RU2385366C1 - Electrolyte for copper coating steel pads - Google Patents
Electrolyte for copper coating steel pads Download PDFInfo
- Publication number
- RU2385366C1 RU2385366C1 RU2008149388/02A RU2008149388A RU2385366C1 RU 2385366 C1 RU2385366 C1 RU 2385366C1 RU 2008149388/02 A RU2008149388/02 A RU 2008149388/02A RU 2008149388 A RU2008149388 A RU 2008149388A RU 2385366 C1 RU2385366 C1 RU 2385366C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- electrolyte
- ammonia
- mmol
- aqueous solution
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому нанесению медного покрытия на сталь без применения промежуточного подслоя, и может найти применение в машиностроительных областях промышленности, где важно получать пластичные медные покрытия с минимальным наводороживанием стальной основы.The invention relates to the field of electroplating, in particular to the electrolytic deposition of a copper coating on steel without the use of an intermediate sublayer, and may find application in engineering industries where it is important to obtain plastic copper coatings with minimal hydrogenation of the steel base.
Известны аммиачные электролиты меднения [1-4] с полиэтиленполиамином, позволяющие получать качественные гальванические покрытия.Known ammonia copper plating electrolytes [1-4] with polyethylene polyamine, allowing to obtain high-quality galvanic coatings.
Полиэтиленполиамины - смесь общей формулы H2N(CH2CH2NH), где n=1-5. Темноокрашенная жидкость с содержанием N 30-36% [5].Polyethylene polyamines are a mixture of the general formula H 2 N (CH 2 CH 2 NH), where n = 1-5. Dark-colored liquid with a content of N 30-36% [5].
Наиболее близким по технической сущности и составу компонентов является электролит[1], содержащий сернокислую медь, сернокислый аммоний, полиэтиленполиамин, водный раствор аммиака 25% и декамин. Из данного электролита получаются качественные блестящие осадки с мелкокристаллической структурой, без питтинга, наброса и нитевидных дендритов без применения промежуточного подслоя. Однако осадки пористы и не препятствуют диффузии водорода в стальную основу.The closest in technical essence and composition of the components is an electrolyte [1], containing copper sulfate, ammonium sulfate, polyethylene polyamine, an aqueous solution of ammonia 25% and decamine. From this electrolyte, high-quality shiny sediments with a fine-crystalline structure are obtained, without pitting, overburden and whisker dendrites without the use of an intermediate sublayer. However, the sediments are porous and do not interfere with the diffusion of hydrogen into the steel base.
Задачей данного изобретения является получение зеркально-блестящих осадков меди без применения промежуточного подслоя, высоким выходом по току и минимальным наводороживанием стальной основы.The objective of the invention is to obtain a mirror-shiny copper precipitation without the use of an intermediate sublayer, high current efficiency and minimal hydrogenation of the steel base.
Поставленная задача достигается тем, что в электролит, содержащий сернокислую медь, сернокислый аммоний, водный раствор аммиака 25%, полиэтиленполиамин, дополнительно вводят блескообразователь - каптакс (2-меркаптобензотиазол), желтые кристаллы, растворимы в бензоле, спирте, эфире. Получают конденсацией анилина с CS2 и S в присутствии нитробензола [5]:The problem is achieved in that an electrolyte containing copper sulfate, ammonium sulfate, an aqueous solution of ammonia 25%, polyethylene polyamine, is additionally injected with a brightener - captax (2-mercaptobenzothiazole), yellow crystals, soluble in benzene, alcohol, ether. Obtained by condensation of aniline with CS 2 and S in the presence of nitrobenzene [5]:
и ингибитор наводороживания - бромбензтиазо-(1-[6-бромбензотиазол-2-ил)азо]2-нафтол) темно - красные кристаллы растворимы в хлороформе, о - ксилоле [5]:and hydrogenation inhibitor - bromobenzothiazo- (1- [6-bromobenzothiazol-2-yl) azo] 2-naphthol) dark red crystals are soluble in chloroform, o - xylene [5]:
при следующем соотношении компонентов:in the following ratio of components:
Для получения заявляемого электролита были приготовлены три состава компонентов:To obtain the inventive electrolyte, three component compositions were prepared:
Приготовление электролита:Electrolyte Preparation:
Электролит готовят путем растворения отдельно при температуре 50-60°С сернокислую медь, сернокислый аммоний, полиэтиленполиамин; смешивают растворы. Для удаления примесей электролит прорабатывают при Дк=1 А/дм2 в течение 4-6 часов, фильтруют и добавляют водный раствор аммиака 25%, органические добавки. Все реактивы марки ч.д.а. и х.ч.The electrolyte is prepared by dissolving separately at a temperature of 50-60 ° C copper sulfate, ammonium sulfate, polyethylene polyamine; mix solutions. To remove impurities, the electrolyte is worked out at Dk = 1 A / dm 2 for 4-6 hours, filtered and 25% aqueous ammonia solution and organic additives are added. All reagents brand analytical grade and h.ch.
Режим электролиза: температура 18-25°С, плотность тока 1-4 А/дм2, рН 8,2-8,6.Electrolysis mode: temperature 18-25 ° C, current density 1-4 A / dm 2 , pH 8.2-8.6.
Наводороживание стали определяли по изменению пластичности стальных проволочных образцов марки У-10А, диаметром 1 мм, длиной 100 мм. Пластичность (N) определяли по формуле:Steel hydrogenation was determined by the change in ductility of steel wire samples of grade U-10A, with a diameter of 1 mm and a length of 100 mm. Plasticity (N) was determined by the formula:
N=(a/ao)*100%N = (a / ao) * 100%
где, ао - число оборотов до разрушения непокрытой проволки;where, ao - the number of revolutions before the destruction of the bare wire;
а - число оборотов до разрушения омедненной проволки.and - the number of revolutions before the destruction of copper-plated wire.
Физико-механические свойства при электроосаждении меди из аммиачного электролита проводили на стальных пластинах 40×40×2 мм из стали 20, одну сторону которой изолировали клеем БФ. Подготовка образцов заключалась в полировке микронной шкуркой, обезжиривании венской известью и промывкой дистиллированной водой.Physicomechanical properties during electrodeposition of copper from ammonia electrolyte were carried out on steel plates 40 × 40 × 2 mm from steel 20, one side of which was insulated with BF glue. Sample preparation consisted of micron-skin polishing, degreasing with Vienna lime, and washing with distilled water.
Потенциал катода измеряли на потенциометре Р-375 относительно хлорсеребряного электрода с пересчетом на водородную шкалу.The cathode potential was measured on a R-375 potentiometer relative to a silver chloride electrode, calculated on a hydrogen scale.
Блеск медных покрытий измеряли на фотоэлектрическом блескомере ФБ-2 в относительных единицах по отношению к увиолевому стеклу, блеск которого составляет 65 отн. ед. Область значений 1-10 соответствует матовой поверхности, 10-50 - полублестящей, 50-90 - блестящей, 90-100 - зеркальной. Выход меди по току определяли с помощью медного кулонометра.The gloss of copper coatings was measured on an FB-2 photoelectric gloss meter in relative units with respect to uviole glass, the gloss of which is 65 rel. units The range of values 1–10 corresponds to a matte surface, 10–50 corresponds to semi-brilliant, 50–90 to brilliant, 90–100 to a mirror. The current efficiency of copper was determined using a copper coulometer.
Пористость покрытий определяли по ГОСТ 9.302-79. Рассеивающую способность электролита исследовали методом дальнего и ближнего катода.The porosity of the coatings was determined according to GOST 9.302-79. The scattering power of the electrolyte was investigated by the method of the far and near cathode.
Сцепляемость медного осадка с поверхностью катода изучали методом нанесения царапины и методом изгиба проволочных образцов на 180°. Адгезия считалась хорошей, если отслаивание осадка не происходило. Внешний вид покрытия и структуру осадка описывали с помощью микроскопа.The adhesion of a copper precipitate to the cathode surface was studied by applying a scratch method and bending wire samples by 180 °. Adhesion was considered good if peeling of the precipitate did not occur. The appearance of the coating and the structure of the precipitate were described using a microscope.
Результаты экспериментального анализа представлены в табл.2 и 3.The results of the experimental analysis are presented in tables 2 and 3.
Пример 1. Электроосаждение меди проводили состава 1 табл.1 в присутствии ингибитора наводороживания - бромбензтиазо, ингибирующий эффект которого составляет 88-100% (табл.2, №3).Example 1. Copper electrodeposition was carried out with composition 1 of Table 1 in the presence of a hydrogenation inhibitor, bromobenzthiazo, whose inhibitory effect is 88-100% (Table 2, No. 3).
Высокое ингибирующее действие этой добавки связано с ее строением, она имеет пять адсорбированных центров - атомы азота, серы, кислорода, азогруппу и два конденсированных ароматических кольца, π - электроны которых могут переходить на d - подуровень атомов металла, все это и обуславливает более прочную хемосорбционную добавки связь с поверхностью металла катода.The high inhibitory effect of this additive is related to its structure, it has five adsorbed centers — nitrogen, sulfur, oxygen atoms, an azo group, and two condensed aromatic rings, π — electrons of which can go to the d — sublevel of metal atoms, and this leads to a more durable chemisorption additives bond with the cathode metal surface.
Потенциал катода изменяется с - 0,243 до - 0,803 В (табл.3, №3). Катодные осадки имеют мелкокристаллическую структуру, матовую и полублестящую поверхность. При Дк 3 и 4 А/дм2 осадки крупнокристаллические. На поверхности обнаружен питтинг и нитевидные дендриты. Частично отслаивающееся покрытие от основы. Пористость осадка меди изменяется от 36 до 5 пор на 1 см2 при толщине покрытия от 1 до 10 мкм. Выход по току равен 84-95%. Рассеивающая способность электролита составляет 38-48%.The cathode potential varies from - 0.243 to - 0.803 V (Table 3, No. 3). Cathode deposits have a fine crystalline structure, a matte and semi-shiny surface. At DK 3 and 4 A / dm 2, the precipitation is coarse-crystalline. Pitting and filamentous dendrites were found on the surface. Partially peeling coating from the base. The porosity of the copper deposit varies from 36 to 5 pores per 1 cm 2 with a coating thickness of 1 to 10 μm. The current efficiency is 84-95%. The dissipation capacity of the electrolyte is 38-48%.
Пример 2. Электроосаждение меди проводили из электролита состава 1 табл.1 в присутствии блескообразователя - каптакс. Действительно, осадки получаются более качественные с зеркальной поверхностью, блеск составляет 90-100 отн. ед. (табл.3, №6). Поверхность мелкокристаллическая, плотная, равномерная, хорошо сцепленная с основой. Эффективность блескообразующего и сглаживающего действия связана с наличием адсорбционных центров - двух атомов серы, атома азота и конденсированного ароматического кольца, все это и обусловливает более прочную связь добавки с поверхностью металла катода. Потенциал катода смещается в область отрицательных значений от -0,334 до -0,862 В (табл.3, №6). Пористость осадков меди изменяется от 28 до 5 пор на 1 см2. Такие пористые покрытия не являются барьером для диффузии водорода в стальную основу. Пластичность проволочных образцов составляет 79-93%, а выход по току равен 80-92%. Рассеивающая способность электролита 47-57%.Example 2. Electrodeposition of copper was carried out from an electrolyte of composition 1 of table 1 in the presence of a brightener - captax. Indeed, the precipitation is better with a mirror surface, the gloss is 90-100 rel. units (table 3, No. 6). The surface is crystalline, dense, uniform, well adhered to the base. The effectiveness of the brightening and smoothing effect is associated with the presence of adsorption centers - two sulfur atoms, a nitrogen atom and a condensed aromatic ring, all of which determines a stronger bond between the additive and the cathode metal surface. The cathode potential shifts to the region of negative values from -0.334 to -0.862 V (Table 3, No. 6). The porosity of copper deposits varies from 28 to 5 pores per 1 cm 2 . Such porous coatings are not a barrier to the diffusion of hydrogen into the steel substrate. The ductility of wire samples is 79-93%, and the current efficiency is 80-92%. The dissipating ability of the electrolyte is 47-57%.
Пример 3. Только совместное присутствие в исследуемом аммиачном электролите ингибитора наводороживания бромбензтиазо и блескообразователя - каптакс - усиливает их эффективность ингибирующего и блескообразующего действия (табл.2, 3, №7). Потенциал катода сильно понижен -0,263-0,873 В. Катодные осадки имеют мелкокристаллическую структуру, ровные, гладкие, равномерные, зеркально-блестящие (блеск 72-100%), хорошо сцепленные с основой. Пластичность стальных катодов составляет 87-100%, а выход по току максимальный - 84-94%. Пористость наименьшая от 18 до 2 пор на 1 см2 при толщине покрытий от 1 до 10 мкм. Рассеивающая способность электролита 42-54%.Example 3. Only the joint presence in the studied ammonia electrolyte of the hydrogenation inhibitor bromobenzthiazo and the brightening agent - captax - enhances their effectiveness of the inhibitory and brightening action (Table 2, 3, No. 7). The cathode potential is greatly reduced -0.263-0.873 V. The cathode deposits have a fine-crystalline structure, even, smooth, uniform, mirror-shiny (gloss 72-100%), well adhered to the base. The ductility of steel cathodes is 87-100%, and the maximum current efficiency is 84-94%. The porosity is the smallest from 18 to 2 pores per 1 cm 2 with a coating thickness of 1 to 10 microns. The dissipating ability of the electrolyte is 42-54%.
Анализ примеров показывает преимущество заявляемого электролита при совместном присутствии ингибитора наводороживания - бромбензтиазо и блескообразователя - каптакс при С=3 ммоль/л.The analysis of examples shows the advantage of the inventive electrolyte in the joint presence of a hydrogenation inhibitor - bromobenzthiazo and a brightener - captax at C = 3 mmol / L.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. А.с. 459531. С23В 5/18. Электролит меднения. БИ 1976, №5.1. A.S. 459531. C23B 5/18. Copper electrolyte. BI 1976, No. 5.
2. А.с. 427094. С23В 5/18. Электролит меднения. БИ 1974, №17.2. A.S. 427094. C23B 5/18. Copper electrolyte. BI 1974, No. 17.
3. А.с. 1315525. С25D 3/38. Электролит меднения стальных подложек. БИ 1987, №21.3. A.S. 1315525. C25D 3/38. Electrolyte copper plating of steel substrates. BI 1987, No. 21.
4. Мариенко Н.А., Райбер З.С., Казацкая Е.Н. Нанесение медного покрытия из аммиачного покрытия. Л., 1961, 22 с.4. Marienko N.A., Rayber Z.S., Cossack E.N. Application of copper coating from ammonia coating. L., 1961, 22 p.
5. Химический энциклопедический словарь. - М.: Сов. энциклопедия. 1983. - С.410, 323, 83.5. Chemical encyclopedic dictionary. - M .: Owls. encyclopedia. 1983.- S. 410, 323, 83.
Claims (1)
а в качестве блескообразователя - каптакс со структурой
при следующем соотношении компонентов:
and as a brightener, captax with a structure
in the following ratio of components:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008149388/02A RU2385366C1 (en) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | Electrolyte for copper coating steel pads |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008149388/02A RU2385366C1 (en) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | Electrolyte for copper coating steel pads |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2385366C1 true RU2385366C1 (en) | 2010-03-27 |
Family
ID=42138407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008149388/02A RU2385366C1 (en) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | Electrolyte for copper coating steel pads |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2385366C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2539897C2 (en) * | 2009-07-30 | 2015-01-27 | Басф Се | Metal coating composition containing suppressing agent for void-free filling of submicron surface elements |
-
2008
- 2008-12-15 RU RU2008149388/02A patent/RU2385366C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2539897C2 (en) * | 2009-07-30 | 2015-01-27 | Басф Се | Metal coating composition containing suppressing agent for void-free filling of submicron surface elements |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5750017A (en) | Tin electroplating process | |
JP6687331B2 (en) | Electrolytic bath for the deposition of a bright nickel layer, or a mixture for use in an electrolytic bath for the deposition of a bright nickel layer, and a method of making an article having a bright nickel layer | |
TW201000673A (en) | Ni-P layer system and process for its preparation | |
CN101348928B (en) | High speed method for plating palladium and palladium alloys | |
CN1141421C (en) | Ductility agents for nickel-tungsten alloys | |
Bhat et al. | Studies on electrodeposited Zn-Fe alloy coating on mild steel and its characterization | |
RU2385366C1 (en) | Electrolyte for copper coating steel pads | |
CN1138637A (en) | Brightening additive for tungsten alloy electroplate | |
CN1136601A (en) | High current density zinc sulfate electrogalvanizing process and composition | |
JP2006322037A (en) | Gold plating solution | |
EP0892087A2 (en) | Electroplating of low-stress nickel | |
RU2237755C2 (en) | Electrolyte for copper plating of steel parts | |
RU2194097C1 (en) | Electrolyte for brightened copper plating | |
RU2361969C2 (en) | Aqueous electrolyte for bright copper coating of steel backplates | |
RU2278908C1 (en) | Electrolyte for the bright copper coating | |
RU2215829C1 (en) | Bright copper plating electrolyte | |
RU2237754C2 (en) | Electrolyte for bright copper plating | |
RU2179203C2 (en) | Bright copper plating electrolyte | |
RU2363774C1 (en) | Electrolyte for bright nickel plating | |
RU2194803C2 (en) | Electrolyte for bright nickel plating | |
JP5340590B2 (en) | Plating method using non-cyanide copper-tin alloy plating bath | |
EP3686319A1 (en) | Indium electroplating compositions and methods for electroplating indium on nickel | |
RU2323275C2 (en) | Aqueous electrolyte for bright copper plating | |
SU973673A1 (en) | Electrolyte for bright nickel plating | |
RU2194098C1 (en) | Electrolyte for brightened copper plating |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111216 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20121220 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151216 |