Введение к работе
Актуальность работы. При изготовлении издвлий радиоэлектронной техники широко применяются функциональные золотые покрытия, обладающие уникальным комплексом физико-механических и химических характеристик. Использование золотых покрытий значительно повышает качество, надежность и срок службы радиовлектронных приборов; по расходу золота их изготовление занимает второе место после изготовления ювелирных изделий.
В настоящее время для нанесения золотых покрытий используется главным образом гальванический способ с применением слабокислых и Еэйтральных электролитов, которые посравнениг со щелочными растворами менее токсичны в не разрушает фоторезисты, стекла, герметики и керамические основы многих деталей.
Свойства и структура золотых осадков, определяемые видом электролита и режимом процесса, могут усиливать ту или иную функциональную характеристику покрытий, что ззкно при использовании их в различных проиэводствэнных целях. Поэтому представляет интерес изучение процесса золочения в различных электролитах.
Важной характеристикой любого раствора гальванопокрытий, в том числе и электролитов золочения, является стабильность свойств осадков при их длительной эксплуатации. Ддо электролитов золочения это осложняется применением нерастворимых анодов, на которых могут окисляться ионы золота(I) г некоторые компоненты электролитов. Накопление ионов золота (III) в электролитах золочения связано такве с окислением ионов золота(I) растворенным кислородом воздуха.
другой причиной ухудшения параметров процесса и качества покрытий является реагирование металлических компонентов основ деталей и подвесок с электролитом, который при этом . мокет загрязняться вредными примесями меди, никеля, железа. Это требует замены или регенерации электролитов.
Цель работы. Целью данной рвботы являлось совершенствование процесса гальванического осавдвния золотых покрытий из слабокислых и нейтральных электролитов путем выбора вида и
составов .растворов и режимов ведения процесса для обеспечения стабильности физико-механических характеристик золотых осадков. Для решения поставленной задачи проводилось:
изучение сранительных характеристик различных слабокислых и нейтральных электролитов гальванического золочения;
исследование возможности улучшения качества золотых осадков и нахождение принципов управления функциональными свойствами покрытий;
изучение причин нестабильности свойств золотых покрытий в свежеприготовленных цитратных растворах и определение путей их стабилизации;
исследование анодного процесса в фосфатных электролитах и его оптимизация;
изучение скорости накопления посторонних примесей ионов металлов в различных растворах золочения;
разработка дешевых способов регенерации нитратных электролитов и утилизации из них золота.
Научная новизна. Впервые показано, что на золотом элек?-троде в области потенциалов, соответствующих процессу золочения, реализуются два значения потенциала нулевого за- -' ряда (ПНЗ). Золотые покрытия, осажденные из цитратного и фосфатного растворов при потенциалах близких к ПНЗ золота, обладают максимальной работой образования поверхности в условиях роста электролитического осадка и максимумом адгезионного ватяхения, а также наибольшими значениями смачиваемости, паяемости, пористости и отражательной способности. Сформулированы принципы целенаправленного воздействия на некоторые функциональные характеристики золотых осадков.
Выявлено, что нестабильность параметров процесса и характеристик золотых покрытий, осаждаемых из сввкеприготов-ленных цитратных электролитов, связана с изменением химического состава растворов в процессе электролиза. Исследованы продукты анодного окисления лимонной кислота. Цредлохевы пути стабилизации катодного выхода по току для выделения золота в пористости покрытий.
Показана возможность использования борной кислоты в ка-
честве буферной добавки в электролитах золочения. Изучены катодные, анодные процессы и свойства покрытий, осажденных из боратных растворов.
Исследованы парциальные анодные процессы в фосфатных электролитах гальванического золочения с добавкой сернокислого гидразина (СГ), предотвращающей нежелательное накопление в них ионов тетрациЕНоаурата. ,
Практическая ценность работы. Разработан ряд мер, направленных на стабилизации параметров процесса осакдения и физико-механических характеристик золотых покрытий при эксплуатации слабокислых я нейтральных электролитов гальванического золочения. Это долзшо продлить срок их службы и снизить непроизводительный расход драгоценного металла.
Разработаны способ регенерации цитрзтных электролитов золочения и метод утилизации. золота из отработанных растворов с использованием дешевых активированных углей. .
Золотые покрытия, осакдешые из боратного электролита прошли опнтно-промышлэшше испытания в НИИТОП (г.Никний Новгород); спобоб утилизации золота из отработанных нитратных электролитов был опробован на предприятии ПК ЛТД {г.Москва). . Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсувдались :
на Всесоюзной конференщм "Перспективы развития химии каркасных соединений к их применение в народном хозяйстве", 1389 г., г.КуйОыиэв;
на региональном совещании "Совершенствование технологий гальванических покрытий", 198Э г., г.Ниров;
'- на межреспубликанской научно-технической конференции "Прогрессивные технологии электрохимической обработки металла и экология гальванического производства", 1990 г., г.Еол-гоград;
- на региональном семинара- "Прогрессивная технология и
вопросы экологии в гальванотехнике", 1991 г., г.Пенза.
Публикации. Основное содержание диссертационной роботы
изложено в авторском свидетельстве на изобретение и 8 публи
кациях. .
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора, методики эксперимента, 6 разделов основных результатов работы, выводов, списка использованной литературы, включающего 103 наименования, и приложения. Общий объем диссертационной работы составляет 124 страницы машинописного текста, включая 13 таблиц и 30 рисунков.
