WWW.NET.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет ресурсы
 

«УДК 621.357.7 ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ СПЛАВА ОЛОВО-СВИНЕЦ Приведены результаты исслеИЗ БОРФТОРИСТО- дований электроосаждения сплава олово свинец из ...»

Промышленные технологии

УДК 621.357.7

ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ СПЛАВА

ОЛОВО-СВИНЕЦ

Приведены результаты исслеИЗ БОРФТОРИСТО- дований электроосаждения сплава олово свинец из борфтористоВОДОРОДНОГО водородного электролита. Про_

анализированы способы пригоЭЛЕКТРОЛИТА БЕЗ

товления электролита, показано

отрицательное влияние на процесс электроосаждения соедиПОВЕРХНОСТНО- нений четырехвалентного олова и возможность осаждения комАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ пактных мелкокристаллических покрытий без введения в электролит поверхностно-активных веществ.

Байрачный Б. И., Трубникова Л. В., Майзелис А. А.

Кафедра технической электрохимии Национального технического университета «Харьковский политехнический институт»

ул. Фрунзе, 21, Харьков, 61002, УКРАИНА

1. Введение гидролизу солей металлов. Наличие в электролите повышающей его буферную емкость борной кислоПокрытия сплавом олово-свинец применяются в ты также препятствует гидролизу солей металлов, качестве защитного слоя при травлении печатных плат, который вызывает потери их ионов, загрязняет элексохраняют паяемость при длительном хранении, обла- тролит взвешенными частицами и вызывает унос из дают высокой коррозионной стойкостью и постоян- электролита органических добавок.

ством переходного сопротивления, а также исключают Для получения компактных осадков в электролиты электрические отказы, которые возникают вследствие вводят добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ), образования нитевидных кристаллов на оловянных например, мездрового клея, пептона.


Следует отметить, покрытиях. Электроосаждение сплава олова со свин- что необработанный специально до введения в электроцом протекает без затруднений, поскольку эти метал- лит клей коагулирует в нем, захватывая металлсодержалы, имея достаточно близкие стандартные потенциалы, щие ионы. Образующаяся взвесь включается в катодный к тому же и с приблизительно равным перенапряжени- осадок, ухудшая его паяемость, и нарушает стабильем, разряжаются на катоде из простых солей. Поэтому, ную работу электролита. Для устранения этого недов зависимости от соотношения концентраций их ионов статка клей гидролизуют [3]. Для использования клея в в электролите, могут быть получены сплавы с широким борфтористоводородном электролите его гидролизуют с интервалом содержания их в покрытии [1]. введением борфтористоводородной кислоты [ 4 ].

Широкое распространение в промышленности Одной из серьезных причин ухудшения качеполучили фторборатные электролиты. Они достаточно ства покрытий оловосодержащими сплавами являпросты в приготовлении и корректировании, обеспечи- ется наличие в электролите соединений четырехвавают получение высококачественных и мелкокристал- лентного олова. Окисление двухвалентного олова в лических покрытий в широком интервале содержания четырехвалентное способствует шламообразованию, компонентов сплава [2]. уменьшению концентрации олова в электролите и, Борфтористоводородная кислота повышает элек- следовательно, приводит к увеличению процентного тропроводность раствора, практически не влияя на содержания свинца в покрытии, а также включению состав сплава, уменьшает разрастание покрытия, частиц гидроксидов в покрытие, ухудшающему способизмельчает зерно сплава, увеличивает стойкость к ность покрытий к пайке.

–  –  –

2. Экспериментальные исследования и их анализ На рис.1 приведены изображения сканированных образцов покрытий, полученных в электролитах с малым содержанием ионов четырехвалентного олова (доля олова, находящегося в четырехвалентном состоянии от общего количества олова в электролите – 5 %):

светлый образец; со значительным его количеством (доля олова в четырехвалентном состоянии – 18 %) – темный образец. Следует также отметить, что некоторые ответственные области использования покрытий сплавом олово-свинец требуют минимизации содержания в покрытиях примесей, в том числе и органических, которые неизбежно включаются в покрытие при использовании добавок поверхностно-активных веществ.

Основной причиной накопления ионов четырехвалентного олова в электролите является окисление двухвалентных ионов растворенным в электролите кислородом воздуха. В оловосодержащие электролиты вводят гидрохинон, который в присутствии мездрового клея, несколько увеличивая поляризацию (поляризационные кривые снимали с использованием потенциостата ПИ 50-1.1 со скоростью развертки 2 мВ/с) при выделении сплава (кр.1 Рисунок 2.

Влияние гидрохинона и 2 рис.2), стабилизирует раствор: следствием существен- на поляризационные кривые выделения сплава:

ного окисления ионов олова в электролите без гидрохино- 1,4 – 0,09 М Sn(BF4)2,0,045 М Pb(BF4)2; 2,3 – 1,4 + 1 г/л на является уменьшение содержания разряжающихся при гидрохинона; 1,2 - исходные кривые, 3,4 - после 20 суток рабочих плотностях тока ионов олова и соответствующее хранения раствора. Скорость развертки потенциала 2 мВ/с.

уменьшение предельного тока (кр.1 и 4), тогда как в присутствии гидрохинона этот процесс тормозится (кр.2 и 3).

Гидрохинон не восстанавливает ионы четырехвалентного олова, а только снижает скорость их образования за счет подавления реакции восстановления кислорода. На циклических вольтамперограммах (рис.3), снятых на платине в растворе борфтористоводородной кислоты, содержащей гидрохинон, с использованием платинового противоэлектрода, видно постепенное снижение волны окисления гидрохинона в хинон и увеличение волны восстановления хинона с равновесным потенциалом около +0,65 В, т.е. более положительным в сравнении с окислительно-восстановительным потенциалом восстановления ионов четырехвалентного олова, но более отрицательным в сравнении с равновесным потенциалом восстановления кислорода [ 5 ].

На циклических вольтамперограммах на платине с использованием платинового противоэлектрода в 1 М растворе борфтористоводородной кислоты (рис.4а, Рисунок 3. – Циклические вольтамперограммы цикл 1) после циклирования в диапазоне потенциалов от на платине в растворе: 1М HBF4, 1 г/дм3 гидрохинона.

0 В до – 0,4 В для восстановления поверхностных окси- Скорость развертки потенциала 2 мВ/с.

дов скорость выделения водорода при потенциале нача- Цифры на кривых – номера циклов.

где J k и J a — плотность тока катодного и анодного процессов, S k и Sa — доля поверхности, занятая катодными и анодными участками.

Выделение меди (кр.2 рис.5) проходит с диффузионным контролем и подчиняется уравнению:

–  –  –

со временем приведено на рис. 8. На основании кривых Jo — E и Е — для этого соотношения построена зависимость 5. Бездиафрагменный электрохимический способ Jо — (рис.8, кр.2), из которой следует, что плотность тока приготовления борфтористоводородного электролита контактного обмена проходит через максимум в начальный период и составляет 38 мА/см2, скорость катод- Экономическая целесообразность применения способа ной реакции при этом составляет 48 мА/см2, а анодной – обусловлена отсутствием затрат на диафрагму, снижением 10 мА/см2, площадь поверхности оловянного образца, расходов на электроэнергию, стоимости химреактивов для занятая медью в момент максимальной скорости, — 19 %. приготовления металлсодержащих компонентов электролита, а также снижением себестоимости продукции за счет уменьшения брака из-за отказов по пайке либо возможноСпособы приготовления сти увеличения цены на более качественную продукцию.

борфтористо-водородного электролита Для гальванической ванны, содержащей 0,3 М борфторида олова, объемом 700 л, например, экономия только на Достаточно дешевым является способ приготовле- стоимости химреактивов составляет: по сравнению с диания борфтористоводородного электролита растворени- фрагменным электрохимическим способом – 3157-4522 ем в борфтористоводородной кислоте гидроксида олова грн. (584-836 у.е.), со способом получения борфторида [8]. Гидроксид олова при этом получают порционным олова через его гидроксид - 1365-2205 грн. (252-408 у.е.) и введением углекислого натрия в подкисленный соля- с контактным способом – 4438 грн. (820 у.е.).

ной кислотой раствор двухлористого олова, отмывают Оказалось, что в приготовленном без образования его, добавляют гидрохинон. Борфтористоводородный ионов четырехвалентного олова электролите вплоть до свинец готовят путем добавления углекислого свинца, предельного диффузионного тока осаждаются компактсмоченного раствором борной кислоты, в раствор бор- ные покрытия, без губчатых разрастаний. Причиной фтористоводородной кислоты. Растворы борфтористо- губчатых образований считают, например, включение водородных солей олова и свинца смешивают и вво- в покрытие гидроксидов [9].





дят добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ). Поскольку в полученном электролите не образуетОднако полученный этим способом электролит содер- ся губчатых отложений при малых плотностях тока, жит до 5 % (по отношению к общему количеству) ионов появилась возможность осаждать покрытия сплавом четырехвалентного олова. В процессе, в зависимости олово-свинец без введения добавок поверхностноот срока хранения двухлористого олова, теряется до 20 активных веществ. Визуально и при увеличении в 2000 % этой соли. Для отмывки, во избежание загрязнения раз морфология поверхности таких сплавов не отличаэлектролита, затрачивается дистиллированная вода. лась от получаемых в присутствии ПАВ.

По электрохимическому способу приготовления Поляризационная кривая, полученная в конценраствора борфтористоводородного олова [ 2 ] при анод- трированном электролите (рис.9, кр.1), иллюстрируной плотности тока 5 А/дм2 в растворе борфтористово- ет небольшую поляризуемость катода в электролите, дородной кислоты растворяют свинцовые и оловянные а значит не очень хорошее вторичное распределение пластины, используя в качестве катодов стальные сосу- тока по катоду. На рис.10 представлены сканированды, помещенные в пористые керамические сосуды, кото- ные образцы катода с двухмиллиметровым электрорые выполняют роль диафрагмы электролизера. После литически осажденным слоем сплава (прямоугольный электрохимического растворения металлов добавляют исходный образец приобрел форму трапеции в фас и борную кислоту, гидрохинон и поверхностно-активные в профиль) и такого же электрода, сыгравшего после добавки (ПАВ). Способ менее трудоемкий, не образует- катодной роли роль анода, - с него в первую очередь ся требующих утилизации вторичных отходов. Однако стравились участки, более обогащенные оловом. Выход Восточно-Европейский журнал передовых технологий 3 (3) 2003 по току в рабочем диапазоне плотностей тока близок к 100 %, поэтому распределение по металлу практически повторяет распределение по току.

При разбавлении электролита с увеличением содержания свободной борфтористоводородной кислоты (рис.9, кр.2) поляризуемость катода значительно увеличивается. Введение поверхностно-активного вещества — мездрового клея – увеличивает поляризуемость лишь на узком участке кривой.

–  –  –

Распределение привесов пластин разборного катода ячейки Хулла, полученных при средней плотности тока, соответствующей (для уменьшения влияния состава сплава) середине участка зависимости состава сплава от плотности тока с малым углом наклона к оси абсцисс ( рис.11 ), отражает не очень хорошую рассеивающую способность концентрированного электролита (кр.1 рис.12), ее улучшение при разбавлении с увеличением содержания свободной кислоты (кр.2 рис.12) и незначительное улучшение при добавлении мездрового клея (кр.3 рис.12). Следует отметить, что влия

–  –  –



Похожие работы:

«DMDE 3.2 DM Disk Editor and Data Recovery Software Руководство пользователя Версия инструкции от 19.11.2016 © 2005-2016 Дмитрий Сидоров Содержание Справка DMDE 3.2 О программе DMDE Обновления, скачивание, восстановление Благодарности Описание DMDE Редакции DMDE (DMDE Editions)...»

«Институт по изучению СССР Institute for the Study ol the USSR * Institut zur Erforschung der UdSSR Institut d’tudes sur l’URSS Ирина Бушман Поэтическое искусство Мандельштама Мюнхен Институт по изучению СССР Institu...»

«Раздел 2.3 "Дети иностранных граждан" Санкт-Петербург является одним из самых притягательных регионов Российской Федерации для иностранных граждан. Помимо роста количества официально привлекаемых иностранных трудовых мигрантов, в городе растет чи...»

«1 Салль С.А. Фазовопереходное излучение. 2002.1. Введение Фазовопереходное излучение (ФПИ) – неравновесное, надтепловое излучение, которым в ряде случаев сопровождаются фазовые переходы (кристаллизация, кон...»

«Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 18.02.2011 N 216 Об утверждении Программы деятельности Правительства Республики Беларусь на 2011 2015 годы В соответствии со статьей 106 Конституции Республики Беларусь Совет Министров Республики Беларусь ПОСТАНОВЛЯЕТ: 1. Утвердить прилагаемую Пр...»

«    "Школа Первой Помощи" Консультационно тренинговый центр Первая Помощь Комплексная и действия в ЧС безопасность First Aid at Works Security Awareness (FAW) For Employees 16 часов 4-8 часов ПЕРВАЯ...»

«Учебный практикум по работе с ЮНИДО углеводородными хладагентами Москва, 3-7 сентября 2012 г. УВ хладагенты Основы безопасного обслуживания Содержание • Углеводородные (УВ) хладагенты • Вопросы безопасности: горючесть и пр.• Обслуживание оборудования с УВ – Необходимые инструменты и оборудование – Рабочие условия – Поряд...»

«Разработка мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в учреждениях здравоохранения Содержание Введение..3 1. Основные сведения об учреждении..4 2. Проведение энергетического обследования..4 3. Перечень мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности..7 4. Мероприят...»

«421515 ОКП Газоанализатор – сигнализатор взрывоопасных газов и паров стационарный Сигнал-03 ГКПС17.00.00.000РЭ Руководство по эксплуатации. Москва office@ptfm.ru, www.ptfm.ru Сигнализатор “Сигнал-03”. Руководство по эксплуатации...»








 
2017 www.ne.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.