способ получения прочно сцепленных гальванических покрытий на магнетите

Классы МПК:C25D5/34 предварительная обработка металлических поверхностей для нанесения на них покрытий
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-12-30
публикация патента:

Изобретение относится к гальваностегии металлов на оксиды железа, в частности на магнетит, являющийся полупроводником n-типа, и может быть использовано для осаждения декоративных и технически функциональных покрытий на оксидную основу. Способ включает катодную поляризацию магнетита в растворе серной или фосфорной кислот при потенциостатических условиях в интервале 0,3-0,5 В (н.в.э.) с последующей гальваностатической анодной обработкой при плотностях тока 30-320 А/м2 перед нанесением покрытий. Технический результат: повышение прочности сцепления металла покрытия с магнетитом. 1 табл., 1 ил. способ получения прочно сцепленных гальванических покрытий на   магнетите, патент № 2280108

способ получения прочно сцепленных гальванических покрытий на   магнетите, патент № 2280108

Формула изобретения

Способ получения прочно сцепленных гальванических покрытий на магнетите, отличающийся тем, что перед нанесением покрытий осуществляют катодную поляризацию магнетита в растворе серной или фосфорной кислот при потенциостатических условиях в интервале 0,3-0,5 В (н.в.э.) с последующей гальваностатической анодной обработкой при плотностях тока 30-320 А/м2.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гальваностегии металлов на оксиды железа, в частности - на магнетит (Fe3O4 ), являющийся полупроводником n-типа. Может быть применено для осаждения декоративных и технически функциональных покрытий на оксидную основу.

Известен способ металлизации полупроводника (Пат. DE №3202484, опубликован 04.08.83), где прочная связь покрытия с подложкой достигается без предварительного травления, но путем активирования поверхности металлорганическими соединениями с последующей металлизацией основы.

Известен способ получения металлопокрытий на твердых телах (Пат. DE №3332029, опубликован 22.03.84), где прочность сцепления с основой достигается обработкой, включающей профилирование поверхности химическим травлением и нанесением металлического покрытия различными методами.

Известен способ получения металлического покрытия на полупроводниковой поверхности (Пат. US №4419390, опубликован 06.12.83) путем обработки поверхности восстановителями для придания нужных свойств и восстановления ионов металлопокрытия.

Указанные в приведенных выше аналогах способы не обеспечивают достаточную прочность сцепления металлопокрытия, наносимого электроосаждением на магнетит из стандартных электролитов.

Задачей изобретения являлось повышение прочности сцепления металла покрытия с магнетитом.

Поставленная задача решается тем, что перед нанесением покрытий осуществляют катодную поляризацию магнетита в растворе серной или фосфорной кислот при потенциостатических условиях в интервале 0.3-0.5 В (н.в.э.), с последующей гальваностатической анодной обработкой при плотностях тока 30-320 А/м2 .

Именно указанная выше совокупность приемов обработки поверхности магнетита перед нанесением покрытий позволяет получить предусмотренный технический результат. Таким образом, прочное гальваническое покрытие на магнетите получают при двух совместно выполняемых условиях:

1. активизации микрорельефа магнетита путем травления и обеспечения тем самым пористости оксида для более глубокого осаждения гальванического покрытия (геометрический фактор);

2. удалении продуктов гидролиза и стабилизации рельефа (химический фактор).

Активизация достигается катодной поляризацией магнетита в растворах кислот H2SO 4 или Н3PO4, контролируемой по напряжению в пределах 0,3-0,5 В.

Условия по пункту 2 выполняются в тех же растворах при анодной поляризации магнетита, контролируемой по плотности тока в интервале 30-320 А/м2.

Предложенное изобретение иллюстрируется чертежом, на котором показана зависимость логарифма плотности тока обработки магнетита в 0,5 М H2 SO4 от его потенциала относительно нормального водородного электрода (н.в.э.). Активация магнетита происходит в области К, а удаление продуктов гидролиза и стабилизация рельефа - в области А, которые показаны заштрихованными на чертеже.

Пример.

Способ осуществляют следующим образом. Готовят 0,3 М раствор фосфорной кислоты, в который опускают электрод, выполненный из магнетита, затем его в течение 10 мин подвергают катодной поляризации при потенциале 0,3 В, т.е. процесс ведут в потенциостатических условиях. После этого электрод подвергают гальваностатической обработке при плотности тока 100 А/м. Обработанный таким образом электрод покрывают медью (50 мкм). Прочность сцепления полученного покрытия составляет 7,8 кг/см2.

Другие примеры реализации предложенного способа отражены в таблице. Там же показана прочность покрытия в случае только катодной обработки или только анодной.

Таблица

Прочность сцепления меди и никеля с магнетитом после обработки в 0,5 М растворе серной кислоты
Вид обработки Потенциал, В (н.в.э.) Плотность тока, А/м2 Область на чертежеПрочность сцепления, кг/см2
Cu Ni
Без травления -- -0.280.32
Катодный режим t=10 мин 0,3-К 1.150.83
Анодный режим t=10 мин-320 А6.60 5.23
Сочетание катодного и анодного режимов0,530 К+А8.19 8.92

Класс C25D5/34 предварительная обработка металлических поверхностей для нанесения на них покрытий

способ получения прочносцепленных покрытий на основе никеля на металлических деталях -  патент 2389829 (20.05.2010)
детали, покрытые алюминий-магниевым сплавом -  патент 2353714 (27.04.2009)
способ изготовления гис свч на керамических подложках -  патент 2242823 (20.12.2004)
композиция и способы получения фосфатных и хромовых покрытий с ее использованием -  патент 2209857 (10.08.2003)
способ нанесения защитно-декоративного покрытия -  патент 2202654 (20.04.2003)
способ изготовления ротора винтового забойного двигателя -  патент 2183543 (20.06.2002)
способ нанесения гальванических покрытий хромом на внутреннюю поверхность труб -  патент 2173356 (10.09.2001)
способ обработки медной и сверхпроводящей проволоки -  патент 2149227 (20.05.2000)
медная фольга для производства печатных плат и способ ее получения -  патент 2138932 (27.09.1999)
способ предварительной обработки металлических изделий перед нанесением гальванических покрытий -  патент 2090662 (20.09.1997)
Наверх