Введение к работе
.устуальность темы
В настоящее время при изготовлении изделий специальной техники .особенно изделий радиоэлектронной техники, в качестве функциональных металло-покрытий широко используются драгоценные металлы и ,в частности, золото. Перспективными, с этой точки зрения, являются покрытия из сплавов никель-бор,наносимые ,как гальваническим, так и химическим способами. .
Такие покрытия, обладающие повьгаенными физико-механическими свойствами, могут использоваться в качестве финишных или же как подслой под золото, позволяя значительно снизить его необходимую толщину.
Использование гальванического способа, особегдо на массовых изделиях радиоэлектронной аппаратуры, имеющих небольшие габаритные размеры со сложным рисунком металлизируемой схемы, довольно затруднительно ввиду трудоемкости установки к ним то-коподводов. Более предпочтительным для подобных изделий'представляется способ химической металлизации.
Из используемых в практике растворов химического никелирования однуш. из. перспективных представляются борогидридные растворы.
Однако наличие в составе таких растворов добавки зтилен-диамина, признанного как обладающего канцерогенньсми свойствами, сдерживает их широкое внедрение в практику.
Представляет интерес разработка процессов химического нанесения покрытий никель-бор из борогидридных растворов химического никелирования не содержащих этилендиамина. При этом должен быть устранен такой недостаток борогидридных растворов с этилендиамином как трудность варьирования в широком- диапазоне содержанием бора в покрытии, что должно расширить бласти их использования.
Широкий диапазон металлизируемых основ затрудняет иногда исяоль зование процессов химического никелирования,имеющих каташиичес кто природу. Желательно, чтобы разработанные растворы позволяли непосредственно наносить покрытия на более широкий круг металлических основ, в том числе на медь, нержавеющую сталь, серебро.
Работа выполнена в соответствии с планом комплексной научно-технической программы Минвуза РСКР "Платиновые металлы и планом научно-исследовательских работ Віжегородского политехни-
ческого шститутаС Государственная регистрация NFP 01.83.0015828} а также в соответствии с координационным планом совета "Экологическая технология" комплексной программы Минвуза РСФЗР"Чедовек и окружающая среда. Проблемы охраны арироды*'(шифр проблемы 0.14. 05.03) и по прямым заказам предприятий.
Целью диссертационной работы явилась разработка технологии химического нанесения покритій кикель-бор различного функционального назначения на основе борогидридных растворов, не содержащих в своем составе добавки этилендиамина и изучение процессов в таких растворах.
Это потребовало решения следующих задач:
подбор новых лигандов для борогидридных растворов химического никелирования взамен этилендиамина
исследование механизма действия выбранных лигандов на катодную и анодную стадии процесса
- изучение вопросов кошлексообразоэания никеля в разра
ботанных растворах
- разработку способов корректирования и регенерации раз
работанного раствора никелирования
- изучение физико-механических характеристик получаемых
никель-борных покрытий
- разработку и внедрение в практику технологических про
цессов химического нанесения покрытий никель-бор.
Научная новизна
-изучены вопросы котлексообраэования никеля в борогид-ридном растворе: химического никелирования с тартратом калия-натрия и глицином, доказана возможность образования аоли-лигандного тартратно-глицинового комплекса никеля.
-исследован механизм действия добавки глицина на катодную стадию процесса выделения никеля. .
-определены фазовые и структурные превраа^иия покрытия никель-бор в условиях термовоздействия и легирования различными компонентами. Показаны пути улучшения ряда физике-механических и электрических характеристик сплава , .фактическая ценность. ^
Разработаны .высокопроизводительные тартратный и тартрат-но-глициновые растворы химического никелирования с борогидрид-ным восстановителем', не содержащие токсичного этилендиамина. Шказаны пути длительного использования таких растворов путем 4
корректирования по расходуемым компонентам, что значительно улучыает эксплуатационные характеристики раствора.
Предложен ряд недефицитных и малотоксичних стабилизирующих добавок, ранее не применяемых в борогидридных растворах химического никелирования.
Разработан способ активации различных основ материалов электронной техники, позволяющий самопроизвольно и качественно проводить химическое никелирование.
Предложен способ регулирования процентным содержанием бора в сплаве для придания нужных электрических характеристик.
Разработаны и внедрены в производство различные технологические процессы нанесения покрытия никель-бор в качестве Функционального слоя на изделия радио-электронной аппаратуры, судовой арматуры и медицинской техники. Реальный экономический эффект составил порядка 100 тис.руб.(в ценах, 1987-89 г.г.)
Автор защищает:
-
Результаты экспериментальных исследований в области комплекссобразования никеля с тартратом и глицином.
-
Предло.'чшкыа механизм действия добавки глицина на катодный ггоцесс выделения никеля.
-
Результаты фазоЕых и структурних исследований покрытия никель-бор с содержанием бора 3.0-3.5 % масс.
-
Составы раерабоганиых растворов и технологические процессы нанесения покрытия никель-бор на изделия радио-электронной аппаратуры, судовой и медицинской техники. Апробация работа
Основные материалы докладывались и обсуждались: . -на уральской зональной конференции "Решение экологических
проблем гальванотехники иэлектрохимической размерной обработки", 19S5 г. ,г, Уфа.
-на зональной научно-технической конференции "Теория и практика алектроосалдения металлов и сплавов", 1986 г. ,г. Пенза, -на украинской республиканской конференции "Теоретические ей- новы технологии нанесения химических покрытий из металлов и сплавов", 1988 г, ,г. Киев.
-на научно-технической конференции "Молодые ученые - произво
дству радиоэлектронной промышленности", 1987 г. ,г. Горький,
-на межреспубликанской научно-технической конференции"Прогрес-
сивные технологии электрохимической обработки металла и эколо-
.-. 5
гия гальванического производства", 1990 г.,г.Волгоград.
Структура и объем диссертации.
