Способ получения вольфрам-рениевого покрытия

(51)7 25 3/54, 25 3/56 НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Айтекеева Салтанат Нуритдиновна Агапова Людмила Яковлевна Пономарева Елизавета Ивановна Абишева Зинеш Садыровна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Институт металлургии и обогащения Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛЬФРАМРЕНИЕВОГО ПОКРЫТИЯ(57) Предлагаемое изобретение относится к гальванотехнике, в частности к электролитическому осаждению вольфрам-рениевых покрытий. Вольфрам-рениевые покрытия получают в три ступени в мембранном электролизере с графитовым анодом в течение 55-65 мин на каждой ступени при поддержании катодной плотности тока, соответственно, 450-550, 700-800, 950-1050 А/м 2. Способ позволяет получать качественные вольфрам-рениевые покрытия при низких плотностях тока и позволяет заменить дорогостоящий платиновый анод на более дешевый - графитовый. 10929 Предлагаемое изобретение относится к гальванотехнике, в частности к электролитическому осаждению вольфрам-рениевых покрытий. Известен способ электролитического получения вольфрам-рениевых сплавов из раствора, содержащего перренат калия или аммония, вольфрамат натрия, сульфат аммония и лимонную кислоту. Электролиз ведется при температуре 70 С. Способ позволяет получать мелкодисперсные порошки рения и его сплавов на установках с вращающимся барабанным катодом с использованием импульсного и реверсивного токов (Соминская З.М., Никитина А.А., Артамонова Е.К. и др. Электроосаждение порошков рения и сплава рений-вольфрам различной дисперсности // Металлургия рения. М. Наука, 1970,с. 101-106). Недостатком способа является высокая плотность тока - 50-100 А/дм 2 (5000-10000 А/м 2) и необходимость специального оборудования для получения пульсирующего тока. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ электролитического осаждения вольфрам-рениевых покрытий из раствора, содержащего, г/л перренат аммония или калия - 50-100,вольфрамат натрия - 2-16, лимонная кислота - 100150, сульфат аммония - 100-200. Процесс осаждения ведут при 50-70 С и катодной плотности тока 100150 А/дм 2. Получаемый сплав содержит 1-8 вольфрама в зависимости от его концентрации в электролите(а. с. СССР 174368, кл.253/56, С 25 С 1/24,5/02, 1965). Недостатком данного способа является высокая плотность тока (10000-15000 А/м 2), при которой на электродах происходит бурное газовыделение, что требует специального оборудования для отвода газов, так как смешение катодного и анодного газов может привести к взрыву. Также недостатком способа является использование в качестве анода дорогостоящего материала - платины. При высоких плотностях тока происходит потеря платины, что приводит к удорожанию процесса. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение и удешевление процесса получения электролизом качественного вольфрам-рениевого покрытия. Это обеспечивается в способе получения вольфрам-рениевого покрытия электролизом из раствора электролита, содержащего перренат аммония,вольфрамат натрия, сульфат аммония и лимонную кислоту, при этом процесс ведут в три ступени в мембранном электролизере с графитовым анодом в течение 55-65 минут на каждой ступени при поддержании катодной плотности тока, соответственно,450-550 А/м 2, 700-800 А/м 2, 950-1050 А/м 2. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. В катодную камеру мембранного электролизера с анодом из графита подается раствор солей рения и вольфрама с добавками сульфата аммония и лимонной кислоты. В присутствии сульфата аммония и лимонной кислоты образуются аммоний 2 но-лимоннокислые комплексы рения и вольфрама. Добавка сульфата аммония, кроме того, активирует поверхность катода и облегчает процесс восстановления ионов рения и вольфрама. При протекании катодного процесса происходит восстановление рения и вольфрама из их аммонийно-лимоннокислых комплексов до металлической фазы с образованием сплава вольфрам-рений. Процесс получения покрытий ведется в три ступени. Продолжительность каждой ступени - 55-65 минут. На первой ступени поддерживают плотность тока 450-550 А/м 2, при которой происходит переход анионных форм вольфрама и рения в растворе в катионные формы, при этом также активируется поверхность катода. На второй ступени поддерживают плотность тока 700-800 А/м 2, при которой на катоде образуются центры кристаллизации. Поддержание плотности тока 950-1050 А/м 2 на третьей ступени приводит к формированию на катоде качественного металлического покрытия. Ведение процесса в течение 55-65 минут на каждой стадии является необходимым и достаточным для осуществления указанных выше процессов. Предлагаемый способ электролитического получения вольфрам-рениевого покрытия в мембранном электролизере позволяет заменить дорогостоящий платиновый анод на более дешевый - графитовый, а ведение процесса электролиза при низких плотностях тока - упростить аппаратурное оформление процесса за счет исключения системы газоотвода. Кроме того, процесс ведется при обычной температуре, что также упрощает его осуществление и снижает энергозатраты. Ведение процесса электролиза в заданных условиях позволяет получать качественные вольфрамрениевые покрытия, аналогичные получаемым по прототипу. Примеры осуществления способа Предлагаемый способ электролитического осаждения вольфрам-рениевых покрытий осуществляют в трехкамерном мембранном электролизере с графитовым анодом при ступенчатом возрастании катодной плотности тока с постоянной циркуляцией электролита в катодной камере со скоростью 8 объемов/час. Пример 1 В качестве исходного электролита использовали раствор, содержащий, г/л перренат аммония - 5,вольфрамат натрия - 8, лимонную кислоту - 100,сульфат аммония - 100. Процесс вели при обычной температуре, рН раствора - 2,3, выдерживая на каждой ступени в течение 55 мин катодную плотность тока, А/м 2 на первой - 450, на второй - 700, на третьей - 950. Получено серое ровное блестящее покрытие. По данным рентгенофазового анализа,покрытие представляет собой твердый раствор вольфрам-рений на основе вольфрама. Пример 2 В электролизер подавался рабочий раствор следующего состава, г/л перренат аммония - 7, вольфрамат натрия - 12, лимонная кислота - 100, сульфат аммония - 100. Процесс вели при обычной температуре, рН раствора - 2,3, выдерживая на каждой ступени в течение 60 мин катодную плотность тока,А/м 2 на первой - 500, на второй - 750, на третьей 1000. Получено серое ровное блестящее покрытие. По данным рентгенофазового анализа покрытие представляет собой твердый раствор рения в вольфраме. Пример 3 В качестве исходного электролита использовали раствор, содержащий, г/л перренат аммония - 10,вольфрамат натрия - 16, лимонную кислоту - 100,сульфат аммония - 100. Процесс вели при обычной температуре, рН раствора - 2,3, выдерживая на каждой ступени в течение 65 мин катодную плотность тока, А/м 2 на первой - 550, на второй - 800, на третьей - 1050. Получено серое ровное блестящее покрытие, представляющее собой, по данным рентгенофазового анализа, твердый раствор вольфрамрений на основе вольфрама. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения вольфрам-рениевого покрытия электролизом из раствора электролита, содержащего перренат аммония, вольфрамат натрия,сульфат аммония и лимонную кислоту, отличающийся тем, что процесс ведут в три ступени в мембранном электролизере с графитовым анодом в течение 55-65 мин на каждой ступени при поддержании катодной плотности тока, соответственно,450-550, 700-800 и 950-1050 А/м 2.