Металлизация пластмасс - Шалкаускас М.И.
Скачать (прямая ссылка):
Степень автокатализа зависит от природы металла и восстановителя. Выбор возможных восстановителей тем шире, чем положительнее стандартный электрохимический потенциал пары металл — ион металла. Движущей силой автокаталитического процесса восстановления ионов металла является каталитическое окисление восстановителя, которое с достаточной интенсивностью протекает лишь на некоторых металлах, обладающих каталитическими свойствами. В отсутствие автокатализа реакция восстановления если и протекает, то во всем объеме раствора и приводит к образованию металлического порошка.
24
Таблица 4:
Металлы, восстановители и получаемые путем химического восстановления в растворах металлические покрытия
Восстановитель
С но 2 и2ро2 к2н4 вн4 вн3 Прочие
Железо Ре—В
Никель N1—Р №—В №—В
Кобальт Со Со—Р Со Со—В Со—В
Олово Бп
Медь Си Си Си Си Си
Серебро Ag Ag А8 А8 Ag
Золото Аи Аи Аи Аи Аи
Палладий Р(1 Рс1—Р Рс1 Рё-В
Родий
Рутений К1и
Платина РІ Рі РІ
Вследствие перечисленных требований практически приемлемо для химической металлизации весьма ограниченное число систем, состоящих из ионов металла и восстановителя (табл. 4).
Как видно, почти все восстановители — водородсодер-жащие соединения. Применение гипофосфита натрия или бо-рогидрида натрия позволяет получать фосфор- и борсодер-жащие покрытия, придающие им большую по сравнению с чистым металлом твердость.
Восстанавливающая способность водородсодержащих соединений, как правило, увеличивается с повышением рН раствора. По этой причине многие растворы металлизации являются щелочными, а применение борогидрида вообще возможно лишь при рН больше 9, так как в менее щелочной среде он быстро разлагается.
В применяемых на практике условиях восстанавливающая способность вышеуказанных веществ редко реализуется полностью. Вследствие этого термодинамически наиболее сильный восстановитель — гипофосфит можно использовать лишь для получения покрытий некоторых металлов, обладающих большей каталитической способностью. А менее сильные, но кинетически более активные восстановители— борогидрид и гидразин — можно использо-
25
вать почти для всех осаждаемых из водных растворов металлов.
Такие простые восстановители, как ионы металлов переменной валентности нижних степеней окисления (Ре2+, 5п2+, Т13+, Сг2+, Со2+), все еще не находят широкого применения для получения металлических покрытий химическим восстановлением. Это связано с тем, что процессы с их участием обычно не обладают достаточными автокаталитическими свойствами. Не применяется и такой удобный и широко распространенный в гидрометаллургии восстановитель, как водород. А он мог бы быть весьма полезным. Его применение позволяло бы получать «чистые» покрытия, а не сплавы, и продукт его окисления — вода не «загрязняла» бы применяемых для получения металлических покрытий водных растворов.
Простые восстановители типа Ре (II) и Со(П) применяют для восстановления и осаждения серебра как в так называемых физических проявителях для фотоматериалов, так и для получения толстых серебряных покрытий на пластмассах. Для химического серебрения особенно удобны аммиачные растворы солей серебра и Со(П). Они весьма стабильны, и на активированной поверхности процесс металлизации протекает с большой скоростью (2—3 мкм/ч). Их легко регенерировать, растворяя в них металлическое серебро (при этом Со (III) восстанавливается до Со (II).
В последнее время разработаны способы меднения с Т1 (III) или Бп (II) в качестве восстановителя. При использовании олова осаждается его сплав с медью, а кроме того, по реакции диспропорционирования Бп (II) в щелочной среде можно получить слои металлического олова.
Используя восстановительные свойства Си (I) в сорб-ционно-контактном способе металлизации, можно осадить сплавы Си—Рс1. Этот способ является как бы гибридом иммерсионного (когда металлическое покрытие образуется за счет растворения металлической подложки из менее благородного и более активного металла) и химического методов: Си (I) образуется при растворении медной фольги на фольгированном диэлектрике, а покрытия (сплавы Си— Рй) ссаждаются вблизи ее. Кроме того, используя ионы Си (I) и реакцию их диспропорционирования, можно получать медные покрытия.
В настоящее время разработаны методы получения по-
26
крытий из 11 металлсв (см. табл. 4). В основном это элементы групп железа и меди, а также некоторые другие металлы. В литературе, особенно патентной, имеются описания получения покрытий химическим путем также из таких металлов, как хром, кадмий, свинец. Однако реализовать их удается не всегда.
Наряду с покрытиями из относительно чистых металлов химическим путем можно получить и покрытия из сплавов. При восстановлении гипсфссфитом или борогидридом в покрытия часто включается фосфор или бор из самого восстановителя. Осаждение таких сплавов, содержащих несколько металлов и металлоидов, представляет значительный интерес, так как это дает возможность изменять в широких пределах свойства покрытий: увеличивать твердость, магнитные свойства, коррозионную стойкость, уменьшать электропроводность и т. п.
