Металлизация пластмасс - Шалкаускас М.И.
Скачать (прямая ссылка):
Движущей силой такого электрохимического процесса является необратимое каталитическое электрохимическое окисление восстановителя (анодный процесс), что создает достаточно отрицательный потенциал для обратимого электрохимического восстановления ионов металла (катодный процесс). Скорость всего процесса часто определяется скоростью реакции, протекающей на аноде.- -
растворах
32
Все это относится к сравнительно молодой отрасл-п химии, занимающейся изучением явлений электрокатализа — ускорения электродных реакций под влиянием природы материала электрода. Теория электрокатализа не исключает возможности участия в процессе химического осаждения металлов и промежуточных продуктов — водорода, гидридов или соединений гидридного типа. Такой подход дает возможность изучать в отдельности электрохимическое окисление восстановителя и электрохимическое осаждение металлов, а также использовать богатейший материал, накопленный гальванотехникой за последние 100 лет. Для контроля и управления процессами химической металлизацией в растворах можно использовать электрохимические методы измерения потенциала металлизируемой поверхности металла или электрического тока сопряженных электрохимических реакций.
Конечно, и второй подход не раскрывает детального механизма процессов химической металлизации. Некоторые из них, такие, как меднение, никелирование, кобаль-тирование, серебрение и золочение, удалось объяснить участием электрохимических реакций, но в других случаях, исходя только из электрохимических соображений, этого сделать не удается. Имеются случаи, когда, например, катодный процесс электроосаждения металла значительно ускоряется небольшими добавками восстановителя, которые, казалось бы, не должны вообще как-то влиять на электровосстановление металла. И наоборот, небольшие добавки ионов металла ускоряют анодное окисление восстановителя, проявляя каталитические свойства. Все это указывает, что наряду с электрохимическими реакциями протекают и чисто химические с непосредственным переносом электрона от восстановителя к окислителю (иону металла) и с образованием промежуточных продуктов, оказывающих значительное влияние на электрохимические реакции. Так что при изучении процессов химической металлизации нужно иметь в виду обе возможности (рис. 8). Кроме того, возможен и внутрикомплексный перенес электрона в комплексном соединении иона металла с восстановителем при адсорбции его на поверхности металла. Существование таких комплексных соединений установлено. Однако еще нет прямых доказательств, что каталитический процесс восстановления ионов металла протекает при участии именно этих координированных в комплексное соединение молекул восстановителя. Но при восстановлении ионов металла в
33
°нс. , Она.
Вое. ^е + Ме+-»Ме I Вое. У Ме+-*-Ме^
Ш^//ЛШ///Ж
' 2
Рис. 8. Схематическое изображение химического (У) ¦ и электрохимического (2) процессов реакций окисления-восстановления в процессе химической металлизации в растворах
объеме раствора это наиболее вероятный путь. В ходе внутрикомплексного восстановления образуются кластеры (многоядерные комплексы), состоящие из нескольких атомов металла, к которым в дальнейшем последовательно присоединяются новые атомы металла. Такой процесс продолжается до тех пор, пока не образуется частица металла, на которой уже может идти автокаталитическая реакция.
Растворы для химической металлизации
Несмотря на неоднозначность теоретических ориентиров, практикам известно большое число растворов химической металлизации, которые более или менее успешно применяются в производстве. В наиболее общей форме состав таких растворов можно выразить следующим образом:
соль металла, ммоль/л — 1—1000,
донор лигандов, ммоль/л — 1—4000,
буфер, рН — 1—14
стабилизатор и другие добавки.
Конкретный состав раствора металлизации зависит не только от вида осаждаемого металла и покрытия, но также от технологии металлизации. В этом смысле растворы химической металлизации можно подразделить на растворы многократного использования и одноразового применения.
Растворы многократного использования должны быть стабильными. Их эффективность характеризует количество металла, которое можно получить из литра раствора при корректировании солью металла и восстановителем до предельного накопления продуктов, выводящих раствор из строя.
Растворы одноразового действия применяют как в ваннах, так и для обрызгивания аэрозольным способом. Такие растворы стараются готовить из самых дешевых реактивов и использовать их полиостью. Они имеют и то преимущест-
34
во, что не требуют строгих анализов, корректирования, фильтрации, а так как основные компоненты используются полностью, то меньше загрязняют сточные воды при промывке металлизированных деталей.
Растворы химической металлизации характеризуются многими параметрами, которые можно разделить на несколько групп: 1 — классификационные, 2 — функциональные, 3 — стойкостно-временные, 4 — эргономически-экологические и 5 — экономические.
Классификационные показатели по своей природе являются качественными. Они лишь соотносят раствор к определенной группе или к определенному способу металлизации, учитывая вид металла (меднение, никелирование, серебрение и т. д.), вид восстановителя, вид лиганда, способ нанесения (аэрозольный, одноразовый, многократный, насыпью, на подвесках и т. п.), вид покрытия (матовое, полублестящее, блестящее, магнитное, немагнитное и т. п.).
