Способ осаждения электролитических вольфрам-рениевых покрытий

(51) 25 3/56 (2006.01) 25 3/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ вольфрам-рений в виде металлических покрытий с повышенной микротвердостью. Электролитические вольфрам-рениевые покрытия с повышенной микротвердостью получают осаждением в электролите, содержащем вольфрамат натрия, перренат аммония, фторид натрия и серную кислоту, при катодной плотности тока 1000-2000 А/м 2. При этом в электролит дополнительно вводят глицерин при соотношении концентраций рения,вольфрама и глицерина в растворе электролита,равном 11,2 (1,5-1,9). Способ позволяет получать электролизом при низких плотностях тока качественные вольфрамрениевые покрытия с повышенной микротвердостью.(72) Агапова Людмила Яковлевна Абишева Зинеш Садыровна Килибаева Салиха Казбагамбетовна Боброва Вера Васильевна(73) Акционерное общество Центр наук о земле,металлургии и обогащения(54) СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ВОЛЬФРАМ-РЕНИЕВЫХ ПОКРЫТИЙ 22227 Предлагаемое 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 (С.И. Скляренко, З.М. Соминская, А.А. Никитина, И.И. Лавров. Исследование возможности электролитического получения некоторых сплавов рения.// Рений. Изд-во АН СССР, 1961, с. 152). Недостатком способа является невозможность получения из данного электролита качественных покрытий при более низких плотностях тока. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ электролитического осаждения качественных вольфрам-рениевых покрытий в электролите, содержащем вольфрамат натрия,перренат аммония, фторид натрия, взятый в количестве 3-8 г/л, серную кислоту в количестве 3080 г/л, при этом процесс ведут при катодной плотности тока 1000-2000 А/м 2. Микротвердость полученных покрытий составляет 450-545 кгс/мм 2(Патент РК 10216, кл. 25 3/56, 25 5/00,15.03.2004 г.). Недостатком способа является недостаточно высокая микротвердость вольфрам-рениевых покрытий. Задачей изобретения является разработка способа осаждения электролитических вольфрамрениевых покрытий. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение микротвердости получаемого электролизом вольфрам-рениевого покрытия. Это обеспечивается в способе осаждения электролитических вольфрам-рениевых покрытий в электролите, содержащем вольфрамат натрия,перренат аммония, фторид натрия и серную кислоту, при катодной плотности тока 1000-2000 А/м 2, при этом в электролит дополнительно вводят глицерин при соотношении концентраций рения,вольфрама и глицерина в растворе электролита,равном 11,2 (1,5-1,9). Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. В катодную камеру электролизера подается раствор вольфрамата натрия и перрената аммония с добавками фторида натрия, серной кислоты и глицерина. Фторид натрия образует с вольфрамат-ионом растворимый в кислой среде комплекс. Серная кислота образует аммонийносульфатные комплексы с перренатом аммония. Глицерин образует комплексы с соединениями вольфрама, а также действует как поверхностноактивное вещество. В результате протекания катодного процесса происходит восстановление рения и вольфрама до металлической фазы с образованием сплава вольфрам-рений. При этом добавка глицерина влияет на качество получаемого покрытия. Поверхность его приобретает больший металлический блеск, становится более плотной и мелкозернистой, а микротвердость увеличивается. 2 Используемое в предлагаемом способе сочетание компонентов в растворе позволяет получать при низких плотностях тока 1000-2000 А/м 2 вольфрамрениевые покрытия с повышенной микротвердостью. Добавка глицерина в электролит при соотношении в нем концентраций рения, вольфрама и глицерина, равном 11,2 (1,5-1,9) необходима и достаточна для обеспечения повышения микротвердости получаемых вольфрам-рениевых покрытий. Предлагаемый способ осаждения электролитических вольфрам-рениевых покрытий позволяет получать при низких плотностях тока качественные вольфрам-рениевые сплавы с повышенной микротвердостью. По предлагаемому способу осаждение ведут при катодной плотности тока 1000-2000 А/м 2 в электролите на основе солей вольфрамата натрия и перрената аммония с добавками фторида натрия,серной кислоты и глицерина 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) - 3,5, вольфрамат натрия (в пересчете на металл) - 4,2, фторид натрия - 5,серную кислоту - 40, в который добавляли глицерин в количестве 5,3 г/л. При этом соотношение концентраций рения, вольфрама и глицерина соответствовало 11,21,5. Процесс вели при температуре 20-25 С, плотности тока - 1000 А/м 2. Получено ровное плотное покрытие серого цвета с металлическим блеском. По данным рентгенофазового анализа покрытие представляет собой металлическую фазу в виде твердого раствора вольфрам - рений. Микротвердость полученного покрытия составляет 1570 кгс/мм 2. Пример 2. Осаждение покрытия вели в электролите,содержащем, г/л перренат аммония (в пересчете на металл) - 8, вольфрамат натрия (в пересчете на металл) - 9,6, фторид натрия - 8, серную кислоту 80, в который добавляли глицерин в количестве 15,2 г/л. При этом соотношение концентраций рения,вольфрама и глицерина соответствовало 11,21,9. Процесс вели при температуре 20-25 С, плотности тока - 2000 А/м 2. Получено ровное плотное покрытие серого цвета с металлическим блеском. По данным рентгенофазового анализа покрытие представляет собой металлическую фазу в виде твердого раствора вольфрам-рений. Микротвердость полученного покрытия равна 1628 кгс/мм 2. Пример 3. Исходным электролитом служил раствор,содержащий, г/л перренат аммония (в пересчете на металл) - 5, вольфрамат натрия (в пересчете на металл) - 6,2, фторид натрия - 6, серную кислоту 40, в который добавляли глицерин в количестве 8,5 г/л. При этом соотношение концентраций рения,вольфрама и глицерина соответствовало 11,21,7. Процесс вели при температуре 20-25 С, плотности тока - 1500 А/м . Получено ровное плотное покрытие серого цвета с металлическим блеском. По данным рентгенофазового анализа покрытие представляет собой металлическую фазу в виде твердого раствора вольфрам-рений. Микротвердость полученного покрытия составляет 1733 кгс/мм 2. Пример 4 (по прототипу). 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. Получено серое ровное плотное покрытие с металлическим блеском. По данным рентгенофазового анализа покрытие представляет собой металлическую фазу в виде твердого раствора вольфрам-рений. Микро твердость полученного покрытия составляет 545 кгс/мм 2. Из приведенных примеров видно, что по сравнению с прототипом микротвердость вольфрамрениевых покрытий, полученных по заявляемому способу, в 3 раза выше. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ осаждения электролитических вольфрамрениевых покрытий в электролите, содержащем вольфрамат натрия, перренат аммония, фторид натрия и серную кислоту, при катодной плотности тока 10002000 А/м 2, отличающийся тем, что в электролит дополнительно вводят глицерин при соотношении концентраций рения, вольфрама и глицерина в растворе электролита, равном 11,2(1,5-1,9).