ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Блестящие покрытия из "Электролитические покрытия металлов " Получение блестящих осадков металлов непосредственно из элеК тролитнческих ванн — один из актуальных вопросов в гальванотехнике. посвящено большое число работ, выполненных в СССР и за рубежом. Особое значение этот процесс имеет при покрытии металлами с защитно-декоративной целью (медью, никелем, хромом, серебром, золотом и др.) или с целью повышения отражательной способности поверхности изделий специального назначения. [c.43] Как известно, покрытия металлами в этих случаях подвергают механической полировке. Полировка — операция весьма трудоемкая и сопровождающаяся большими потерями полируемого металла (до 20% и более от массы покрытия). Так как при этом уменьшается толщина покрытия, а следовательно, понижаются его защитные свойства, то при расчете продолжительности осаждения металла заранее принимают повышенную толщину слоя по сравнению с требуемой, учитывая предполагаемые потери во время полировки. Часто, особенно при полировке рельефных изделий, на выступающих местах происходит обнал ение поверхности основного металла в результате, так называемой проглянцовки, что приводит к ухудшению как защитных, так и декоративных свойств покрытия. [c.43] Главными преимуществами процесса получения блестящих осадков по сравнению с обычными являются экономия цветного металла, устранение трудоемкой дорогой и вредной механической операции — полировки и связанных с нею лишних расходов на материалы (круги, полировочные пасты и др.), электроэнергию и рабочую силу и, наконец, возможность ведения непрерывного технологического процесса при нанесении нескольких слоев одного и того же или различных металлов (многослойные покрытия). [c.43] Наиболее подробно изучены условия получения блестящих осадков никеля, цинка, олова и меди. Приведенные в литературе и применяемые на практике электролиты для этой цели отличаются по своему составу присутствием в них специальных добавок, преимущественно органического происхождения, которые принято называть блескообразователями. [c.43] В последнее время было предложено очень много блескообра-зователей, принадлежащих к различным классам органических соединений. Сделаны попытки классифицировать эти соединения по группам. Большинство исследователей делит их в основном на два класса слабые (1-ый) и сильные (2-ой). [c.43] Деление добавок на два класса является условным и не вполне точным, так как существует ряд соединений, которые по свое му характеру действия на качество осадков занимают промежуточное положение. [c.44] Несмотря на большое число работ и технических рекомендаций по электролитическому получению блестящих осадков металлов, вопрос о причинах образования блеска в них нельзя считать полностью решенным. Нет единого мнения и в отношении факторов, определяющих блеск электролитических осадков. [c.44] Рядом исследователей [52, 81] указывалось, что отражательная способность блестящих электролитических покрытий в основном является функцией микрогеометрического характера их поверхности и определяется формой, ориентацией и размером кристаллов. [c.44] Обычно считают, что блестящие осадки получаются в том случае, когда они состоят из очень мелких кристаллов, размеры которых не превышают длины самых коротких волн лучей видимога света (- 0,4 мкм). Однако приводятся и такие примеры, когда блестящие и матовые осадки металлов (группы железа) имеют одинаковые малые размеры кристаллов и отличаются друг от друга только плотностью упаковки. [c.44] Кристаллы блестящих осадков более плотно упакованы и имеют как бы сглаженную форму. Что касается ориентации кристаллов, то хотя некоторые авторы и отмечают положительное влияние этого фактора (даже в крупнокристаллических осадках), но оно неодинаково для различных металлов и условий электролиза. Так, например, блестящие осадки цинка, полученные из кислого электролита с добавкой натриевой соли 2,6- и 2,7-нафталин-дисульфокислоты, имеют явно выраженную текстуру с ориентировкой довольно крупных кристаллов по гексагональным осям [84], в то время как у блестящих осадков никеля, полученных из раствора с добавкой 2,6- и 2,7-нафталиндисульфокислоты, текстура не была обнаружена. Таким образом, между блеском и характером расположения кристаллов, очевидно, нет прямой связи. [c.44] Согласно количественной геометрической характеристике блестящей поверхности, приведенной А. Т. Ваграмяном и 3. А. Соловьевой в работе [21], для получения зеркального блеска выступы на шероховатой поверхности должны быть приблизительно в 20 раз меньше длины волны видимого света. [c.45] Рассматривая строение кристаллического микрорельефа осадков, С. С. Кругликов и Н. Я. Коварский [87] отмечают, что блеск электролитических покрытий в значительной мере определяется их кристаллической шероховатостью. Наибольшим блеском обладают покрытия, имеющие на поверхности лишь субмикронеровности, т. е. такие геометрические дефекты, размер которых не превышает 0,2 мкм. Авторы указывают, что на образование кристаллического микрорельефа поверхности электролитических осадков влияет много факторов структура подложки, энергетическая неоднородность выходящих на поверхность граней кристаллов, вероятность образования трехмерных и двухмерных зародышей, равномерность ингибирования поверхностно-активными примесями и т. д. [c.45] Важнейшая роль среди этих факторов отводится энергетической неоднородности поверхности растущего осадка, которая в некоторых случаях может сильно влиять на локальные скорости роста осадка. Считается, что так называемые слоистые осадки образуются вследствие периодически наступающей полной блокировки поверхности катода поверхностно-активными веществами или ири определенных условиях нестационарного электролиза, например, при кратковременных импульсах тока, реверсировании тока. Такие осадки обладают наибольшей гладкостью и блеском. [c.45] В конечном итоге получение осадков с большей или меньшей блестящей поверхностью зависит от специфических особенностей микрораспределения тока и металла на катоде [88]. Микрогеометрия поверхности основы может сохраняться только при нанесении очень тонких слоев металла. При толщине покрытия больше 1 мкм возможность сохранения первоначального блеска основы или его усиления в процессе электроосаждения будет зависеть от состава электролита и условий электролиза, от способности препятствовать возникновению микрошероховатости или уменьшать начальную шероховатость катода. [c.45] Таким образом, образование блеска электролитических осадков зависит не только от структурных факторов и микрогеометрии поверхности, но и от характера микрораспределения тока и металла. [c.45] В одной из работ [84] было высказано предположение, что образование блестящих осадков цинка из кислого электролита с добавкой нафталинднсульфокислоты объясняется адсорбцией ее молекул на определенных гранях (а не на всей поверхности в виде сплощной пленки) кристаллов цинка, что задерживает их рост в направлении осей этих граней. По мнению К- М. Горбуновой и сотрудников [86], образование блестящих осадков никеля, цинка связано с присутствием на катоде пленки, состоящей в основном из гидроокиси с примесью поверхностно-активного вещества (добавки). Кроме возможного специфического участия в электродном процессе, эта пленка обеспечивает диффузионно-гидродинамический режим подвода ионов к катоду. [c.46] Широкое исследование блескообразующих свойств различных добавок к электролитам в гальваностегии было проведено в работе [89]. Авторы приходят к выводу, что в образовании блестящих осадков металлов больщую роль играют высокодисперсные золи, например, основных соединений или гидроокиси никеля, возника-кощие в прикатодном слое и адсорбирующиеся на поверхности катода. Частицы золя закрывают активные центры, тормозят выделение на них металла, способствуя сглаживанию поверхности и образованию блестящих осадков. Добавки блескообразующих веществ, преимущественно содержащих сульфогруппу, выполняют роль как бы защитных коллоидов или вступают в химические соединения с ионами осаждаемого металла (или продуктами катодной реакции), обеспечивая сохранение в прикатодном слое золя в высокодисперсном состоянии. [c.46] В работе [90], выполненной в МХТИ им. Д. И. Менделеева, была предпринята попытка установления связи между параметрами, описывающими строение поверхностно-активных веществ и эффективностью блескообразователя для органических соединений, содержащих серу при серебрении из цианистых электролитов. Показано, что эффект блескообразования зависит от длины связи (г) между атомами серы и углерода в молекуле блескообразователя. Наиболее эффективные из них имеют значение Гс д, равное примерно 1,72-10 °м (1,72А). Исходя из предположения о существовании линейной зависимости между Гс-з и потенциалом анодной полуволны характеризующей окисление связи 5—С в молекуле органической добавки, был предложен метод подбора и оценки эффективности блескообразователей в цианистом электролите серебрения по данным полярографических изменений. [c.46] Вернуться к основной статье