Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения блестящих серебряных покрытий из безцианистых электролитов. Электролит содержит растворимое соединение серебра, комплексообразователь 5,5-диметилгидантоин, электропроводящую соль щелочного металла, щелочной реагент, блескообразующую добавку 3-пиридинсульфоновую кислоту, депассивирующую добавку N-алкилпирролидон с количеством атомов углерода в алкильном радикале от 2 до 5. Покрытие наносят из водного раствора электролита с рН 9,5-11,5. Изобретение обеспечивает стабильное нанесение качественного зеркального покрытия в течение длительного периода эксплуатации электролита с использованием растворимого серебряного анода. 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к химии и технологии благородных металлов и может быть использовано при нанесении блестящих декоративных покрытий на ювелирные изделия, на токонесущие детали радиоэлектронной и электротехнической промышленности, в производстве зеркал специального промышленного назначения и, в частности, относится к составам электролитов безцианистого серебрения.
меднение предметов медным купоросом в домашних условиях
Известен безцианистый пирофосфатный электролит, содержащий пирофосфатный комплекс серебра, пирофосфат калия, карбонат калия и смачивающие добавки. Известный электролит обеспечивает получение тонких блестящих покрытий из серебра (Андрющенко Ф.К, Орехова В.В. Защита металлов. 1969. № 3, С.287-292).
Однако эти покрытия имеют синий оттенок и становятся матовыми при увеличении толщины покрытия, кроме того, пирофосфатные электролиты склонны к пассивации серебряных анодов и осаждению плотного осадка карбонатов на поверхности анода.
Известны безцианистые электролиты, в состав которых входят органические соединения, образующие комплексные соединения с серебром (US 5601696, 11.02.1997, US 5911866, 15.06.1999, US 6210556, 03.04.2001).
Наиболее близким к предложенному электролиту является электролит блестящего серебрения, содержащий комплексное соединение серебра с 5,5-диметилгидантоином, 5,5-диметилгидантоин, электропроводящую соль щелочного металла или аммония, сульфаминовую кислоту, гидроксид щелочного металла для корректировки рН, блескообразующую добавку — 2,2′-дипиридил и, возможно, депассивирующую добавку из производных пиридина (никотинамид, изоникотинамид, 2-аминопиридин и др.) (US 2005/0183961 A1, 25.08.2005).
Недостатками данного электролита являются невысокая скорость осаждения серебра, низкая устойчивость блескообразующей добавки (в частности, 2,2′-дипиридила) и ее разложение в процессе эксплуатации электролита, что ухудшает качество получаемых покрытий. Кроме того, при длительной эксплуатации электродов происходит пассивация серебряных растворимых анодов.
Задачей изобретения является создание безцианистого электролита, стабильно обеспечивающего зеркально-блестящее серебрение, устойчивого в процессе получения покрытий, обеспечивающего высокую скорость осаждения серебра, т.е. сокращение продолжительности процесса получения покрытий.
Электролит золочения без золота. FunChrome. Уникальная технология для домашнего бизнеса
Поставленная задача решается описываемым электролитом серебрения, в состав которого входят: растворимое соединение серебра, 5,5-диметилгидантоин в качестве комплексообразователя, электропроводящая соль щелочного металла, щелочной реагент, блескообразующая добавка — 3-пиридинсульфоновая кислота, депассивирующая добавка, выбранная из N-алкилпирролидонов с числом атомов углерода в алкильном радикале от 2 до 5.
Предпочтительно в качестве растворимого соединения серебра электролит содержит нитрат или метансульфонат серебра, в качестве электропроводящей соли — нитрат натрия, в качестве щелочного реагента — гидроксид калия.
В рабочем состоянии электролит содержит упомянутые компоненты в водном растворе, имеющем рН от 9,5 до 11,5, при содержании компонентов в растворе:
| нитрат или метансульфонат серебра | 10-40 г/л (по Ag) |
| нитрат натрия | 20-50 г/л |
| гидроксид калия | 9-10 г/л |
| 5,5-диметилгидантоин | 100-160 г/л |
| 3-пиридинсульфоновая кислота | 0,05-0,5 г/л |
| N-алкилпирролидон | 0,5-5,0 г/л |
| вода | остальное до 1 литра |
Наиболее предпочтительные содержания компонентов электролита в его рабочем состоянии выбраны опытным путем и обусловлены следующим.
Увеличение концентрации серебра выше 40 г/л приводит к неэффективно высокому расходу серебра, при этом основные показатели не улучшаются. Снижение концентрации серебра ниже 10 г/л может привести к нестабильности процесса электролиза и, как следствие, к ухудшению качества покрытия.
Концентрация 5,5-диметилгидантоина 100-160 г/л обеспечивает связывание в комплекс всего серебра, находящегося в растворе, а также связывание в комплекс серебра, растворяемого на аноде.
При концентрациях соединений N-алкилпирролидона (обычно используют N-метилпирролидон, N-этилпирролидон, N-изопропилпирролидон и др.) менее 0,5 г/л возможна анодная пассивация серебра, при концентрациях более 5 г/л покрытия могут приобретать некоторую матовость.
При концентрации 3-пиридинсульфоновой кислоты менее 0,05 г/л серебряные покрытия тускнеют с увеличении толщины покрытия более 3 мкм, а при концентрации более 0,5 г/л может происходить потемнение покрытия на торцах изделий, где обычно более высокая плотность тока.
Интервал рН от 9,5 до 11.5 выбран исходя из максимальной устойчивости комплексных соединений серебра с 5,5-диметилгидантоином.
Предлагаемый электролит испытан в укрупненном лабораторном масштабе.
Приготовлен водный раствор электролита, содержащий: нитрат серебра из расчета 10 г/л по металлу, комплексообразователь — 5,5-диметилгидантоин — 100 г/л, нитрат натрия 40 г/л, депассиватор — N-метилпирролидон — 0,5 г/л, блескообразующую добавку — 3-пиридинсульфоновую кислоту с концентрацией 0,5 г/л и гидроксид калия — 9,4 г/л. При рН раствора 10,8 проводят процесс получения покрытая в ячейке Хулла при комнатной температуре, при перемешивании электролита, при силе тока 0,5 ампера в течение 4 минут, с растворимым серебряным анодом.
Зеркально-блестящее покрытие получено в интервале от 0,1 до 0,3 А/дм 2 . Скорость осаждения при плотности тока 0,3 А /см 2 равна 0,25 мкм/мин. Количество, серебра, выделенного на катоде, равно количеству серебра, растворенного на аноде, выход по току близок к 100%. Опыты по нанесению покрытий проведены в течение месяца. Пассивация анода не наблюдалась, раствор оставался прозрачным, качество покрытий оставалось стабильным.
Приготовлен водный раствор электролита, содержащий: нитрат серебра из расчета 40 г/л по металлу, комплексообразователь — 5,5 диметилгидантоин — 160 г/л, нитрат натрия — 20 г/л, депассиватор — N-этилпирролидон — 3,5 г/л, блескообразующую добавку — 3-пиридинсульфоновую кислоту — 0,05 г/л и регулятор рН — гидроксид калия — 9,6 г/л, рН раствора составил 10.8. В ячейке Хулла проведено получение покрытия при комнатной температуре, с перемешиванием электролита, при силе тока 0,5 ампера в течение 4 минут, с растворимым серебряным анодом.
Зеркально-блестящее покрытие получается в интервале от 0,2 до 0,5 А/дм 2 . Скорость осаждения серебра при плотности тока — 0,5 А/см 2 равна 0,34 мкм/мин. Количество, серебра, выделенного на катоде, равно количеству серебра, растворенного на аноде, выход по току близок к 100%. Опыты по нанесению покрытий проведены в течение месяца. Пассивации анода не наблюдалась, раствор оставался прозрачным, качество покрытий оставалось стабильным.
Из водного раствора электролита, содержащего: нитрат серебра из расчета 25 г/л по металлу, комплексообразователь — 5,5 диметилгидантоин — 140 г/л, нитрат калия — 50 г/л, депассиватор — N-изопропилпирролидон — 5,0 г/л, блескообразующую добавку — 3-пиридинсульфоновую кислоту — 0,35 г/л и гидроксид калия — 9,7 г/л, при рН-11,5 в ячейке Хулла осуществлен процесс нанесения серебряного покрытия. Условия осаждения: комнатная температура, перемешивание электролита, силе тока 0,5 ампера, время — 4 минуты, растворимый серебряный анод.
Получено зеркально-блестящее покрытие в интервале от 0,2 до 0,4 А/дм 2 . Скорость осаждения серебра при плотности тока 0,4 А/см 2 равна 0,29 мкм/мин. Количество серебра, выделенного на катоде, равно количеству серебра, растворенного на аноде, выход по току близок к 100%. Опыты по нанесению покрытий проводили в течение месяца. Пассивации анода не наблюдали, раствор оставался прозрачным, качество покрытий оставалось стабильным.
Пример по прототипу (US 2005/0183961).
Состав водного раствора электролита: комплексное серебро с 5,5-диметилгидантоином — 25 г/л по серебру, сульфаминовая кислота — 52,5 г/л, гидроксид калия — 60 г/л, 5,5-диметилгидантоин — 80 г/л и блескообразующая и депассивирующая добавки: 2.2′-дипиридил — 5,0 г/л и производное пиридина (никотинамид) — 50 г/л. При рН=11 в ячейке Хулла осуществлен процесс при комнатной температуре с перемешиванием электролита при силе тока 0,5 ампер в течение 4 минут с использованием растворимого серебряного анода.
Зеркально-блестящее покрытие получено в интервале от 0,10 до 0,25 А/дм 2 . Скорость осаждения серебра при плотности тока 0,25 А/см 2 равна 0,12 мкм/мин. Количество серебра, выделенного на катоде, больше количества серебра, растворенного на аноде, выход по току на катоде близок к 100%, на аноде выход по току составил 67%. Опыты по нанесению покрытий проведены в течение месяца. После эксплуатации электролита в течение 1 недели анод пассивируется, при этом анодный выход по току снизился до 12%, а в растворе появился коллоидный осадок, качество покрытий ухудшилось, покрытия стали матовыми и неравномерными.
Из приведенных выше примеров видно, что предложенное изобретение обеспечивает достижение поставленной задачи, т.к. заявленный состав электролита обеспечивает улучшение зеркального блеска покрытий, повышение скорости осаждения серебра, устойчивость электролита в течение длительного периода работы.
1. Электролит серебрения, содержащий растворимое соединение серебра, 5,5-диметилгидантоин в качестве комплексообразователя, электропроводящую соль щелочного металла, щелочной реагент, блескообразующую добавку, депассивирующую добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве блескообразующей добавки он содержит 3-пиридинсульфоновую кислоту, в качестве депассивирующей добавки соединение, выбранное из N-алкилпирролидонов с числом углеродных атомов в алкильном радикале от 2 до 5.
2. Электролит по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворимого соединения серебра он содержит нитрат или метансульфонат серебра, в качестве электропроводящей соли нитрат натрия, а в качестве щелочного реагента гидроксид калия.
3. Электролит по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит упомянутые компоненты в водном растворе, имеющем рН от 9,5 до 11,5 при следующем содержании в растворе, г/л:
| нитрат или метансульфонат серебра | 10-40 (по серебру) |
| нитрат натрия | 20-50 |
| гидроксид калия | 9-10 |
| 5,5-диметилгидантоин | 100-160 |
| 3-пиридинсульфоновая кислота | 0,05-0,5 |
| N-алкилпирролидон | 0,5-5,0 |
Источник: findpatent.ru
Электролит № 1 предназначен для осаждения тонкого серебряного покрытия (толщиной около 0,05 мкм) на стали и цветных металлах перед собственно серебрением в более концентрированных электролитах.
Предварительное серебрение, которое длится 10-30 с, улучшает адгезию верхнего покрытия. Аноды изготавливаются из нержавеющей стали.
Электролит № 2 предназначен для основного серебрения после предварительного.
Длительность серебрения для стали (после серебрения в первом электролите) от 30 с до 2 мин, а для цветных металлов — от 30 до 50 с. Аноды изготавливаются из нержавеющей стали.
Электролит № 3 для технического и декоративного серебрения.
Вместо двух последних компонентов можно использовать серноватистокислый аммоний.
Электролит № 4 предназначен для быстрого осаждения толстых серебряных покрытий (несколько миллиметров) и используется исключительно в технических целях, а не для декоративной металлизации. При перемешивании плотность тока можно увеличить до 6-15 А/дм 2 . Отношение площадей анода и катода от 1 : 1 до 4 : 1.
активирование поверхности
Некоторые материалы, например коррозионностойкая сталь, требуют специальной подготовки (активирования) поверхности, заключающейся в образовании тонкого никелевого слоя в сильно кислом растворе. В таблице 5.17 приведены несколько примеров составов таких растворов.
Таблица 5.17. Составы растворов предварительного никелирования
| Состав, г/л | Номер раствора | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Сернокислый никель | 200 | 20 | — |
| Хлористый никель | — | 180 | 240 |
| Соляная кислота, конц. | 10 | 12 | 80 |
| Борная кислота | — | 6 | — |
| Хлористый натрий | — | 25 | — |
Раствор № 1 содержит в качестве основной составляющей сульфат никеля, рабочая температура ~ 55 °С, плотность тока 1,5 А/дм 2 , длительность процесса 2 мин. В качестве анодов применяют никелевые листы.
Раствор № 2 более богат компонентами и характеризуется хорошими рабочими свойствами.
Рабочая температура достигает 60-70 °С, плотность тока 1-2 А/дм 2 , длительность процесса 1-2 мин. Анодами служат никелевые листы. Рекомендуется раз в месяц фильтровать ванну через активированный уголь.
Источник: studfile.net
Подскажите состав электролита для серебрения.
Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования
Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий
Создать аккаунт
Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!
Войти
Уже зарегистрированы? Войдите здесь.
- Войти через Facebook
- Войти через Twitter
- Войти через Google
Подписчики 0
Похожие публикации
Используется нецианистый электролит роданисто-железистосинеродистый, спустя неделю покрытие начинает желтеть. В чем может быть причина?
Какими металлами выгоднее всего покрывать медь для придания серебряного по соотношению цена/качество/цвет. Одного анода хватает на пару лет, так что параметр цены не так важен, как близость цвета к покрытию серебром и надёжность (низкая вероятность окисления по сравнению с другими вариантами). Я не профессиональный химик, буду рад если вы сформулируете ответ попроще для меня)
Ищу способ сделать покрытие черненое серебро на сплавах латунь, нейзильбер, мельхиор.
Черное покрытие хотелось бы без блеска.
Заранее благодарен за советы.
Добрый день, за отсутствием опыта хочу у Вас спросить.
В данный момент мы проводим анализ цианистого серебрения по ОСТ 107.460092.00186.
К аликвотной части электролита мы добавляем серную и азотную кислоту, выпадает осадок, выпаривание, до полного растворения осадка, происходит почти целый день (это нормально или можно как-то ускорить или отфильтровать?) после, добавляем квасцы и титруем аммонием роданистым, происходит помутнение раствора и выпадает творожистый осадок, мешающий титрованию, если титровать появляется красный оттенок, но без резкого перехода, что ставит под сомнение конец титрования. (что в данном случает происходит не так?)
- Политика конфиденциальности
- Обратная связь
Источник: forum-galvanik.ru