Литература
Обзор за годы: 2004-2005 | 2005-2006 | 2006-2007 | 2007-2008 |
Успехи гальванотехники.
Обзор мировой специальной литературы
за 2004-2005 годы
Елинек Т.В.
Перевод из немецкого журнала Galvanotechnik
Страницы: 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10
4.4. Никель и его сплавы.
Никель до сих пор остается универсальным материалом для гальванических покрытий. В связи с постоянным повышением цены на никель необходимо в гальванотехнике его экономно использовать [259, 416], и по возможности снизить количество дефектных никелевых покрытий [737].
Еще не до конца использованы возможности свойства электролитических Ni-P-покрытий, при осаждении которых легко «управлять» твердостью и другими функциональными свойствами [516, 755]. К этим свойствам относится также возможность с помощью дополнительного прогрева получать в покрытиях аморфную или нанокристаллическую структуру [615].
С помощью варьирования значений пульсирующего тока, гидродинамических условий и температуры можно не только осаждать «наноразмерный никель», но и изменять его свойства [667], Гидролиз сульфамата приводит к изменению рН сульфаматного электролита никелирования, чего не наблюдается в электролитах на основе метансульфонатов [610]. Проблемы, связанные с запретом в Японии использования H3BO3, были решены путем применения в качестве буфера рН лимонной кислоты без изменения свойств покрытий [182]. Соотношение лимонная кислота/цитрат никеля влияет однако на рН, выход по току и электрокристаллизацию [256]. Цитрат как буфер наряду с сульфатами меди и никеля присутствует также в электролитах, из которых осаждаются наноразмерные многослойные покрытия (с применением пульсирующего тока), в которых чередуются слои с разным содержанием никеля и меди [390]. Повысить твердость изготовляемых из никеля с помощью LIGA-способа зубчатых колес можно путем использования нового сульфаматного электролита для осаждения сплава Ni-Fe (7) [204]. В [175] предлагается антипиттинговая добавка, работающая на основе редокс-реакций. Электролитически осажденный сплав Ni-Fe-P для магнитных накопителей при одинаковых остаточных магнитных свойствах имеет более высокую твердость и коррозионную стойкость, чем сплав Ni-P [387].
Кристаллическая структура близлежащих к основе слоев Zn-Ni-покрытия зависит от основного материала, который влияет также на внутренние напряжения [334]. Стойкие к истиранию Ni-B-покрытия осаждаются из электролита Уоттса с добавкой диаминборана, дефектность покрытий из этого электролита можно снизить посредством снижения рН и температуры или добавив ацетат таллия [386]. В [402] разработаны новые добавки для осаждения «бархатного» никеля (Ni велюр) для санитарной арматуры.
4.5. Цинк и его сплавы.
Если судить по числу публикаций, то складывается впечатление, что в цинковании нет никаких проблем. В [622] рекомендуется вместо цианистого электролита использовать ацетат-содержащие электролиты, из которых после добавки тиоамингидрохлорида и желатины можно осаждать блестящие покрытия. Покрытия из сульфатсодержащего электролита с добавкой бромида получаются такими же, как из сульфатного электролита без добавки, но рассеивающая способность выше [16]. Исследование влияния четвертичных алифатических полиаминов в щелочных бесцианистых электролитах показало, что собственно восстановление цинка и в отсутствии добавок, всегда происходит из соединений Zn(OH)2 и поэтому адсорбирующиеся добавки прежде всего воздействуют на процесс кристаллизации [253, 458]. Согласно [264], первый слой цинка растет эпитаксиально, повторяя структуру основы, затем осаждаются слои со смешанной структурой, после чего осаждаются слои с собственной структурой.
В [16] изучено влияние состава электролита и параметров электроосаждения на содержание железа в Zn-Fe-покрытиях, осаждаемых из сульфатных или хлоридных электролитов с добавкой ацетата. В [327] исследовано влияние формы тока и гидростатики на содержание кобальта в электролитическом сплаве Fe-Co, который является коррозионно-стойким, причем при высоком содержании кобальта высокая коррозионная стойкость связана с барьерными свойствами, а при низком - с электрохимическим поведением.
Появление вздутий на Zn-покрытиях, нанесенных на изделия из Zn-литья из цианистых электролитов, связано с недостаточной предварительной подготовкой поверхности [390]. Механизм соосаждения частиц SiO2 с Zn-Fe-покрытием при получении композиционных Zn-Fe-SiO2-покрытий состоит из 3 этапов, причем определяющим этапом является адсорбция [292].
Способы предварительной подготовки изделий из чугуна перед цинкованием с использованием различных бестоковых или электролитических обработок в кислых и щелочных средах описаны в [176]. Коррозионно-стойкие и хорошо деформируемые покрытия на стали получаются в 3 этапа: электролитическое цинкование, напыление пленки из магния и диффузионный отжиг [467]. Коррозионные исследования различных многослойных покрытий, состоящих из разных комбинаций Zn-Ni-, Zn-Co- и Ni-покрытий в сочетании с хроматированием показало, что подслой никеля всегда улучшает коррозионную стойкость любой системы покрытий [561].
4.6. Покрытия из благородных и других металлов.
При осаждении золота вместо цианистого электролита можно использовать электролит на основе протеиновой аминокислоты, из которого можно наносить не только покрытия из чистого золота, но и различные сплавы на его основе [89]. При золочении проводящих слоев печатных плат агрессивные для фоторезистов цианистые электролиты в [518] были заменены на сульфатные и тиосульфатные. В [395] разработан новый электролит для высокоскоростного осаждения сплава Au-Co на штеккерные разъемы. Многослойные слои из сплава Au-Co, состоящие из чередующихся твердых слоев с высоким содержанием кобальта и мягких - с малым содержанием кобальта, осаждали в [583]. Нестабильность электролитов для осаждения сплава Au-Sn, используемого в качестве паяемого покрытия вместо Pb-Sn, обусловлена снижением активности составных частей электролита из-за их взаимодействия с аскорбиновой кислотой [670].
Цианистые электролиты серебрения можно заменить на сульфаматные с добавкой протеиновой аминокислоты, однако стоимость этих электролитов будет в 3 раза выше [91, 181, 391, 676]. Электролит для осаждения сплава Ag-Bi, применяемый в электротехнике и электронике, состоит из растворов солей AgCN и Bi(NO3)3, и в зависимости от общей плотности тока плотность тока на выделение висмута можно варьировать в пределах 0-50% [730].
Серия статей посвящена селективному осаждению благородных металлов по способу с барабана на барабану (reel-to-reel) [261, 612, 620, 677]. В [255] опубликован обзор по электроосаждению иридия.
В [92] разработан новый электролит блестящего оловянирования, из которого осаждаются Sn-покрытия, не склонные к образованию вискеров и поэтому способные заменить покрытия сплавом Sn-Pb. Сульфаты в электролитах оловянирования на основе метансульфоновой кислоты при концентрации до 2,5 г/л не влияютю на свойства покрытия, а при больших концентрациях осаждаются шероховатые покрытия и снижается выход по току [90, 451]. При высокоскоростном осаждении из таких электролитов избыток кислоты устраняется путем дозирования «генератора Sn» [202]. Гипотеза о том, что образование шламов в этих электролитах связано с содержанием хлоридов, в [523, 621] признана неудачной.
На оловяных покрытиях в отличие от Sn-Pb покрытий образуется толстый оксидный слой, который ухудшает паяемость. Образование оксида Sn можно снизить путем добавки в электролит соединения, обозначаемого как ORI [362]. Наилучшая паяемость блестящих Sn-покрытий достигается при их осаждении из нового электролита [385], разработанного для штекерных разъемов, и из которого осаждаются Sn-покрытия, содержащие всего 0,05%C.
Жаропрочные сплавы Ni-Mo и Co-Mo, которые находятся в неравновесном состоянии и поэтому не могут производиться металлургическим путем, электролитически осаждают из лимоннокислых электролитов толщиной до 50-100 мкм [382]. Покрытия сплавом Co-Pt с магнитными и каталитическими свойствами без микротрещин и опасности отслаивания можно наносить из глицинсодержащих электролитов [450], а магнитные покрытия из сплава Fe-Co без микротрещин - из нового электролита, разработанного в [666]. Свойства покрытий Co-P в зависимости от параметров осаждения исследовались в [669]. Повысить твердость Fe-Ni-P-покрытий можно за счет структурных изменений, а не путем введения дисперсионных частиц [455]. Магнитные свойства элементов памяти можно улучшить, если осаждать многослойные покрытия из Co и Cr, в которых чередуются магнитные и немагнитные слои [738].
Для замены кадмиевых покрытий и хроматированных в растворах с Cr(VI) цинковых покрытий предложено на Zn-покрытие осаждать покрытие из Al из новых апротонных электролитов [396, 522]. В электролитах на основе ацетатов получаются беспористые Pb-покрытия с лучшей рассеивающей способностью, чем при использовании фторборатных электролитов [576]. Mn-Cu-покрытия на стали вследствие их потенциала являются «жертвенным слоем» [611]. Для осаждения кадмия в [515] предложено использовать электролит на основе воды, этанола и иода.