ЧТО ТАКОЕ МЕДНЕНИЕ
Для нанесения медных покрытий используют кислые и щелочные (комплексные) электролиты. Кислые электролиты (сернокислые, борфтористо-водородные) применяют гл. обр. для меднения изделий несложной конфигурации , в связи с тем , что эти электролиты отличаются небольшой рассеивающей способностью и образуют слои меди менее равномерные по толщине, чем щелочные (комплексные). В кислых электролитах нельзя непосредственно меднить изделия из стали, цинка и цинковых сплавов, поскольку эти металлы контактно вытесняют медь из кислого раствора ее соли в виде пористого, плохо сцепленного с основой, иногда рыхлого (на цинке) осадка.
Поэтому перед меднением из кислых электролитов на поверхность стальных изделий предварительно наносят тонкий (~ 3 мкм) слой меди из цианистых растворов (из к-рых медь контактно не вытесняется др. метал ламп) или никеля из обычного кислого электролита. Изделия из цинка и цинковых сплавов, как правило, покрывают медью только из цианистого раствора. Для нанесения слоя меди используют сернокислые электролиты примерного состава (в г/л): CuSO4 · 5Н2O — 150÷250; HSO4 (плотность 1,84 г/см³) — 50 ÷70.
Т-ра электролита 20—50° С. Плотность тока на катоде без перемешивания электролита — до 2 ÷ 3 а/дм² , при перемешивании электролита сжатым воздухом — до 5 ÷10 а/дм² и выше в зависимости от интенсивности перемешивания, т-ры электролита, размеров и формы изделий и толщины покрытий. Аноды делают из чистой электролитной меди. Плотность тока на аноде прибл. равна плотности тока па катоде. Катодный и анодный выходы по току около 100%.
При добавлении к электролиту поверхностно-активных веществ образуются гладкие плотные слои с мелкозернистой структурой . Для получения блестящего покрытия к электролиту добавляют мочевину, тиомочевину (1—10 мг/л) и ее производные, сахарную патоку (до 100 мг/л), нафта-линдисульфокислоту, полиакриламид и его производные, уреины, продукты гидролиза белка, продукты конденсации моносахаридов или полисахаридов, производные аминов и др. вещества.
Примерный химический состав бор-фтористоводородного электролита (в в/л): Cu(BF4)2 — 225; HBF4 — 15; Н3ВО3-15; pH=0,8-1,7⁴ Т-ра электролита 25 — 50° С. Плотность тока на катоде 5—10 а/дм². Из щелочных (комплексных) электролитов чаще всего используют цианистые и пирофосфатные.
По сравнению с кислыми они обладают значительно луч-шеи рассеивающей способностью и образуют более равномерные по толщине и мелкозернистые по структур слои меди. Вместо токсичных цианистых электролитов применяют (кроме пирофосфатных) этилендиаминовые, полиэтиленполиаминовые аммиачные и др.
Примерные составы цианистых электролитов (в г/л ): Cu виде комплексной цианистой соли 134-20; NaCN своб. — 12ч-15; Na2C03 — 15ч-30 (т-ра 18—30° С, плотность тока на катоде 0,3—1,0 а/дм2, выход по току 40—60%) пли: Сu — 60; NaCNCBоб — 10; Na2C03 —50ч-70 (т-ра 35—40° С, плотность тока на катоде до 24-3 а/дм2, выход по току 70—80%). При большей плотности тока (до 4—5 а/дм2) т-ру электролита повышают до 55—70° С, а концентрацию свободного цианида (NaCNCBo6) снижают до 5—6 г/л.
Чтобы избежать при этом пассивирования анодов, в электролит вводят сегнетову соль (виннокислый калий — натрий) KNaC4H4О6 · 4Н2О или роданистый натрий (калий) — до 60 г/л. Для получения блестящего покрытия к цианистому электролиту добавляют тиосульфат натрия (0,5 г/л), фурфуриловый спирт (0,3— 0,6 г/л), изопропилнафталинсульфо-нат натрия (0,02—0,06 г/л), сернокислый марганец (вместе с винной кислотой), соединения селена, различные спирты и т.п.
Аноды делают из чистой электролитной меди. Во всех цианистых электролитах рекомендуется поддерживать отношение анодной поверхности к катодной 2:1. Состав пирофосфатных электролитов (в г/л): Сu — в виде пирофосфорнокислой соли меди К6Сu(Р2О7)2; К4Р2О7 общий — 3304-350; рН = 8,5—9,0. Т-ра электролита 50° С, плотность тока на катоде и аноде 0,5—3,0 а/дм2, выходы по току 98—80% соответственно интервалу плотностей тока.
Чтобы слой более равномерно распределялся (по толщине) на катодной поверхности, к электролиту добавляют азотнокислый аммоний (20—30 г/л). Аноды делают из чистой электролитной меди. Для повышения прочности сцепления слоев меди со сталью ее предварительно покрывают тонким слоем меди (2—3 мкм) из разбавленного пирофосфатного раствора с повышенной концентрацией свободного пирофосфата калия (примерно в 20—25 раз) при комнатной т-ре в течение 0,5—3 мин.
Надежное сцепление достигается также после кратковременной (0,3— 0,5 мин) катодной обработки стали перед меднение в сильнокислом растворе сернокислой или хлористой соли никеля при плотности тока на катоде 8—12 а/дм2. На поверхности стали после такой обработки образуется тончайшая пленка никеля. Цинковые изделия сложной формы меднят только в цианистых электролитах.
В гальванопластике меднение применяют для изготовления металлических копий с металлических и неметаллических оригиналов (в полиграфии, декоративном искусстве), барельефов, труб, волноводов, матриц для штампования патефонных пластинок и др. изделий.
Статья на тему меднение