Фторборатные электролиты
|
Первые исследования по электролитическому осаждению никеля из фторборатных электролитов выполнялись еще 50 лет назад. По вопросу о роли отдельных компонентов в фторборатных электролитах в литературе встречаются противоречивые данные. Страйк и Карлсон отмечают, что свободная борная кислота снижает допустимую плотность тока, увеличивает сопротивление электролита, не влияет на внешний вид осадков, но способствует устойчивости электролита. По данным Янга и Стробака, наоборот, свободная борная кислота повышает допустимую плотность тока, улучшает качество осадка и делает неустойчивым pH раствора, однако введение ее целесообразно, так как способствует лучшей работе анодов, стабилизирует раствор. В.И. Лайнер и И.И. Панченко исследовали электродные процессы, протекающие при электроосаждении никеля, кобальта и их сплавов из фторборатных электролитов. На основании выполненных исследований можно было охарактеризовать особенности фторборатных электролитов. Основное достоинство фторборатных никелевых электролитов при сравнении с сернокислыми заключается в возможности интенсификации процесса: можно применить ток более высокой плотности без образования загара, дендритов, при достаточно высоком выходе по току. Допустимая плотность тока возрастает при изменении концентрации никелевой соли от 1 до 3-н. При дальнейшем повышении концентрации никелевой соли сколько-нибудь ощутимого эффекта не достигается. С увеличением концентрации никелевой соли, как и с повышением температуры, катодный потенциал облагораживается. С повышением концентрации борной кислоты в электролите катодный потенциал сдвигается в сторону электроотрицательных значений; несколько снижается верхний предел допустимой плотности тока. Это объясняется частичным переходом Ni(BF4)2 в Ni (ВР3ОН)2 и уменьшением активности ионов никеля в электролите. Поэтому рекомендуется поддерживать небольшой избыток (против стехиометрии) борной кислоты (примерно 15 г/л). Свободная борная кислота делает электролит более устойчивым, менее агрессивным. В присутствии избытка борной кислоты электролит практически не действует на стекло, поэтому для электрохимических измерений можно пользоваться стеклянным электродом. Хлориды, вводимые в электролит в виде NiCl2*6H2O или NaCl в количестве 15 г/л, оказывают благоприятное влияние на течение катодного и анодного процессов. Как катодная, так и анодная поляризации снижаются по мере повышения концентрации хлоридов в электролите. Однако при большом содержании хлоридов (30 г/л и выше) снижается допустимая плотность тока и ухудшается качество осадка. Влияние ионов хлора при температуре 50° С незначительно, что, вероятно, можно объяснить уменьшением адсорбции этих ионов катодной поверхностью и достаточной активностью анодов, в особенности непассивирующихся. Последнее делает фторборатный электролит весьма устойчивым. В процессе его эксплуатации необходимо понемногу добавлять борфтористо-водородную кислоту для регулирования pH, так как анодный выход по току несколько больше катодного. Оптимальным значением pH в фторборатных электролитах для никелирования следует считать 3—3,5. При pH=1 наблюдается сильная зависимость выхода по току от плотности тока; при pH=4 электролит неустойчив, он подвержен гидролизу, а осадки получаются темными. Фторборатные электролиты для никелирования буферированы лучше, чем сернокислые (рис. 96).  Электролиты отличаются большой устойчивостью и в процессе работы требуют добавления небольших количеств борфтористоводородной кислоты. Рассеивающая способность фторборатных электролитов несколько лучше, чем сернокислых. Она увеличивается с повышением концентрации никелевой соли и уменьшается с повышением плотности тока. Никелевые покрытия, полученные из фторборатных электролитов, отличаются хорошим сцеплением. При толщине 30 мкм и выше покрытия не имеют пор и обладают меньшими внутренними напряжениями, чем осадки, полученные из сернокислых электролитов. Осадки имеют повышенную склонность к питтингу; для борьбы с ним в электролит необходимо вводить смачивающие (антипиттинговые) добавки. Рекомендуется следующий оптимальный состав электролита, г/л, и режим никелирования:  |
