Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЭЛЕКТРОЛИТ ЖЕЛЕЗНЕНИЯ
ЭЛЕКТРОЛИТ ЖЕЛЕЗНЕНИЯ

ЭЛЕКТРОЛИТ ЖЕЛЕЗНЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению железных покрытий в машиностроительной и родственных отраслях промышленности, ремонтном производстве. Электролит железнения содержит, г: FeSO4·7H2O - 420, Al2(SO4)3·18H2O - 100, H2SO4 до pH 2,5-3,0, 0-фенантролин 5·10-6-1·10-4 моль и воду - до 1 л. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2094541
Класс(ы) патента: C25D3/20
Номер заявки: 94026800/02
Дата подачи заявки: 18.07.1994
Дата публикации: 27.10.1997
Заявитель(и): Курганский машиностроительный институт
Автор(ы): Иванов Е.И.; Иванова Т.А.
Патентообладатель(и): Курганский машиностроительный институт
Описание изобретения: Изобретение относится к электрохимическому осаждению железных покрытий и может быть использовано в машиностроительной и родственных отраслях промышленности, в ремонтном производстве для восстановления и упрочнения деталей машин.
Известен электролит железнения [1] содержащий сернокислое железо, серную кислоту, сульфат калия, фторид натрия и аскорбиновую кислоту, позволяющий получать железные покрытия при pH 2,2-3, температуре 20-30oC и катодной плотности тока 12-15 А/дм2. Электролит устойчив к окислению кислородом воздуха и обеспечивает высокую для холодного электролита скорость осаждения железа (2-3 мкм/мин), но отличается повышенной агрессивностью из-за содержания фторида натрия (10 г/л). Это затрудняет его применение, особенно при осаждении на локальных участках поверхности вневанными методами.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является электролит железнения [2] содержащий сернокислое железо, сернокислый алюминий и серную кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л:
FeSO4·7H2O 420
Al2(SO4)3·18H2O 100
H2SO4 до pH 2,5-3,0
Осаждение в этом электролите проводят при 20-70oC и катодной плотности тока 3-12 А/дм2 с выходом по току 70-90% причем верхний предел плотности тока соответствует верхнему пределу температурного режима и наоборот.
Недостатком данного электролита является низкая скорость осаждения - 0,5-2,3 мкм/мин.
Цель изобретения увеличение скорости осаждения железа.
Указанная цель достигается тем, что электролит железнения, содержащий сернокислое железо, сернокислый алюминий и серную кислоту, дополнительно содержит o-фенантролин при следующем соотношении компонентов, г/л:
FeSO4·7H2O, 420
Al2(SO4)3·18H2O, 100
H2SO4 до pH 2,5-3,0
o-фенантролин, моль/л 5·10-6-1·10-4
Осаждение проводят в интервале температур 20-70oC при катодной плотности тока 4-25 А/дм2 с выходом по току 70-90% причем верхний предел плотности тока соответствует верхнему пределу температурного режима и наоборот.
O-фенантролин (1,10-фенантролин) C12H8N2·H2O
-
белый кристаллический, плохо растворимый в воде (0,3 г на 100 г воды), растворимый в разбавленных кислотах порошок. С Fe (П) образует устойчивое, не окисляющееся на воздухе комплексное соединение, прочность которого в отличие от большинства других комплексов железа превышает прочность соответствующего комплекса с Fe (Ш). Вещество не дорого, не токсично и широко используется в аналитической химии.
Введение o-фенантролина в указанных выше количествах в электролит позволяет существенно расширить диапазон допустимых плотностей катодного тока в сторону больших значений при получении гладких, мелкозернистых, хорошо сцепленных с основой покрытий с сохранением выхода по току в прежних пределах 70-90% Таким образом, обеспечивается значительное увеличение скорости осаждения железа. Положительное влияние o-фенантролина на процесс связано с особенностями его комплексообразующих свойств. При концентрации o-фенантролина в электролите ниже нижнего предела 5·10-6 моль/л не обеспечивается достижение заметного положительного эффекта по сравнению с известным электролитом. При концентрации o-фенантролина более 1·10-4 моль/л снижается прочность сцепления покрытия с основой, возможно его отслаивание от основы, покрытие становится хрупким и склонным к растрескиванию.
Приготовление электролита осуществляют следующим образом.
В дистиллированной воде растворяют сернокислый алюминий и сернокислое железо. O-фенантролин растворяют в отдельной небольшой порции подкисленной серной кислотой воды. Допустимо использование соответствующих количеств o-фенантролина солянокислого или сернокислого. Полученные таким образом растворы смешивают и доводят водой до расчетного объема. Измеряют и при необходимости корректируют pH.
Конкретные примеры, иллюстрирующие применение электролита, представлены в таблице. Здесь же (столбцы 1, 2, 4) для сравнения представлены результаты, полученные с использованием известного электролита. Осаждение железа проводили на медную фольгу в стационарном электролите. Прочность сцепления с основой оценивали методом изгиба. Время электролиза выбирали таким образом, чтобы толщина покрытия составляла около 15 мкм.
Из приведенных в таблице данных видно, что предлагаемый электролит обеспечивает получение мелкозернистых, плотных, хорошо сцепленных с основой осадков при любой одинаковой температуре при плотностях тока на 25-100% выше, чем известный электролит. В условиях практически одинаковых выходов по току это означает увеличение скорости осаждения железа на 25-100%
Формула изобретения: Электролит железнения, содержащий FeSO4 · 7H2O, Al2(SO4)3 · 18H2O и серную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит о-фенантролин при следующем соотношении компонентов:
FeSO4 · 7H2O, г 420
Al2(SO4)3 · 18H2O, г 100
Серная кислота До pH 2,5 3,0
о-Фенантролин, моль 5 · 10-6 1 · 10-4
Вода, л До 1$