Гальванические покрытия диэлектриков - Мелащенко Н.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Влияние компонентов и параметров на процесс серебрения. Основной характеристикой процесса серебрения является коэффициент использования серебра. Он определяется как отношение массы металла, осевшего в виде покрытия на сенсибилизированной поверхности, к общей массе восстановленного серебра. Наиболее значительное влияние на коэффициент использования серебра оказывают
86
О 5 10 15 20 25 30 35 1, MUH 4$
Рис. 23. Зависимость массы покрытия (от) на несенси-билизированной (1) и сенсибилизированной (2) поверхностях стекла от продолжительности серебрения (t) в аммиачном растворе
Рис. 24. Зависимость массы порошкообразного серебра {т) от продолжительности серебрения (t) в аммиачном растворе
способ нанесения покрытия, стабильность раствора, плотность его загрузки деталями. Ориентировочно в аммиачных растворах при небольшой плотности загрузки и серебрении погружением он составляет 10 —15%, поливом— 30 — 50, пневмораспылением — 80 — 95 % и более. Коэффициент использования серебра существенно снижается при высокой (например, 50 — 60 г/л) концентрации азотнокислого серебра и возрастает при повышении концентрации аммиака и щелочи и снижении температуры до
5 —10 °С. Его увеличение от 50 до 75 % (с одновремен-
87
Рис. 25. Зависимость толщины покрытия б (1) и коэффициента использования серебра Ки (2) от объема раствора серебрения (О)
Рис. 26. Влияние концентрации аммиака на толщину серебряного покрытия 6 (вычисленные значения показаны пунктиром). Концентрация аммиака, моль/л:
1—4; 2—6; 3—10
ным улучшением качества покрытия) происходит и при введении в раствор серебрения 5 %-го спиртового раствора йода (0,048 — 0,084 мл/л) и некоторых других соединений (например, сернистого натрия, цианида). Зависимость толщины покрытия и коэффициента использования серебра от объема раствора, подаваемого на стекло при серебрении
88
О 5 W 15 W 25 30 35 Ы 45 #7t.MUH 60
Рис. 27. Влияние концентрации щелочи на массу покрытия (т). Концентрация КОН, моль/л: 1—0,025; 2—0,05; 3—0,10; 4—0,20
Рис. 28. Влияние концентрации азотнокислого серебра на массу покрытия (т). Концентрация AgN03, моль/л:
1—0,01; 2—0,03; 3—0,05; 4—0,10
поливом, показана на рис. 25, а влияние концентрации реагирующих компонентов на процесс серебрения стекла— на рис. 26 — 28.
С ростом концентрации аммиака увеличиваются максимальная толщина покрытия (рис. 26) и продолжительность работы раствора серебрения, но уменьшается средняя (и особенно начальная) скорость серебрения (табл. 30). При значительном избытке аммиака ухудшается качество покрытия.
89
30. Зависимость продолжительности работы раствора и скорости серебрения от концентрации аммиака
Концентрация аммиака, моль/л Максимальная толщина покрытия, мкм Продолжительность работы раствора, мин Средняя скорость серебрення, мкм/мин
4,0 0,121 5 0,0242
6,0 0,203 20 0,0101
10,0 0,300 50 0,0060
Увеличение содержания щелочи способствует ускорению реакции восстановления серебра, росту массы (рис. 27) и, соответственно, толщины покрытия. При отсутствии щелочи или незначительной ее концентрации осаждение покрытия происходит медленно, а при большом содержании (>0,2 моль/л) ухудшается его качество. Наиболее подходящей концентрацией щелочи считают 0,10 — 0,13 моль/л.
С ростом концентрации азотнокислого серебра средняя скорость серебрения в начале процесса остается постоянной, затем довольно резко увеличивается и при превышении 5 г/л меняется незначительно (рис. 28). Поэтому концентрацию азотнокислого серебра, равную 5 г/л, считают оптимальной.
При возрастании концентрации восстановителя и достижении ею величины, превышающей определенный предел (1,3 г/л инвертного сахара), увеличивается скорость реакции восстановления серебра. Но при этом снижаются масса и толщина получаемого покрытия. Оптимальная концентрация восстановителя определяется в основном содержанием серебра и щелочи в растворе. Количество молей AgN03, которое может восстановить один моль глюкозы при заданной щелочности раствора, приведено в табл. 31.
31. Влияние щелочности раствора на количество азотнокислого серебра, восстанавливаемого глюкозой
Концентрация КОН, моль/л Количество молен AgN03, восстанавливаемых одним молем глюкозы
из ннвертного сахара чистой
0,025 4,1 4,6
0,050 6,6 6,3
0,100 9,6 10,0
0,200 16,1 15,1
90
Ў
Рис. 29. Зависимость массы покрытия (т) от продолжительности серебрения (t) при температуре, °С:
1—5; 2—10; 3—15; 4—20
Однако используемые на практике эмпирические рецептуры растворов серебрения далеки от оптимальных.
При применении сегнетовой соли, которая является менее активным восстановителем, чем глюкоза, серебро в объеме раствора образуется медленнее, но закономерности его восстановления принципиально не меняются.
Повышение температуры раствора серебрения приводит к значительному ускорению данного процесса и снижению максимальной массы покрытия (рис. 29). Одновременно сокращаются продолжительность работы раствора и период индукции (табл. 32).
32. Зависимость продолжительности работы раствора серебрения и периода индукции от температуры осаждения
