Гальванические покрытия диэлектриков - Мелащенко Н.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Удельное электросопротивление тонких (толщиной в несколько сотых микрометра) никель-фосфорных покрытий на 3 — 4 порядка превосходит электросопротивление покрытий толщиной в десятки микрометров (табл. 21).
21. Удельное электросопротивление никель-фосфорных покрытий на стекле, полученных из кислых растворов
Толщина покрытия, мкм Температура термообработки, | °С Удельное поверхностное сопротивление, Ом Удельное объемное сопротивление, мкОм-м
0,024 5-10* 1200
100 8-103 192
200 МО3 24
300 7-102 16,8
0,03 — -ЫО* -300
100 ~ыо3 -30
200 2-102 6
300 ЫО2 3
0,08 — 100—130 О 1 00
0,6 — 3 1,8
63
22. Составы (г/л) растворов и режимы химического никелирования
Компоненты и параметры Номер раствора
1 | 2 3 1 4
Никель двухлористый NiCh-бН 20 20—30 3-7
Никель сернокислый NiS04-7H20 25—30 -20
Натрий лимоннокислый трехзамещенный Na3C6H507-5,5H20 -10
Аммоний хлористый NH4C1 24—30 -30 10—17
Аммоний сернокислый (NH4)2S04 33—40
Натрий фосфорнова-тистокислый (гипофосфит натрия) NaH2P02-H20 32-42 32—42 -30 8-15
Натрий азотистокислый NaN02 0,02—0,10 0,02—0,08 0,02—0,08
Аммиак водный NH3-H20 (25%-й), мл/л 30-40 30—40 -40
Кислотность, pH 00 СЛ 1 со о 8,5—9,0 00 СЛ 1 со о 8,9—9,2
Температура, °С 30—40 30—40 30—40 20—25
Плотность загрузки, дм2/л 1—2 1—2 1,5-2,0 14—55
Скорость никелирования при температуре 30 °С, мкм/ч -1,8 1,6—2,0 1,6—2,0
Продолжительность, мин 3—15 3-15 5-15 10—40
Термообработка приводит к значительному уменьшению электрического сопротивления покрытий, и особенно при малой их толщине.
Пористость никель-фосфорных покрытий такая же, как и у гальванически осажденного никеля, а коррозионная стойкость выше, чем у него. Однако имеются данные, что покрытия, химически осажденные из щелочного раствора и содержащие 4,5 % фосфора, обладают значительно меньшей коррозионной стойкостью, чем никелевые, полученные катодным восстановлением.
Составы растворов (табл. 22). Раствор № 1 является
64
наиболее употребляемым. Он довольно стабильный, очень чувствителен к активации (6 мг/м2 Pd), образует электропроводный подслой на поверхности пластмасс в течение
4 — 6 мин, обеспечивает скорость никелирования до
4,0 — 4,5 мкм/ч при 40 °С. Раствор № 2 аналогичен раствору № 1, но уступает ему по стабильности. Раствор № 3 применяется в основном для никелирования пластмасс насыпью, сравнительно стабилен.
Раствор № 4 предназначен для одноразового использования при большой плотности загрузки. Он работает до полного выделения металла. При этом толщина покрытия определяется величиной обработанной поверхности (при загрузке 26— 31 дм2/л она равна 0,6 — 0,5 мкм).
Осаждение покрытий производят преимущественно при перемешивании растворов и покачивании подвесок с деталями.
Из кислых растворов химического никелирования диэлектриков наиболее распространен состав, г/л:
никель сернокислый NiS04-7H20 . . . 20—30
натрий уксуснокислый CH3COONa -ЗН20 10—15
кислота уксусная (98 %-я) СН3СООН 6—6,5
натрий фосфорноватистокислый (гипофосфит натрия) МаНгРОг-НгО...................... 10—15
тиомочевина (NH2)2CS..................... 0,002—0,003
при следующих режимах обработки:
температура, °С.............................90—95
pH..........................................4,5—5,0
плотность загрузки, дм2/л................... ~ I
Его используют при получении покрытий преимущественно на неорганических диэлектриках (керамика, кварц, фарфор и др.).
Все большее практическое значение (особенно при никелировании пластмасс, керамики и стекла) приобретают аминоборановые и борогидридные растворы. Но их применение ограничено дефицитностью, высокой стоимостью восстановителей (борогидрида натрия, диметиламинобора-на, диэтиламиноборана и др.) и малой стабильностью растворов.
Химическое никелирование диэлектриков может быть осуществлено и в растворах, содержащих в качестве восстановителя гидразин. Причем покрытия содержат 97—99 % никеля, а электропроводные и магнитные их свойства приближаются к свойствам чистого никеля. Но скорость их осаждения небольшая, и поэтому процесс необхо-
3 Зак. 1166
65
димо осуществлять при повышенной температуре (85 —100 °С). В связи с этим, а также наличием других недостатков восстановление никеля гидразином не получило распространения в промышленности.
Растворы химического никелирования приготавливают следующим образом. В подогретой до 30 — 40 °С обессоленной воде растворяют рассчитанные количества компонентов в последовательности, приведенной в рецептуре. После этого раствор доводят обессоленной водой до рабочего объема, фильтруют, проверяют значение pH и в случае необходимости корректируют его аммиаком или уксусной кислотой (если электролит кислый).
Эксплуатация растворов. В процессе эксплуатации щелочных растворов химического никелирования постоянно уменьшается значение их pH за счет реакции осаждения никеля и улетучивания аммиака. Поэтому ежедневно перед началом и через каждые 1 — 2 ч работы их проверяют и корректируют аммиаком или смесью равных объемов аммиака и 25 %-го раствора гидроокиси натрия. При уменьшении значения pH замедляется скорость реакции или она прекращается, а при увеличении сверх нормы происходит разложение растворов никелирования.
