Российское общество гальванотехников
и специалистов в области обработки поверхности

Гальванотехника и обработка поверхности №3-4 за 2023
Содержание
журналов:

Подписка >>
Выпуск № 3-4 за 2023 год
* * *Компания Evess® — Российский производитель современного гальванического и инженерно-экологического оборудования

перейти в каталог...
Каталог производителей и продукции для гальваники
Материалы и химикаты
для гальванопокрытий
» цинкование » хромирование » меднение » никелирование » оловянирование » кадмирование » драгметаллами » для электроники
Конверсионные пк
» оксидирование » фосфатирование » хроматирование » хромитирование Анодирование
Нанесение покрытий на:
» титан и его сплавы » алюминий и его сплавы » ЦАМ » магний и его сплавы » нержавейку Гальванопластика Нанесение покрытий на
изделия заказчика
Оборудование и приборы
» гальванические линии » ванны из пластика » вентиляция » фильтры, насосы, ТЭНы » выпрямители » измерительные приборы » ячейки Хулла Проектирование и реконструкция
гальванических производств
Решение экологических проблем Автоматизация процессов
Покрытия сплавами
» на основе меди » на основе никеля » на основе олова » на основе цинка
Хим. покрытия
» золотые » медные » никелевые Подготовка поверхности Аноды

Литература

Тезисы докладов

ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА МИКРОТВЁРДОСТЬ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ, ЛЕГИРОВАННЫХ БОРОМ

Звягинцева А. В., Кравцова Ю.Г.

Воронежский государственный технический университет

394026, г. Воронеж, ул. Московский пр., 14, тел. (0732) 52-19-39,

 

Функциональные электролитические покрытия никель – бор (Ni – B) находят широкое применение в современной радиоэлектронной промышленности. Такие свойства данного сплава, как высокие термостойкость, коррозионная стойкость, хорошие паяемость и свариваемость, позволяют отказаться в определённых случаях от дорогостоящих покрытий на основе золота, серебра, палладия и их сплавов.

Исследования термостойкости проводили на сплавах Ni – B, электрохимически осаждённых из сульфаминовокислого электролита никелирования на медную основу (фланец для сборки корпусов СВЧ – транзисторов). Толщина получаемых покрытий составляла в среднем 3 – 3,5 мкм. Химический состав сплава и его структуру изучали методом ОЖЕ – спектроскопии на образцах с различной термической обработкой. Содержание бора в покрытии определяли спектрофотометрическим методом. Оно не превышало 1 масс. % при концентрации борсодержащей добавки в электролите 0,02 – 0,08 г/ л. Были проведены серии исследований с двумя различными борсодержащими добавками. Так, в одном случае в качестве такой добавки выступал углеродсодержащий дикарбаундекаборат калия, а в другом - безуглеродный декагидродекаборат натрия (ДГБН). Микротвёрдость покрытий определяли на микротвёрдомере ПМТ – 3 согласно ГОСТ 9450-86 при нагрузке 0,98 Н. Термообработку проводили в водородной восстановительной среде.

Покрытие Ni – B с содержанием бора до 1 % без предварительной термообработки представляло собой серебристо-желтоватый осадок. Анализ ОЖЕ – спектрограмм показал, что бор в покрытии находится в связанном состоянии, причём его концентрация у поверхности минимальна. В случае использования в качестве борсодержащего компонента электролита дикарбаундекабората калия по всей толщине покрытия обнаруживается углерод в свободном состоянии (на поверхности до 18 %) как продукт разложения данной добавки. При использовании безуглеродной добавки углерод в покрытии отсутствует. После термообработки Ni – B покрытий в среде водорода характер ОЖЕ – спектрограмм резко изменяется. Наблюдается диффузия атомов бора к поверхности образца и атомов кислорода в глубину покрытия. Последнее возможно за счёт инжекционного процесса в установках водородного отжига. Никель в свободном состоянии на поверхности покрытия отсутствует.

С повышением содержания бора в осадках до 1,5 % увеличиваются желтоватый оттенок, хрупкость и ухудшается адгезия к железоникелевым сплавам. Получить покрытие с содержанием бора более 2 % сложно. Дело в том, что ввиду его хрупкости происходят самопроизвольное растрескивание, отслаивание от основного металла, а возникающие высокие внутренние напряжения не позволяют получить осадки толщиной более 6 – 8 мкм. Такой сплав мало пригоден в технологии изготовления корпусов полупроводниковых приборов. Поэтому основная часть исследований посвящена изучению микротвёрдости (HV) покрытия Ni – B, содержащего 0,1 % бора, отожжённого в атмосфере водорода.

Проведённые исследования показали, что HV самих подложек из меди и железоникелевого сплава 42 НА при отжиге уменьшается с ростом температуры (табл. 1), а HV Ni – B на каждой из подложек в интервале температур отжига tотж = 300 – 500 °С изменяется аномально (табл. 2), причём характер данного изменения различен для обоих материалов основы.

 

Таблица 1. Зависимость микротвёрдости подложек от температуры отжига

Температура отжига, °С

отж = 30 мин)

Микротвёрдость подложки, ГПа
Сплав 42 НАМедь М-1
Без термообработки4,561,28
3003,711,04
3503,601,00
4003,600,94
5003,000,88

 

Таблица 2. Зависимость микротвёрдости покрытия Ni - B от температуры отжига

Температура отжига, °С

отж = 30 мин; СB = 0,1 %)

Микротвёрдость покрытия Ni - B, ГПа
На сплаве 42 НАНа меди М-1
Без термообработки6,502,60
3005,303,10
3504,503,10
4004,003,10
5003,801,60

 

Известные в литературе результаты исследований зависимости HV от tотж для покрытий Ni – B противоречивы [1, 2], поскольку зависят от состава электролита и типа применяемой борсодержащей добавки. Есть случаи аномального увеличения или, напротив, уменьшения HV с ростом tотж. В настоящей работе HV покрытия значительно превышает HV подложек, а с увеличением tотж до 400 – 500 °С наблюдается её снижение независимо от материала подложки. Увеличение HV покрытий, предположительно, обусловлено образованием твёрдого раствора бора в решётке α–Ni. Уменьшение HV покрытий в среде водорода с повышением tотж, очевидно, обусловлено выделением водорода из решётки α–Ni и рекристаллизацией никеля, сопровождающейся миграцией избыточных вакансий к свободной поверхности и границам зёрен, а также перераспределением дислокаций и их частичной аннигиляцией. В результате действие атомов бора ослабляется, и происходит окончательная диффузия бора из объёма кристалла к границам раздела между зёрнами с образованием в покрытии как областей, обогащённых бором, так и областей чистого никеля. Методом ОЖЕ – спектроскопии и рентгеноструктурного анализа фазы боридов никеля после термообработки не обнаружены.

Процесс термообработки покрытий сплавом Ni – B в среде водорода может быть использован для получения функционального покрытия с заданной твёрдостью.

Литература

1. Горбунова К.М., Иванов М.В., Мельникова М.М. Нанесение металлических покрытий с помощью борсодержащих соединений// Электрохимия: Итоги науки/ ВИНИТИ. М., 1968. С. 112 – 165.

2. Звягинцева А.В., Фаличева А.И. Физико-механические свойства никелевых покрытий, легированных бором // Гальванотехника и обработка поверхности. 1997. Т.5. №2. С. 24 – 31.

 

Экономичные реагенты для цинкования, никелирования, меднения, хромирования, кадмирования, фосфатирования. Красители для алюминия в широком ассортименте. Доставка по России. Гальванические линии: настройка, запуск процессов. Технологическое сопровождение. База химической продукции «Югреактив».
Курсы повышения квалификации
в 2024 году
«Вопросы – ответы»
Приборы для определения толщины гальванических покрытий
Анодирование в хромовой кислоте
Никелевый заусенец на латуни
Избыток натрия в электролите и защелачивание прикатодного слоя при никелировании
Тёмно-серые полосы при никелировании
Расслоение пластин анода НПА-1
ООО «Навиком» представляет выпрямители «Пульсар СМАРТ»
Рекомендуемые книги по гальванике и гальванотехнике
Оксидирование алюминия и его сплавов. Скопинцев В.Д. (2015)
Никелирование. Мамаев В.И., Кудрявцев В.Н. (2014)
Сборник практических материалов для работников гальванических цехов (2012)
Цинкование. Техника и технология. Окулов В.В. (2008)
Фосфатирование. Григорян Н.С., Акимова Е.Ф., Ваграмян Т.А. (2008)
Электролитическое хромирование. Солодкова Л.Н., Кудрявцев В.Н. (2007)
Промывные операции в гальваническом производстве. Виноградов С.С. (2007)
Организация гальванического производства. Оборудование, расчёт производства, нормирование. Виноградов С.С. Изд. 2-е, под редакцией проф. В.Н. Кудрявцева (2005)
Экологически безопасное гальваническое производство. Виноградов С.С. Изд. 2-е, под ред. проф. В.Н. Кудрявцева (2002)
Тезисы докладов конференции «Покрытия и обработка поверхности» – 2015, 2014, 2013
Книги по гальванике (скачать)

Rambler's Top100

© Российское общество гальванотехников – www.galvanicrus.ru, 2007—2023. Контакты.