Способ электролитического осаждения вольфрам-рениевых покрытий

(51)7 25 3/56, 25 5/00 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Агапова Людмила Яковлевна Айтекеева Салтанат Нуритдиновна Пономарева Елизавета Ивановна Абишева Зинеш Садыровна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Институт металлургии и обогащения Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан(57) Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к электролитическому осаждению сплавов вольфрам-рений в виде металлических покрытий. Качественные вольфрам-рениевые покрытия получают электролитическим осаждением в электролите на основе солей вольфрамата натрия и перрената аммония с добавками фторида натрия в количестве 3-8 г/л и серной кислоты в количестве 30-80 г/л при катодной плотности тока 1000-2000 А/м 2. Способ позволяет получать электролизом качественные вольфрам-рениевые покрытия при более низких плотностях тока из менее токсичного электролита. 10216 Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к электролитическому осаждению сплавов вольфрам-рений. Известен способ электролитического осаждения покрытий на основе сплава вольфрам-рений из электролитов, содержащих растворы солей этих металлов с добавками сульфата аммония и серной кислоты при катодной плотности тока свыше 10000 А/м 2(Скляренко С.И., Соминская З.М., Никитина ,Лавров И.И. Исследование возможности электролитического получения некоторых сплавов рения // Рений. Изд-во АН СССР, 1961, с. 152). Недостатком способа является невозможность получения качественных покрытий из подобного электролита при более низких плотностях тока. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ электролитического осаждения вольфрам-рениевых покрытий из раствора, содержащего, г/л перренат аммония (в пересчете на металл) - 2-20, вольфрамат натрия (в пересчете на металл) - 5-50 и фтористоводородную кислоту - 5-150. Осаждение сплава с 20 вольфрама осуществляют в электролите, содержащем, г/л перренат аммония(в пересчете на металл) - 20, вольфрамат натрия (в пересчете на металл) - 20 и фтористоводородную кислоту - 25. При 20 С и катодной плотности тока 100 А/дм 2 осаждаются светлые, блестящие, прочно сцепленные покрытия, с выходом по току 2(а. с. СССР 467144, кл. С 25 3/54, 3/56, 1975). Недостатком данного способа является высокая плотность тока - 10000 А/м 2 и использование в составе электролита токсичной летучей фтористоводородной кислоты. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность получения электролизом качественного вольфрамрениевого покрытия при более низких плотностях тока из менее токсичного электролита. Это обеспечивается в способе электролитического осаждения вольфрам-рениевых покрытий в электролите, содержащем вольфрамат натрия, перренат аммония и фторсодержащий компонент, при этом в качестве фторсодержащего компонента используют фторид натрия, взятый в количестве 3-8 г/л, в электролит вводят серную кислоту в количестве 30-80 г/л и процесс ведут при катодной плотности тока 1000-2000 А/м 2. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. В катодную камеру электролизера подается раствор вольфрамата натрия и перрената аммония с добавками фторида натрия и серной кислоты. Фторид натрия образует с вольфрамат-ионом растворимый в кислой среде комплекс. Серная кислота образует аммонийно-сульфатные комплексы с перренатом аммония. В результате протекания катодного процесса происходит восстановление рения и вольфрама до металлической фазы с образованием сплава вольфрам-рений. Используемое в предлагаемом способе сочетание компонентов в растворе позволяет получать вольфрам-рениевые покрытия при низких плотностях тока 1000-2000 А/м 2. При катодной плотности тока ниже 1000 А/м 2 восстановление рения и вольфрама до металлической фазы происходит неполно, наряду с этим образуются оксиды, что приводит к ухудшению качества осаждаемых покрытий. 2 Добавка серной кислоты в пределах 30-80 г/л необходима для создания кислой среды, при которой происходит восстановление рения до металлической фазы. Кроме того, присутствие сульфат-ионов в сочетании с аммонийными ионами перрената аммония активирует поверхность катода, увеличивает скорость катодного восстановления рения и вольфрама. Добавка фторида натрия в количестве 3-8 г/л необходима и достаточна для обеспечения нахождения вольфрама в растворимых формах в кислой среде. Предлагаемый способ электролитического осаждения вольфрам-рениевых покрытий позволяет получать качественные вольфрам-рениевые сплавы при более низких плотностях тока из менее токсичного электролита. Примеры осуществления способа По предлагаемому способу осаждение ведут в электролите на основе солей вольфрамата натрия и перрената аммония с добавками фторида натрия и серной кислоты при постоянной циркуляции электролита в катодной камере со скоростью 8 объемов/час. Пример 1 В качестве исходного электролита использовали раствор, содержащий, г/л перренат аммония (в пересчете на металл) - 2,5, вольфрамат натрия (в пересчете на металл) - 4,5, фторид натрия - 3 и серную кислоту - 30. Процесс вели при температуре 2025 С, плотности тока - 1000 А/м 2. Значение рН исходного электролита - 1,0. Получено ровное плотное покрытие серого цвета с металлическим блеском. По данным рентгенофазового анализа покрытие представляет собой металлическую фазу в виде твердого раствора вольфрам-рений на основе вольфрама. Пример 2 Осаждение покрытия вели в электролите, содержащем, г/л перренат аммония (в пересчете на металл) - 5, вольфрамат натрия (в пересчете на металл) - 9, фторид натрия - 8 и серную кислоту - 80. Процесс вели при температуре 20-25 С, плотности тока - 2000 А/м 2. Значение рН исходного электролита - 0,8. Получено ровное плотное покрытие серого цвета с металлическим блеском. По данным рентгенофазового анализа покрытие представляет собой металлическую фазу в виде твердого раствора вольфрам-рений на основе вольфрама. Пример 3 Исходным электролитом служил раствор, содержащий, г/л перренат аммония (в пересчете на металл ) - 5, вольфрамат натрия (в пересчете на металл) - 9, фторид натрия - 6 и серную кислоту - 40. Процесс вели при температуре 20-25 С, плотности тока - 1500 А/м 2. Значение рН исходного электролита - 1,0. Получено серое ровное плотное покрытие с металлическим блеском. По данным рентгенофазового анализа покрытие представляет собой металлическую фазу в виде твердого раствора вольфрамрений на основе вольфрама. По прототипу из раствора состава, г/л перренат аммония (в пересчете на металл) - 5, вольфрамат натрия (в пересчете на металл) - 9, фтористоводородная кислота - 20 при катодной плотности тока 1000-2000 А/м 2 качественные покрытия не осаждаются. 10216 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ электролитического осаждения вольфрам-рениевых покрытий в электролите, содержащем вольфрамат натрия, перренат аммония и фторсодержащий компонент, отличающийся тем, что в качестве фторсодержащего компонента используют фторид натрия, взятый в количестве 3-8 г/л, в электролит вводят серную кислоту в количестве 3080 г/л и процесс ведут при катодной плотности тока 1000-2000 А/м 2.