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(57) Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к осаждению электролитических сплавов вольфрам-рений в виде металлических покрытий с повышенной микротвердостью. Предложен способ осаждения электролитических вольфрам-рениевых покрытий при катодной плотности тока 1000-2000 А/м 2 в электролите, содержащем соединения вольфрама,рения, фторид натрия, серную кислоту и глицерин, в котором в качестве соединений вольфрама электролит содержит вольфрамовую кислоту при соотношении концентраций вольфрама и глицерина в растворе электролита, равном 1(1,2-2). Техническим результатом изобретения является повышение микротвердости электролитических вольфрам-рениевых покрытий.(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 ВОЛЬФРАМРЕНИЕВЫХ ПОКРЫТИЙ Предлагаемое изобретение относится к гальванотехнике, в частности к осаждению электролитических сплавов вольфрам-рений в виде металлических покрытий. Известен способ электролитического осаждения покрытий на основе сплава вольфрам-рений из электролита, содержащего 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 4415 - 5347 МПа(450-545 кгс/мм 2) ( 10216 В, кл. 25 3/56, 25 5/00, 15.03.2004 г.). Недостатком способа является низкая микротвердость вольфрам-рениевых покрытий. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ электролитического осаждения качественных вольфрам-рениевых 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). Микротвердость полученных покрытий составляет 15402- 17001 МПа (1570-1733 кгс/мм 2) ( 22227 В,25 3/56, 25 3/00, 15.01.2010). Недостатком способа является недостаточно высокая микротвердость вольфрам-рениевых покрытий. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение микротвердости получаемого электролизом вольфрам-рениевого покрытия. Это обеспечивается в способе осаждения электролитических вольфрам-рениевых покрытий при катодной плотности тока 1000-2000 А/м 2 в электролите, содержащем соединения вольфрама,рения, фторид натрия, серную кислоту и глицерин,при этом в качестве соединений вольфрама электролит содержит вольфрамовую кислоту при соотношении концентраций вольфрама и глицерина в растворе электролита, равном 1(1,2-2). Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. В катодную камеру электролизера подается электролит, приготовленный на основе вольфрамовой кислоты, перрената аммония с добавками фторида натрия, серной кислоты и глицерина. Серная кислота образует аммонийносульфатные комплексы с перренатом аммония. Фторид натрия образует с вольфрамат - ионом растворимый в кислой среде комплекс. Глицерин действует как поверхностно-активное вещество, и также образует комплексы с соединениями вольфрама. Причем глицератные комплексы,образованные с вольфрамовой кислотой, более устойчивые,чем комплексы глицерина с вольфраматом натрия в известном способе. За счет большей устойчивости глицератных комплексов с вольфрамовой кислотой потенциал процесса катодного восстановления рения и вольфрама из 2 используемого электролита сдвигается в отрицательную область,что приводит к кристаллизации сплава вольфрам-рений с меньшим размером зерна и сопровождается повышением микротвердости материала. Используемое в предлагаемом способе сочетание компонентов в электролите позволяет получать при низких плотностях тока 1000-2000 А/м 2 вольфрам-рениевые покрытия с микротвердостью более 35000 МПа. Использование электролита на основе вольфрамовой кислоты в присутствии глицерина при соотношении концентраций вольфрама и глицерина, равном 1 (1,2-2), является необходимым и достаточным для обеспечения повышения микротвердости получаемых вольфрам-рениевых покрытий. Предлагаемый способ осаждения электролитических вольфрам-рениевых покрытий позволяет получать при низких плотностях тока качественные вольфрам-рениевые покрытия с повышенной микротвердостью. Примеры осуществления способа По предлагаемому способу осаждение ведут при катодной плотности тока 1000-2000 А/м 2 в электролите на основе вольфрамовой кислоты и перрената аммония с добавками фторида натрия,серной кислоты и глицерина при постоянной циркуляции электролита в катодной камере со скоростью 8 объемов/час и продолжительности электролиза 5 ч. Пример 1. В качестве исходного электролита использовали раствор, содержащий, г/л вольфрамовую кислоту (в пересчете на металл) - 5,3, перренат аммония (в пересчете на металл) - 4,5, фторид натрия - 5,серную кислоту - 40, глицерин - 6,3 (соотношение концентраций вольфрама и глицерина составляет 11,2). 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 24270 МПа. Пример 2. Осаждение покрытия вели в электролите,содержащем, г/л вольфрамовую кислоту (в пересчете на металл) - 7,4, перренат аммония (в пересчете на металл) - 6,5, фторид натрия - 8,серную кислоту - 80, глицерин - 14,8 (соотношение концентраций вольфрама и глицерина составляет 12). 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 равна26198 МПа. Пример 3. Исходным электролитом служил раствор,содержащий, г/л вольфрамовую кислоту (в пересчете на металл) - 6,3, перренат аммония (в пересчете на металл) - 5, фторид натрия - 6, серную кислоту - 40, глицерин - 10,1 (соотношение концентраций вольфрама и глицерина составляет 11,6). Процесс вели при температуре 20-25 С,плотности тока - 1500 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 35850 МПа. Из приведенных примеров видно, что по сравнению с прототипом микротвердость вольфрам рениевых покрытий, полученных по заявляемому способу, в 1,4-2,1 раза выше. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ осаждения электролитических вольфрамрениевых покрытий при катодной плотности тока 1000-2000 А/м 2 в электролите, содержащем соединения вольфрама, рения, фторид натрия,серную кислоту и глицерин, отличающийся тем,что в качестве соединений вольфрама электролит содержит вольфрамовую кислоту при соотношении концентраций вольфрама и глицерина в растворе электролита, равном 1 (1,2-2).