Нанесение и получение металлических покрытий химическим способом

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное

?ормальдегидных. алкидных, полиамидов, полиэтанов и полиэфиров). Их используют при металлизации изделий из фенольной пластмассы, сополимеров, винилацетата, ацетатцеллюлозы, стекла и стеклотканей. После сушки адгезионного слоя наполнитель вытравливают в соответствующем растворителе, благодаря чему в пленке создаются углубления [41].

После предварительной подготовки детали из неметаллических материалов подвергают химическому никелированию. На ряде предприятий химическое никелирование вытесняет химическое меднение вследствие более высокой скорости осаждения, стабильности раствора и лучшей адгезии его на некоторых пластмассах (например, эпоксидные материалы). В результате активирования частицы металлического никеля становятся в дальнейшем катализаторами процесса никелирования.

Для металлизации диэлектриков можно применять кислые и щелочные растворы [40]. Наиболее популярными для химического никелирования неметаллических материалов являются следующие растворы (г/л):

1) Сульфат никеля (кристаллогидрат) 30

Гипофосфит натрия 10

Ацетат натрия 10

рН 4-6

Температура, С 90

Скорость никелирования, мкм/ч 425

2) Хлорид никеля (кристаллогидрат) 30

Гипофосфит натрия 10

Цитрат натрия 100

Хлористый аммоний до требуемого значения рН 89

Температура, С 90

Скорость никелирования, мкм/ч 6

Для никелирования при комнатных температурах можно использовать аммиачные растворы (моль/л):

Никель сернокислый (кристаллогидрат) 0,1

Гипофосфит натрия 0,2

Хлористый аммоний 9

Аммиак до рН 9

Для никелирования при невысоких температурах предлагаются цитратные растворы (моль/л):

Никель хлористый (кристаллогидрат) 0,5

Гипофосфит натрия 10

Цитрат аммония 0,4

Гидроксид натрия до рН 10.

 

2.3. Химическое кобальтирование

 

2.3.1. Краткие сведения о структуре и свойствах СоР-покрытий

 

В связи с повышенными требованиями современной техники к материалам различных приборов и механизмов возникли новые требования в отношении свойств покрытий, в частности магнитных свойств. Эти требования в какой-то степени могут быть удовлетворены с помощью нанесения покрытий химическим способом из растворов, содержащих кобальт. Особое значение для звукозаписи и запоминающих устройств ЭВМ имеют тонкие магнитные пленки, которые получаются путем осаждения СоMe на металлических и каталитически неактивных материалах [16, 42].

В отличие от процесса химического никелирования, происходящего как в кислой, так и в щелочной среде, благоприятной для восстановления кобальта является только щелочная среда. Помимо соли кобальта и гипофосфита в раствор вводится комплексообразующее вещество для предотвращения выпадения гидроокиси кобальта, а также буферное соединение для поддержания постоянного значения рН.

Восстановление кобальта с достаточной скоростью, как при восстановлении никеля, протекает при повышенных температурах (90 95 С). Включения фосфора в покрытия кобальтом оказывают важное влияние на структуру и свойства покрытия, на их магнитные характеристики. Свойства СоР-покрытия зависят от физико-химических параметров процесса его получения, таких, как значение рН. состав раствора, температура и др.

Согласно современным представлениям, суммарный процесс химического кобальтирования включает три реакции:

(9)

(10)

Одновременно с восстановлением кобальта всегда происходят реакция восстановления гипофосфита до элементарного фосфора (подробно механизм этого процесса разобран в процессе химического никелирования).

Для установления оптимальных условий проведения процесса осаждения СоР-покрытий необходимо знать зависимость скорости процесса от температуры рН, концентрации компонентов и др. По данным исследователей [38, 42], возрастание скорости Q осаждения находится в экспоненциальной зависимости от возрастания температуры, подобной зависимости при протекании процесса химического никелирования (рис. 8).

 

 

Рис. 8. Зависимость скорости осаждения СоР-покрытий от температуры раствора рН 8,02.

 

Исследование реакции восстановления кобальта гипофосфитом показало, что и в щелочных растворах изменение рН влияет как на скорость процесса, так и на свойства образующихся покрытий. Таким образом, увеличение рН раствора от 8 до 10 приводило не только к повышению скорости восстановления кобальта от 0 5 до 7,0 мкм/ч, но и к улучшению внешнего вида покрытия.

При дальнейшем повышении рН> 10.5 скорость восстановления кобальта падает, а при рН 12 процесс прекращается. Повышение рН приводит к уменьшению фосфора в покрытии. На оптимальное значение рН раствора, соответствующее максимальной скорости покрытия, влияет концентрация и природа буферного соединения.

Состав раствора химического кобальтирования. Для восстановления химического кобальта в щелочных растворах требуется более высокая концентрация гипофосфита, чем при химическом никелировании.

Исследования показывают, что зависимость процесса от концентрации гипофосфита