigkeit besitzt einen guten Wirkungsgrad und ist leicht herzustellen und im Arbeitsprozeß
zu kontrollieren. Die zulässigen Toleranzen in Stromdichten, in Spannungen, in den Mengen
der Bestandteile, aus denen das Bad hergestellt ist, und anderen veränderlichen Faktoren zur Erzielung
guter Ausscheidungen sind sehr groß.
Bei der Durchführung der Erfindung findet ein Zusatz für die Elektrolytflüssigkeit Verwendung, ao
der als Mittel zur Erhöhung des Glanzes und Beeinflussung des Gefüges bezeichnet werden kann.
Findet dieser Zusatz im Elektrolyt Verwendung, beispielsweise in einem Silbercyanidbad, so wird
das abgeschiedene Silber in Form eines glänzenden as
Überzuges gewonnen.
Die Zusatzmenge des neuen Zusatzes ist verhältnismäßig gering. Bereits mit Konzentrationen von
0,05 bis 12,5 cms/l Elektrolytflüssigkeit sind befriedigende
Ergebnisse erzielt worden. Der zur Erhöhung des Glanzes dienende Zusatz erschöpft sich
beim Arbeiten des Bades und muß nach Maßgabe seines Verbrauches ergänzt werden.
Die erfindungsgemäßen Zusätze sind Reaktionsprodukte von Ammohimnthiosulfat mit verschiedenen
geeigneten abwandelnden Reagenzien. Eine
Zusammensetzung, die sich außerordentlidh bewährt hat, ist ein handelsübliches Fixiermittel für Röntgenfilme,
wie es benutzt wird, um Silbersatee aus einem Röntgenfilm nach der Belichtung und Entwicklung
(herauszulösen. Eine solche Lösung, die im nachfolgenden als Lösung A bezeichnet wird,
besitzt beispieleweise folgende Zusammensetzung:
Ammoniumthiosulfat plus Ammonium-
polythionaten
Essigsäure
Borsäure
Natriumsulfit
und der Rest Wasser.
32,5 ·/
3,5*/.
Die Lösung hat ein spezifisches Gewicht von ii3O5 bei 250 C und einen pH-Wert von 4,25
bei 250 C.
Eine andere Lösung, die als Glanzerzeuger benutzt werden kann, enthält in wäßriger Lösung
Ammoniumthiosulfat (6o%ig) 200 cm»
Natriumsulfit 7,5 g
Essigsäure (28°/oig) 28,5 cm8
Die Lösung hat ein spezifisches Gewicht von 1,311
as und einen pH-Wert von 4,12 bei 250 C.
Andere Säuren, wie Ameisensäure, Salzsäure, Sulfaminsäure, Perchlorsäure, Schwefelsäure, können
zusammen mit der Thiosulfatsulfitmischung benutzt werden, aber die Verbindungen, die sich
dabei bilden, sind unbeständig. Werden jedoch Bisulfite demThiosulfat zugesetzt, so bilden Benzolsäure,
Weinsäure, Citronensäure und Blausäure wirksame Mittel zur Aufhellung des Glanzes. Auch
Essigsäure und schwefelige Säure können den Thiosulfat-Bisulfitmischungen zugegeben werden, um
Glanzerzeugungsmittel von hohem Wirkungsgrad zu erhalten.
Eine andere Lösung zur Erhöhung des Glanzes wird dadurch erhalten, daß man 246 cm8 schwefeiiger
Säure (7,5%) zu 1000 cm3 Ammoniumthiosulfat
(60%) zugibt.
Andere abwandelnde Reagenzien, die dem Ammoniumthiosulfat zugegeben werden können,
um den gewünschten Effekt zu erzielen, sind Jod, Hypochlorit oder Wasserstoffsuperoxyd. Jod,
Natriumhypochlorit oder Wasserstoffsuperoxyd ergeben sehr gute Resultate, wenn sie zu Ammoniumthiosulfat
zugesetzt werden, doch sind die Verbindungen nicht beständig. Im allgemeinen können die
abwandelnden Reagenzien, die dem Ammoniumthiosulfat zugesetzt werden, als Oxydationsmittel
bezeichnet werden.
Die folgenden Beispiele von Elektrolytbädern, in denen ein Zusatz zur Erhöhung der Glanzwirkung
benutzt worden ist, sollen die Erfindung veranschaulichen:
Beispiel ι
AgCN 38 bis 55 g/l wäßriger Lösung, KCN (frei) 38 bis 55 g/l wäßriger Lösung,
Lösung A 0,05 bis 12,5 cm*/l wäßriger Lösung, PH-Wert 10,3 bis 14 (12 wird als Minimum empfohlen).
Ein höherer Prozentsatz an Silbercyanid kann benutzt
werden, wenn auch die Zusatzmenge des freien Cyanides erhöht wird.
AgCN 100 bis 120g/l wäßriger Lösung,
KCN (frei) 120 bis 150 g/l wäßriger Lösung, KOH (frei) 15 bis 50 g/l wäßriger Lösung,
Lösung A 0,05 bis 12,5 cms/l Lösung.
Selbst noch mit Silbercyanidkonzentrationen bis zu 184 g/l sind gute Erfolge erzielt worden.
Äquivalente Mengen der anderen beschriebenen Glanzerhöhungszusatzmittel können in den Bädern
der Beispiele 1 und 2 an Stelle der Lösung A benutzt werden.
Die Badtemperatur kann zwischen 15 und 550 C
oder höher liegen. Bei den höheren Temperaturen können auch die Stromdichten erhöht werden.
Bei der Benutzung niedriger Stromdichten ist es wünschenswert, auch niedrige Temperaturen
etwa im Bereich von 15 bis 250 C und auch niedrigere Konzentrationen der Glanzerhöhungszusätze
(0,05 bis 1 cm8/l Badflüssigkeit) für die Erzielung möglichst glänzender Niederschläge
zu benutzen. Es ist sehr empfehlenswert, die Temperatur innerhalb einer Toleranz von
wenigen Grad Celsius genau zu kontrollieren und sich vorzugsweise etwas oberhalb Raumtemperatur
zu halten. Nach den bisherigen Erfahrungen scheint der beste Temperaturbereich für Stromdichten von
etwa 30 bis 50 mA/cm2 an der Kathodenoberfläche zwischen 30 und 550 C zu liegen.
Die Stromdichte kann bei ausreichendem Umrühren sehr stark erhöht werden. Weitere Faktoren,
durch die der zulässige Arbeitsbereich der Stromdichte vergrößert werden kann, sind: a) Zusatz von
Kaliumhydroxyd (15 bis 50 g/l), b) Erhöhung der Temperatur auf 50 bis 570 C, c) Erhöhung des
Metall- und Cyanidgehaltes im Bad.
In Verbindung mit Beispiel 1 wurden Stromdichten
bis 150 mA/cm2 bei einem Gehalt von 50 g/l
Badflüssigkeit freiem KOH unter wirkungsvollem Umrühren der Badflüssigkeit angewandt.
Im folgenden sollen einige Beispiele für verschiedene Rühranordnungen gegeben werden:
I. Umrühren mit einer hin und her bewegten Stange mit einer Geschwindigkeit von 5 bis no
15 m/min: Temperatur 27 bis 280C; Stromdichte
etwa 20 bis 4OmAZCm2; Gehalt eines Liters Badflüssigkeit
an Glanzerhöhungsmittel 0,1 bis 0,5 cms;
II. Umrühren durch eine in der Badflüssigkeit umlaufende zylindrische Kathode bei feststehender
Anode:
a) Elektroplattierung, galvanisch auf die Innenseite eines Zylinders aufgetragen, wobei die Anode
innerhalb des Zylinders angeordnet ist: Oberflächengeschwindigkeit unbekannt; Temperatur 27
bis 380C; Stromdichte 20 bis 35 mA/cm2; Glanzerhöhungsmittel
0,25 bis i,5cms/l;
b) Galvanische Plattierung auf den äußeren Umfang eines Zylinders mit Anordnung der Anode
außerhalb des Zylinders: Oberflächengeschwindig- 1*5
keit 6 bis 120 m/min; Temperatur 27 bis 550C;
Stromdichte 20 bis 75 mA/cm2 oder mehr; Glanzerhöhungszusatz
0,25 bis 2 cm3/l Badflüssigkeit;
III. Zylindrische Kathode feststehend, Anode innerhalb der Kathode umlaufend.
Galvanischer Niederschlag an der Innenwandung der Kathode: Umlaufgeschwindigkeit 150 bis 400 Umdrehungen/min; Temperatur 27 bis 550 C; Stromdichte 20 bis 75 mA/cm2; Glanzerhöhungszusatzmittel 0,25 bis 2 cm3/l Badflüssigkeit;
IV. Anode und zylindrische Kathode, feststehend. Bewegung der Badflüssigkeit zwischen Anode und Kathode parallel zur Länge des Zylinders: Oberflächengeschwindigkeit 6 bis 90 m/min; Stromdichte 20 bis 100 mA/cm2 oder mehr; Glanzerhöhungszusatzmittel 0,5 bis 2 cm3/l Badflüssigkeit.
Galvanischer Niederschlag an der Innenwandung der Kathode: Umlaufgeschwindigkeit 150 bis 400 Umdrehungen/min; Temperatur 27 bis 550 C; Stromdichte 20 bis 75 mA/cm2; Glanzerhöhungszusatzmittel 0,25 bis 2 cm3/l Badflüssigkeit;
IV. Anode und zylindrische Kathode, feststehend. Bewegung der Badflüssigkeit zwischen Anode und Kathode parallel zur Länge des Zylinders: Oberflächengeschwindigkeit 6 bis 90 m/min; Stromdichte 20 bis 100 mA/cm2 oder mehr; Glanzerhöhungszusatzmittel 0,5 bis 2 cm3/l Badflüssigkeit.
Auch Kombinationen der beschriebenen Rührverfahren können benutzt werden. In jedem Fall werden
die besten Resultate erzielt mit der größten Geschwindigkeit, mit welcher die Kathodenfläche mit
frischer Lösung ohne übermäßige Turbulenz, in Berührung gebracht wird. In den oben beschriebenen
Fällen Ha und III bedeutet eine erhöhte Rotationsgeschwindigkeit
nicht notwendigerweise eine stärkere Berührung der Kathodenfläche mit frischer Lösung.
Die Spannung schwankt normalerweise zwischen 1,2 und 2,8 V, hängt aber ab von Stromdichte, Abstand
der Anode von der Kathode, Menge des Glanzerhöhungszusatzmittels, Größe von Anode
und Kathode und Zusammensetzung des Bades und kann zwischen 0,8 und 5 V schwanken.
Wie schon gesagt, erschöpft sich der erfindungsgemäße Zusatz während der Arbeit des Bades.
Wenn das eintritt, muß eine weitere Menge Zusatzmittel zugegeben werden, wenn der Effekt der
Glanzerhöhung aufrechterhalten werden soll. In einem 1200-l-Tank werden 5 bis 20 cm3 des Glanzerhöhungsmittels
in der Stunde zugegeben, das bedeutet einen Zusatz von etwa 0,01 bis o,4cms/l in
je 24 Stunden. Wenn die Zusätze geringer gehalten werden sollen, ist es auch möglich, nur 0,05 bis
4 cm3 des Glanzerhöhungszusatzmittels/1 Badflüssigkeit
zuzugeben, wobei die Menge von den Arbeitsbedingungen abhängt, und keine weiteren Zusätze
zuzugeben, bis das Aussehen der galvanischen Überzüge darauf hinweist, daß weitere Zusätze erforderlich
sind. Bei solcher Arbeitsweise wird der beste Effekt des Zusatzmittels in ungefähr 6 Stunden
erreicht, wobei auch noch gute Resultate aus der erfindungsgemäß angesetzten Lösung für weitere
8 bis 36 Stunden beobachtet werden, je nach der !benutzten Zusatzmenge, der Stromdichte, der
Temperatur und anderer Faktoren. Es ist natürlich das beste, nicht größere Zusatzmengen zu benutzen,
als es zur Erzielung der gewünschten Resultate erforderlich ist.
Durch die Benutzung des erfindungsgemäßen Bades und Verfahrens ist es möglich,· in verhältnismäßig
kurzer Zeit dicke Absdheidungen von Silber in glänzender Form zu erhalten. Dabei wurden
Stromdichten bis etwa 600 mA/cm2 bei Badtemperaturen bis zu 750 C benutzt. Plattierungsstärken
von Silber bis zu 1,25 mm/Stunde ,sind bei gutem
Umrühren erzielt worden.
Claims (4)
1. Galvanisches Silbercyanid und freies Cyan enthaltendes Silberbad, dadurch gekennzeichnet,
daß es im wesentlichen aus einer wäßrigen Lösung von AgCN und einem Alkalicyanid besteht,
der 0,05 bis 12,5 cm3/l Badflüssigkeit eines
Glanzerhöhungsmittels zugesetzt sind, das im wesentlichen aus einer wäßrigen Lösung von
Ammoniumthiosulfat, einer Verbindung aus der Klasse der Alkalisulfite und Alkalibisulfite und
einer Säure besteht, wobei das Glanzerfhöhungszusatzmittel
ein spezifisches Gewicht von etwa 1,305 bis 1,311 und einem Pj1-Wert von etwa
4,12 bis 4,25 bei 250 C besitzt.
2. Galvanisches Silberbad nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Glanzerhöhungsmittel als Säure Essigsäure enthält.
3. Galvanisches Silberbad nach den An-Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Glanzerhöhungsmittel aus einer Lösung besteht, die folgende Zusammensetzung hat:
32,5% Ammoniumtlhiosulfat und Ammoniumpolythionat, 3,5% Essigsäure, 3,5% Borsäure,
4,2 °/o Natriumsuhlt und der Rest Wasser.
4. Galvanisches Silberbad nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Glanzerhöhungsmittel im wesentlichen wie folgt hergestellt ist: Ammoniumthiosulfat
(6o%ig) 200 cms, ein Alkalisulfit 7,5 g, Essigsäure (28°/oig) 28,5 cm3, wobei dieses Zusatzmittel
in dem Elektrolyten in einem Verhältnis von 0,05 bis 12,5 cms/l Badflüssigkeit anwesend
ist.
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| DE (1) | DE837794C (de) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1042338B (de) * | 1957-06-12 | 1958-10-30 | Degussa | Zyankalisches Bad fuer das galvanische Abscheiden von Silber |
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