Курсовая работа: Проектирование гальванического участка

– температура, К;

n₁ и n₂ – число электронов, участвующих в реакции;

F – число Фарадея, кл/ (г-экв);

а₁ и а₂ – активности ионов, г-ион/л;

и – перенапряжение при разряде ионов, В.

Поскольку разница стандартных потенциалов олова и висмута небольшая, то совместного выделения этих металлов можно достичь осаждением их из простых электролитов.

Для осаждения сплава олово-висмут используют следующие электролиты: станнатный, сульфатный, пирофосфатный.

Преимуществами станнатного электролита являются: самая высокая рассеивающая способность, простота состава, меньшая пористость покрытия. Но присутствие двухвалентного олова приводит к образованию крупнокристаллических осадков.

В пирофосфатном электролите выход металла по току составляет 65-80%, но они имеют достаточно сложный состав. При осаждении из сульфатного электролита выход металла по току составляет почти 100%. Покрытие будет иметь прочное сцепление с медью и её сплавами. Такой электролит имеет высокую рассеивающую способность и обладает выравнивающим эффектом.

Для данного проекта предлагается сульфатный электролит следующего состава [1]:

−сульфат олова – основной компонент, источник ионов олова;

−сульфат висмута – основной компонент, источник ионов висмута;

−серная кислота – служит для повышения электропроводности, повышения катодной поляризации. Кислота предотвращает переход двухвалентного олова в четырёхвалентное, а так же предупреждает гидролиз основных компонентов. Кислота служит для связывания свободных ионов олова и висмута;

−хлорид натрия – является депассиватором, служит для повышения электропроводности;

−формалин и диаминодиметооксидифенил метан − блескообразующие добавки, повышают катодную поляризацию.

Преимущества сульфатного электролита – большой выход по току, простота приготовления и состава, высокая рассеивающая способность, выравнивающий эффект [1].

Механизм осаждения заключается в следующем:

На катоде происходит восстановление:

Sn ²⁺ + 2 e ^- → Sn ⁰ ;

Bi ³⁺ + 3 e ^- → Bi ⁰ .

На аноде происходит окисление:

Sn ⁰ - 2 e ^- → Sn ²⁺ .

Возможен также процесс: Sn ⁰ - 4 e ^- → Sn ⁴⁺ .

При увеличении концентрации солей висмута увеличивается скорость контактного выделения висмута, поэтому сульфата висмута должно быть не более 1-2 г/л.

При низких плотностях тока осадки получаются крупнокристаллическими. Высокие плотности тока приводят к шероховатости осадков. При большой температуре ухудшается рассеивающая способность.

2.1.2 Для никелирования применяют следующие электролиты: борфторидный, сульфаматный, сульфатный

Борфторидный электролит является скоростным, но он дорог из-за бора, а так же агрессивен из-за фтора.

Сульфаматный электролит применяется для нанесения толстых слоёв никеля. Но этот электролит дорог. Требуется перемешивания, подогрева и непрерывная фильтрация.

Сульфатный электролит – это самый распространенный. Позволяет получить осадки с различными физическими и химическими свойствами.