CH326974A - Verfahren zur chemischen Vernickelung eines dabei katalytisch wirkenden Trägers - Google Patents

Verfahren zur chemischen Vernickelung eines dabei katalytisch wirkenden Trägers

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CH326974A
CH326974A CH326974DA CH326974A CH 326974 A CH326974 A CH 326974A CH 326974D A CH326974D A CH 326974DA CH 326974 A CH326974 A CH 326974A
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Gutzeit Gregoire
J Ramirez Ernest
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Gen Am Transport
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31Coating with metals
    • C23C18/32Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron
    • C23C18/34Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron using reducing agents
    • C23C18/36Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron using reducing agents using hypophosphites

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Description


  Verfahren zur     chemischen        Vernickelunz    eines dabei katalytisch     wirkenden    Trägers    Die vorliegende Erfindung bezieht sieh  auf     eiii    Verfahren zur chemischen     Vernicke-          lung        eines    dabei     kat.alytiseh    wirkenden Trä  gers sowie auf ein Bad zur Durchführung       dieses        Verfahrens.     



       1:s    wurde bereits ein     Verfahren    zur     chemi-          sdien        Vernickelung    eines dabei katalytisch  wirkenden     Materials,    wie z. B. Stahl, ent  wickelt, bei dem :das Material mit. einem     Wäss-          rigen    Säurebad, das Nickelionen und     H.yppo-          phosphitionen    sowie eine     Puffersubstanz    in       der        Form    eines Salzes einer organischen Säure  enthält, in Berührung gebracht wird.

   Dieses  Verfahren wird unter bestimmten optimalen  oder kritischen Bedingungen ausgeführt, die       tiaelisteh        end        erläutert    werden und bei denen  das Verfahren und das Bad gegenüber den       (lalvanisierverfahren    grosse Vorteile bei der       industriellen        Verwendung    aufweisen, wie z. B.

         u.    a. niedrige     Apparaturkosten,    gute Haft  fähigkeit. des     Überzuges    am fertigen     Produkt,          und    ein Überzug, der     kontinuierlich,    gleich  i     m        ässi-9        #--        sehr        hart        und        sehr        korrosionsfest.        ist.     



  Die optimalen Bedingungen, unter denen  das frühere Verfahren     ausgeführt.    wurde, sind       folgende:    Das Verhältnis     zwischen    .den Nickel  ionen und den     llypophosphitionen        rin    Bad       beträgt.    - in     hlolkonzentrationen    ausgedrückt.

    - zwischen 0,25 und 0;60; die absolute Kon  zentration -der     Hypophosphitionen    im Bad be  trägt - in     Mol/Liter    ausgedrückt - zwischen  0,75     itrcl    0,35; die absolute Konzentration der         Puffersubstanz        entspricht    annähernd zwei       Carboxylgruppen    für     jedes    Nickelion, das ab  geschieden werden kann, z.

   B. bei Natrium-:       acetat.,    0,120     Mol/Liter        Aeetationen;    der     pH-          Anfanbswert        des    Bades beträgt     zwischen    4,5  und 5,6; die Temperatur das     Bades    liegt etwas  unter .dem     Siedepunkt    und das     Verhältnis     zwischen dem Volumen .des     Baders    (in     Gina    ,  ausgedrückt) und der Oberfläche des zu ver  nickelnden Körpers . (in     em2    ausgedrückt),  V/0 ist nicht grösser als 10.

   Die in dein  früheren Verfahren erwähnten und in den       Versuchen    verwendeten     Puffersubstanzen    sind  lösliche Acetate, wie z. B.     Natriiunacet,at.     



  Es     wurde    gefunden,     dass    selbst- unter den  oben erwähnten     günstigsten        Bedingungen,     d. h. bei     einem.        Molverhältnis    der     Nickelionen          zu    -den     Hypophosiphitionen    zwischen 0,25 und  0;

  60, einer     Hypophosphitionenkonzentration    im  Bad zwischen     0,1.5    und 0,35     Mol/Liter    und  bei Verwendung von     Natriumaeetat    als     Puf-          ferstibstanz,    das Bad     verhältnismässig    unbe  ständig     ist    und dazu neigt, nachdem die Ver  nickelung einige Zeit im Gange ist, einen        schwarzen        Niederschlag     zu     bilden,    d. h. es  findet. schliesslich eine     chemische,    nicht kata  lytische     Red'ukt.ion    der Nickelionen statt.

   Hohe  absolute Konzentrationen der     Hypophosphit-          ionen        begünstigen    diese     unerwünschte    Zer  setzung des Bades.  



       Erfindungsgemäss    kann .die     Vernickelungs-          geschwindigkeit        wesentlich    erhöht     und    das      Vernickelungsbad     stabilisiert    werden, wobei  sogar bei hohen     V/0-Verhältnissen        tuid    bei  verhältnismässig hohen     Hypophosphitionenkon-          zentrationen    die     Bildung    eines      ;

  schwarzen          Niedenschlages     verhindert wird, wenn ein       Bad.    verwendet. wird, das ans einer     wässrigen          Lösung    besteht, die Nickelionen,     Hypophos-          phitionen    und eine     organische        Ka.rbonsäure       oder eines ihrer Salze     enthält,        und    als     orga-          nische        Karbonsäure    oder deren Salz eine  urisubstituierte, gesättigte,

       aliphatisehe        Dikar-          bonsäure    mit 3-6     Koh.leietoffatonien    oder  ein Salz dieser Säure verwendet, wird.  



  Die verwendeten     Dikarbonsäuren    können       dnreh    die     allgemeine    Formel  
EMI0002.0028     
    dargestellt werden, worin R einen     aliphati-          sehen    Rest mit ein bis vier     --CII2-    Gruppen       bedeutet.     



  Die chemische Vernickelung beruht wahr-         scheinlich        auf    der     katalytisehen        Reduktion     der Nickelionen     durch        Hypophosphitionen    in       (@e        genwa-rt    von Wasser,     naeli    der allgemeinen       Gleichung:     
EMI0002.0043     
  
    Katal.
<tb>  (l) <SEP> 2Na(H2P02) <SEP> + <SEP> 2H20 <SEP> + <SEP> NiCI.2 <SEP> 2NaH(HPO;i) <SEP> + <SEP> Ni <SEP> + <SEP> 2H('1 <SEP> + <SEP> 1L=7
<tb>  Oberfl.

         oder in     Ionenform        ausgedrückt     
EMI0002.0046     
  
    Katal.
<tb>  (2) <SEP> 2(I12p02)-+?HOII+NP-+ <SEP> > <SEP> ?(IIP03)--+Ni +II27 <SEP> +4I-1-._
<tb>  Oberfl.       In     Wasser    gelöste, lösliche     Hypophosphite,     d. h.     Hvpophosphitionen    werden in Gegenwart  einer katalytischen     Oberfläche,    wie z. B.

   Stahl  oder Nickel, auch in Abwesenheit von Metall-         ionen,    unter     Entwicklung    von     Wassenstoff    an  der     katalytischen    Fläche nach der folgenden  Gleichung zu den entsprechenden     Pliosphiten     oxydiert  
EMI0002.0056     
  
    (3) <SEP> Na <SEP> (H2 <SEP> P02) <SEP> + <SEP> H20 <SEP> Katal. <SEP> *-- <SEP> NalI(IIP03) <SEP> + <SEP> H27
<tb>  Oberfl.       Der Umfang der     Wasserstoffentwicklung     hängt von der     kataJy        tischen    Fläche     und    der  Temperatur ab.

   Es wurde gefunden, dass man,  bei sonst- gleichen     Bedingungen,    diesen Um  fang durch     Zusatz    von Ionen     organischer          Karbonsäuren    wesentlich erhöhen kann.  



  Man nimmt an, dass die Ionen dieser  organischen Säuren mit. den     Hypophosphit-          ionen        Heteropolysäureanionen    bilden, deren       Reduktionsvermögen    viel höher ist     als    das    der einfachen     Hypophosphitionen,    eine wohl  bekannte     Erscheinung,    die     Beschleunigung     durch     Komplexbil,ditn,,    genannt wird.

   Was       aneh    immer die     Ursache    für das Steigen     des          Umfanges    der     katalytischen        Oxydation    dies       Hypophosphitions    zum     Phos:

  phition    sein mag,  so kann diese experimentell     gemessen    werden,  indem man die     Menge        des    pro Zeiteinheit mit  und ohne Zusatz des     Beschleunigers        entwik-          kelten        Wassenstoffes    feststellt, wobei alle  übrigen     Bedingungen    die gleichen bleiben.

        Es wurde auch gefunden, dass die     entspre-          elienden.        Gesehwindigkeiten    der     Verniel@elung     in einem Bad,     das    die geeigneten Mengen an       Niekelionen    und.     Hypophospliitionen    enthält,  hei einem     geeigneten        p11-Anfangswert,    eine       Funktion    der     Geschwindigkeit    der     Hypophos-          phit-Oxydation    sind, gemessen an der     Wasser-          ,stoffentwiehlung.     



       1'Js        wurde        gefunden,        class,    wenn man die  prozentuale Aktivierung     willkürlich    als     pro-          zenttaale        Steigerung;

      der     Wasserstoffentwiek-          lungsgescliwindigkcit    bei einem     gegebenenBad          bezeichnet,    die einfachen,     kurzkettigen,        aliplia-          tisehen        Dikarbonsäuren,        insbesondere    jene der       allgemeinen    Formel  
EMI0003.0034     
    worin     R    einen.     aliphatisehen        Rest    mit. ein     bis     vier     C112-f,iaip:

  pen    bedeutet., und die lös  lichen Salze dieser Säuren eine hohe     Aktivie-          rung,    bewirken, wie bei den folgenden     Ver-          stielien.    gezeigt wird. Ausserdem verzögert die  Anwendung dieses Zu     satzmaterials        beträeht-          lieli    die Bildung des schwarzen     Niederschlages          und        verhindert    seine Bildung für alle prak  tischen     Zwecke    während der     Vernickelungs-          zeit.     



  Das Hauptziel der Erfindung ist. daher ein       verbessertes    Verfahren zur chemischen     Ver-          iriekelung    der oben beschriebenen Art, in dem   < die Reaktion     wirksamer    und     vollkommener     als     bisher        durchgeführt    wird, wodurch das  Verfahren vom     wirtschaftlichen        Standpunkt.     aus     vorteilhafter    wird.  



  Ein weiteres Ziel ist ein     verbessertes        wäss-          riges    Bad, das beider     Durchführung    des     ver-          besserten        Verfahrens        vorteilhaft        verwendet.     werden kann.  



  Mit dem     erfindungägeinässen    Bad kann  als zu v     erniekelnder        kataly        tiselier    Träger jedes  Material im festen. Zustand genommen wer  den, das auf     :seiner    Oberfläche die Reaktion  der oben erwähnten     Culeieliungen    (1) und (2)  einleitet;     d.    h. ein Material, das beim Eintau-         chen    in das Bad, die Entwicklung von     Was-          se:rs:toffgaes    auf seiner eigenen Oberfläche     ver-          urs    :acht..

   Zu den     katalytischen    Materialien, die       verniekelt.    werden können, gehören folgende  Elemente: Kupfer, Silber, Gold, Beryllium,  Bor,     Germanium,    Aluminium,     Thallium,    Sili  cium,     Kohlenstoff,        Vana@dium,        Molybdän,     Wolfram, Chrom, Selen,     Tellur,    Titan, Eisen,       Cobaalt,    Nickel.,     Palladium    und Platin;

       zu    den  nicht     katalytischen    Materialien, die gewöhn  lich nicht vernickelt werden können, gehören       Wismut,        Cadmium,    Zinn, Blei und     Mangan.     Die     Wirksamkeit    d er     katalytischen    Materialien  ist, beträchtlich voneinander     verschieden.    Be  sonders gute     katalytische    Träger zur     Ver-          niekehuig        in    dem     erfindunb    gemässen chemi  schen     Vernickelungsbad    sind':

       Aluminium,          Kohlenstoff,    Chrom,     Cobalt,    Eisen, Nickel und       Palladium.     



  Die     Vernickelung    verläuft     autokatalytisch,     wenn sowohl die     ursprüngliche    Oberfläche als  auch das     abzuscheidende    Metall katalytisch       ist,    wenn also die     Redaktion    der     Nickelionen     zu     metallischem    Nickel im Bad gemäss der  Reaktion der Gleichung (2)     verläuft,        bis    ent  weder sämtliche Nickelionen in Gegenwart  eines     Überschusses    an     Hypophoäphitionen    zu  metallischem Nickel     red'tiziert    sind,

   oder     bis     sämtliche     Hypophosphitionen    in Gegenwart  eines     Überschusses    an Nickelionen zu     Phosphit          oxydiert    sind.     Tatsä.chl.ich        verlangsamt    sich  die Reaktion der     Gleichungen    (1) und     (2:)    im  Laufe der Zeit ziemlich schnell, da, sich die       A=nionen    des     Nieke#lsa:

  lzes,    im     Gegensatz    zu  den Kationen, mit den     Wasserstoffkationen     unter     Bildung    einer Säure vereinigen, die  ihrerseits den     pH-Wert    des     Baders    herabsetzt  und     dazu    neigt, die     Nickelabxcheidiuig    nach  folgender Gleichung aufzulösen.

      Ni     +2HC.1-NiCl2+lI2       Bei     Herabsetzung    des     pirWert:es        sinkt     ebenfalls die     Reduktionskraft    des     Hypophos-          phitions.    Es ist daher wichtig, nach anfäng  licher optimaler     Einstellung        des        pH-Wertes     des Bades, ein     rasches    Absinken des     pH-Wertes          zti    verhüten. Dies kann mit einigem Erfolg  auf verschiedene Weise durchgeführt werden.      So kann z.

   B. der     p11-Wert    durch     kontinuier-          liehe    oder in regelmässigen Abständen stattfin  dende Zugabe eines     Alkalis,    vorzugsweise eines  schwachen     Alkalis,    wie z. B.     Natriumbiear-          bonat    innerhalb     des    optimalen Bereiches ge  halten werden.

   Nach der     Erfindung    wird als       Beschleuniger    eine     unsubstituierte,    gesättigte,       aliphatische        Dikarbonsäure    mit 3-6     Kohlen-          st.offatomen    oder ein Salz einer solchen ver  wendet, wobei man die     Vorteile,    einer hohen       Vernickelungsge:

  sehwindigkeit.    und der Ver  meidung des oben erwähnten     sehwarzen    Nie  derschlages erreicht.     Auf    diese Weise wirkt  der Beschleuniger auch als     Puffersubstanz,     wenn eine     Pufferting    notwendig     isst.     



       Zum    Zwecke der     Untersuchung    der      Be-          sehleunigiurg         derM'a5serstoffent.wicl@lung    un  ter     Verwendung        versehiedener    Zusatzmittel,       einssehliesslieh    der in     der    vorliegenden Erfin  dung verwendeten,     d.    h.

   der     umsubstituierten,          gesättigten,        aliphatisehen        Dikarbonsäuren    mit  3-6     Kohlenstoffatomen    und ihrer Salze, und  anderer Beschleuniger, .die für die Vernicke  lung verwendet oder vorgeschlagen wurden,  wurden Versuche mit Bädern     gemaeht,    die aus  50     ein?-        Natrium-hypophosphit    mit einer ab  soluten     Anionenkonzentration    von     0,::

  25        Mol/       Liter bestanden     [dem    zur     sehnoblen    Einlei  tung der Reaktion eine Spur eines Nickelsalzes       (0,00'e        33Ta1/1,iter)        zugesetzt    werden muss]  und mit einem gebeizten     Stüek        Flussstahl,        ion     20     cm=        Oberfläehe    in dem Bad, bei einer Tem  peratur von     99     während Zeiten von je 30       .Minuten,

      wobei als     Znsatzmittel        erstens    eine  Reihe von Sal=zen     gesätti-ter        Monokarbonsäu-          ren,    wie Ameisen-,     Essig-,        Propion-,        Butter-          und        Valeriansäure    mit 1, ?, 3,     -1    bzw.

   5     Koh-          1'enstoffatomen    in der     alipbatisehen    Kette und  zweitens eine Reihe von Salzen     #@e.sättigter          Dika-rbonsä.uren,    wie     lIalon-,    Bernstein-,     Glu-          tar-    und     Ad'ipinsäure    mit 3,     -l,    5 bzw. 6     Koh-          lenstoffatotnen    in der     aliphatisehen    Kette ver  wendet- wurden.

   Der sieh     entwiekelnde    Was  serstoff wurde aufgefangen und sein Volumen  nach     üblielien    Verfahren     gemessen.    Die     Be-          sehieuniger        wurden    als     Natriumsalz    der be  treffenden Säuren in einer     Konzentration    von       0,1.25        1Io:l/Liter    Anionen verwendet.  



  Die bei     Verwendiin         < --        von    Salzen der     lIoiio,-          ka.rbonsäuren    als     Zu,satzinittel    erzielten     Ergeb-          lrisse        hiiisiehtlich        des    Volumens     deä        entwiekel-          ten.        Wasserstoffes        un        il.    der      prozentualen         Be-          sehleunigtin-     <RTI  

   ID="0004.0109">   sind    in der folgenden Tabelle  gezeigt  
EMI0004.0110     
  
    Tabelle <SEP> <I>I</I>
<tb>  Zusatzmittel <SEP> Volumen <SEP> des <SEP> in <SEP> 3o <SEP> Minuten <SEP> Summe <SEP> der <SEP> Kohlenstoff  atome <SEP> in <SEP> der <SEP> aliphatischen <SEP> Prozentuale
<tb>  (organ. <SEP> Anion) <SEP> entwickeltenWasserstoffes <SEP> Kette <SEP> Beschleunigung
<tb>  Keine <SEP> 80 <SEP> <B>0"/o</B>
<tb>  Ameisensäure <SEP> 85 <SEP> 1 <SEP> 6%
<tb>  Essigsäure <SEP> 155 <SEP> 2 <SEP> g@oJ"
<tb>  Propionsäure <SEP> 190 <SEP> 0 <SEP> 13611/o
<tb>  Buttersäure <SEP> 1S0 <SEP> .1 <SEP> <B>1.9-5</B> <SEP>  /o
<tb>  Valeriansäure <SEP> 170 <SEP> :

  @ <SEP> <B>113</B> <SEP> 0l0       Bei     .diesen    Versuchen wurden die besten       Aktivierungswirkungen    mit     Säureionen    er  zielt, die     mindestens    2     Kohlenstoffatome    ent  halten, und die maximale Wirkung wurde mit       Propionsäureionen    erreicht.

   Die höheren Fett  säuren (mit 3 oder mehr     Kohlenstoffatomen)     haben jedoch einen sehr unangenehmen Ge  ruch, der sie     praktisch    unbrauchbar     maelii.       Ihre     Löslichkeit    in Wasser bei einem.     1),1-Wert     von etwa 5,0 ist     ebenfalls    sehr     niedrig.     



  Diese Versuche wurden mit einem unge  sättigten,     deni        Propionsä.ureanion        ent@spreehen-          den        Akrylsäureion    wiederholt, mit dem Er  gebnis,     dass    man eine negative     Besehleuni-          gungswirkung    von minus     50 /o    erhielt:

   d.     b.     das Volumen des entwickelten Wasserstoff-           gases    betrug nur 40     em3    im     Vergleich    mit  80<B>e</B>     111's    wenn kein     Zusatzmittel    verwendet  wurde.  



  Bei Wiederholung     dieser        Versuche    mit  den     oben    erwähnten gesättigten,     unsubistituier-          ten,        aliphatisehen        Dikarbonsäuren    mit 3-6         Kohlenstoffatomen    als Beschleuniger war das  Volumen des     entwickelten        Wasserstoffgases     (entsprechend     einer    erhöhten     Vernickelunms-           geschwindigkeit    in Gegenwart von Nickel  ionen.) viel grösser, wie in der folgenden Ta  belle gezeigt ist.

    
EMI0005.0019     
  
    <I>Tabelle <SEP> II</I>
<tb>  Volumen <SEP> des <SEP> innerhalb <SEP> Gesamtzahl <SEP> der <SEP> Anzahl <SEP> der
<tb>  Zusatzmittel <SEP> 3o <SEP> Minuten <SEP> entwickelten <SEP> Kohlenstoffatome <SEP> in <SEP> der <SEP> CH-Gruppen <SEP> Prozentuale
<tb>  (organ. <SEP> Anion) <SEP> Wasserstoffes <SEP> Aktivierung
<tb>  aliphatischen <SEP> Kette <SEP> (R)
<tb>  <U>cm3</U>
<tb>  Keine <SEP> 80 <SEP> 0
<tb>  Malonsäure <SEP> ?,50 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 213
<tb>  Bernstein:säilre <SEP> 220 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 175
<tb>  Glutarsäure <SEP> 210 <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 1e63
<tb>  .A <SEP> (fipinsii <SEP> nlre <SEP> 185 <SEP> 6 <SEP> 4 <SEP> 132       In diesen Versuchen     wurden    die besten       .lktivierungiswirlLungen    mit     Malonsäure    er  zielt.  



  Aus     vorstehendem    ergibt sich, dass das       Malonsäureion    äusserst. beschleunigend wirkt.       leider        sind    jedoch     der    Preis und die Verfüg  barkeit der     Malonsäure    und ihrer Salze     un-          gün        stio-.    An     nächster    Stelle in der     Besehleii          ni#gltngswirkun-    steht die Bernsteinsäure, die  für die industrielle     Verwendung    als     Besehleu-          niger    sehr geeignet- ist,

   da diese Säure und  (las     Nati iunrsltccillat    handelsübliche     Chemi-          lialien    sind.     Ad'ipin:säure    ist zwar im Handel  erhältlich, hat- jedoch eine verhältnismässig       niedrige        Beschleunigungswirkung.     



       ilhnliche    Versuche unter gleichen     Bedin-          gLInfgell    mit     ungesättigten        Dikarbonsäuren        z.ei-          t;en        keine        Beschleunigningswirkung.    So     ver-          ul:saeht    z.

   B.     3Ialeinsäure,    die ein ungesättig  tes, der     Bernsteinsäure    entsprechendes Radi  kal besitzt, keinerlei     Vergrösserung    des V     olu-          lnens    des entwickelten     3Varerstoffes.     



  Bei der Verwendung     des    Bades wird der  zu     vernickelilde,        normalerweise    aus dein     kata-          lvti,srlien    Material geformte Träger     zweck-          luässi;>erweise        clureli        mechanisches    Reinigen,  Entfetten und leichtes Beizen in der beim       (#'alvanisierverfahren    üblichen     3V    eise vorberei  tet. So ist es z.

   B. bei. der V     erniekelung    eines    Stahlgegenstandes üblich, dass     derselbe        voll     Rost und     Zunder        gereinigt,    entfettet und, dann  in einer geeigneten Säure, wie z. B.     IICI,    leicht       gebeizt    wird. Sodann kann der     Gegenstand     in ein geeignetes Volumen des erfindungs  gemässen Bades eingetaucht werden, das vor  gängig auf eine     Temperatur    gerade unter  halb seines     Siedepunktes,    wie z. B. 99  bei  atmosphärischem Druck, erhitzt war. Fast.

    unmittelbar darauf kann man bemerken, dass  sich auf der     katalytisch    wirkenden Ober  fläche     des        Stahlgegenstandes        Wasserstoffbla-          sen    bilden, die in ständigem Strom aus dem  Bad entweichen, während die Oberfläche     des          Stahlgegenstandes        sich    langsam mit     (etwas     Phosphor enthaltendem) Nickel überzieht..

   Die       Reaktion    wird so lange fortgesetzt., bis die  Farbe ödes Bades     (zuLL    Beginn grün) zeigt,  dass kein Nickel mehr anwesend ist, oder bis  die     Wasserstoffgasentwicklung    aufhört. Wie  bereits oben erwähnt wurde,     isst    ein Vernicke  lungsbad, das ein lösliches Nickelsalz, ein lös  liches     unterphosphorigsaures    Salz und eine  Puffersubstanz in Form eines löslichen Salzes  einer     Monokarbonsälire,    wie z. B.

   Natrium  acetat, enthält, nur     verhältnismässig    beständig,  so     d    ass es auch in     Abwesenheit    einer kataly  tischen Oberfläche dazu neigt, sich mehr oder  weniger     schnell    durch chemische     Reduktion         der Nickelionen     zu    zersetzen.     Insbesondere    die       Nickelionenwerden        zu    einem     feinenamorphen,     schwarzen Pulver reduziert, welches seiner  seits als Katalysator wirkt.

   Der erhaltene     Nie-          derschlag    ist. grau bis schwarz und enthält  je nach den     Bedingungen    seiner Bildung ver  schiedene     Mengen    an     Nickel,    Phosphor und  Salzen, wodurch der Ausdruck      schwarzer     Niederschlag      entstanden    ist. Diese freiwillige       Zersetzung        ist    eine Funktion der     Temperatur,     Zeit und der     Ausgangszusammensetzung        des     Bades.

   Was die anfängliche     Zusammensetzung          des    Bades betrifft, so ist. dieses um so     un-          beständiger,    je höher das Verhältnis der     Hypo-          phosphitionen        zu        denNiekelionen    und ja höher  die absolute Konzentration der     H,y-pophosphit-          ionen        ist.        Anstatt        dass    das Bad die Fähig  keit     erhält,    die     Niekelabseheidun.g    in Gegen  wart.

   eines     Katalysators    zu steuern, bewirkt  eine hohe Konzentration     der        Hypophosphit-          ionen    die bekannte rein     chemische,    nicht  selektive     Reduktion    der Nickelionen. Unter  V     ernickelungsbedingnngen    in     Gegenwart    einer       l@ataly        tischen        Oberfläche    und bei erhöhter       Temperatur    ist die Neigung, diesen schwarzen       Niederschlag    zu bilden, noch stärker.

   Die       Bildung        des        schwarzen        Niederschlages    im Bad       ist.    insofern höchst unerwünscht, als die Be  dingungen, die die Ausfällung des schwarzen  Niederschlages im Bad     verursachen,        eine     rasche     Zersetzung    des Bades durch die     un@          gesteuerte    Reduktion der Nickelionen im Bad  und damit eine Erschöpfung .des Bades zur  Folge haben.

   Ebenso     verursacht    die Anwesen  heit des schwarzen     Niederseh#la-es    im Bad  einen rauhen und     ungleiehmä.ssigen        Nickel-          überzug    auf dem der Vernickelung     unterzoge-          nen        Gegenstand.    Wird jedoch     erfindungs-          gemäss    als Beschleuniger eine     umibstitiiierte,          gesättigte,        aliphatische        Dikarbonsäure    mit.

   3       biss    6     Kohlenstoffatomen.    oder deren Salz ver  wendet, so entsteht nur wenig.. oder überhaupt  kein schwarzer     Niederschlag,        und    gleichzeitig  hat man     den    Vorteil einer stark erhöhten     Ver-          nickelungsg        eschwindigkeit.     



  Bei der     Verwendung    des erfindungsgemä  ssen Bads in der beschriebenen Weise     ist,    es  vorteilhaft, die     Temperatur,    absoluten Kon-         zent,rationen,        Mol.verhältnisse    und dergleichen,  die oben     alsd;

  ie        Bedingung    en bezeichnet wurden,  unter denen der in dem     bisherigen    Verfahren  beschriebene     Vorgang        ausgrefülirt    wird, inner  halb der optimalen Bereiche     zii        halten,    obwohl  die     vorliegende        Erfindiino,        einen.        etwas    weite  ren Bereich: zulässt, wie     nun        noeli        ausfülir-          lieher        besebrieben    wird.  



       Dementsprechend    ist es empfehlenswert,  dass die Temperatur des     Bades    unter den  vorherrschenden     Bed:in-tingen    auf dein höchst       mögHehen    Punkt unterhalb des     Siedepunktes          gehalten    wird, d. h.

   bei etwa 99  unter den       üblichen        Bedingungen,    da die Geschwindig  keit der     katalytiselien    Reduktion der Nickel  ionen     zi.        metallischem    Nickel eine     Funktion     der Temperatur des Bades ist     und    diese Funk  tion     logarithiniseh    ist, so      < lass    die     Vernicke-          lungsgesehwind'igkeit        dazu        neigt,    bei sinken  der Temperatur rasch abzufallen.  



       Obwohl,        in        der        Verniekehingsgesehwindig        -          keit    des Gegenstandes in dem     Bad    zwischen  dem Volumen     des    Bades und der Oberfläche  das Gegenstandes eine direkte Beziehung be  steht,     wurde        gefunden,    dass die     Neigung    zur  Bildung eines schwarzen     Niederschlages        steigt,     wenn das Volumen des Bades erhöht wird.

    Die besten Werte dieses     Verhältnisses        V/0          zwischen    dem     Volumen        des    Bades     (cin3)    und  der geometrischen Oberfläche     (em2)    des zu  vernickelnden     Ge-enstandes        liegen    unterhalb  1.0.  



  Was die     Zusammensetzung    des Bades an  betrifft, so besteht es     hauptsächlich    aus einer       wässrigen    Lösung, die Nickelionen,     Hypophos-          phitionen    und den     Beschleuniger    enthält. Es  kann aus einem löslichen Nickelsalz, einem  löslichen     unterphosphorigsaurem    Salz und  einem     Beschleuniger,    z. B. in der     Forin        eines     löslichen Salzes einer     Dikarbonsäure    der oben  genannten Art, hergestellt werden.

   So können  z.     B.    .die Nickelionen von     Niekelehlorid    oder       Niekelsuecina.t    und die     Hypophosphitionen     von Natrium-, Kalium-,     Lithium-,        Caleium-,          Magnesium-,        Strontium-,        Bariumhypophosphi-          ten    usw. oder     verschiedenen        Mischungen    sol  cher     Salze        herstammen.    Es     wurde    gefunden,  dass     ;

  ewisse    Kationen, die auf diese     Weise         in das Bad eingeführt- werden, die     Gesehwi-n-          digkeit    der     '-\-iel,-elabseheidung    im Vergleich       zti    andern Kationen zu verzögern     selieinen.    So       Seheinen    z. B.     Barinmionen    die Geschwindig  keit der     Nielzelabsehei,diing    gegenüber     Na-          tr-iurn-    und     Kaliurnionen    zu verzögern.  



  Bei     (ler        Herstel.lun-    des Bades kann     rrrari     solche     ,Mengen    an löslichem     Niel##elsalz    und  löslichem     unterpliospllorigsaurem    Salz verwen  den,     dah    sowohl.

   das Verhältnis der Nick     e1          ionerr    zu     den        Hypophosphitionen    als auch die       alxsolitte    Konzentration der     Tiypophosphit-          ionen        zti    Beginn innerhalb optimaler Bereiche       festgesetzt    werden.

   Der hier     verweltdei    e     Aus-          (Irriek         loir         unifasst    die     Gesamtmenge    des in  dem Bad anwesenden Elementes oder     Radi-          ka.ls,        d.        h.        sowohl        des    nicht     clisso7iierten    als       atieli        des    dissoziierten     Materials.    Mit.

       andern     Worten, es     wird    eine     1000/0ige    Dissoziation       angenommen,    wenn der     Ausdruck     Ion  in  Verbindung- mit     3Iolverhältnissen        u1 < 1        -kon-          zerrtrationen    im Bad verwendet wird.

   Das  Verhältnis zwischen den Nickelionen Lind     den          TI        yp < rpbo-slihitionen,    j     (112P0.,)-    kann   in     lIolkonzentrationen    -als Dezimalfraktion       atisgediiiekt        wer±len,    und es     wurde        gefttaden,     dass der günstigste Bereich dieser Fraktion       zwischen    0,25 und 1,60 liegt, bei     einem-        aus-          ,esproehenen        Optimum        zwischen    0,30 und  <B>0,

  80.</B> Es     wurde        ausserde    n gefunden, dass die       vorteilhafte        absolute    Konzentration der     Be-          sehlei:irri-erionen    mindestens etwa 2     Carboxyl-          gr#rippen    pro     reduzierbares    Nickelion entspre  ehen sollte, wie noch     beschrieben.    wird. Wählt       rnan    z.

   B. eine     Ilypophosphitionenkonzeritra-          t.ion    von 0,225     1VIo1/Liter,    so wäre die erforder  liche absolute Konzentration der     Besehleuni-          neranionen    der     Dika-rbonsä        trerl    in     lvlol/Li@t.er          ausgedrückt-    annähernd 0,06.

   Die optimale  absolute Konzentration der     Hypopho,sphit-          ionen    im Bad, d. h. die     Konzentration,    die       eine        gute    V     erniekelung    ergibt, ohne dass eine       übermüssige        Neio-Ling        rti    freiwilliger     Zerset-          zing    besteht, liegt zwischen 0,15     2vIol/Liter     <B>1110</B> 1,20     lIol/Liter.     



  Die     dtireli    die Verwendung von     gesättigten          cinfaehen,        kurzkett-igen        Dikarbonsättren    oder       deren        lihslidle    Salze als     Beselileuniger    nach    der     vorliegenden    Erfindung erhöhte Vernicke  lungsgeschwindigkeit wird durch folgenden  vergleichenden     Versuch        gezeigt:

      50     ein-    eines  Vernickelungsbades, das 0,122     Mo1/Liter          Hypophosphitionen    (-etwa 1     %        Calciumhypo-          phosphit),    0,115     Mol/Liter        Acetationen    und  0,075     Mol/Liter    Nickelionen enthielt     i.nd,    bei  einer Temperatur von 99  mit Salzsäure auf  einen     pH-Anfangswert    von 5,1     gestellt,    wurde,  schied innerhalb von 10     Minuten    0,

  0732 g  eines     Nickelüberzuges    auf einer     Flussstahl-          probe    mit einer Oberfläche von 20     em2    ab  (niedriges     V/0-Verhältnis).    100     eln3    des glei  chen     Verniek        elungsbad'es    schieden unter den  gleichen     Bedingungen    0,l-932 g Nickelüber  zug innerhalb von 2 Stunden auf einer     Fluss-          stahl.probe    mit einer     Oberfläche    von 5     cm2,     ab (hohes     V/0-Verhältnis)

  .    Im     Gegensatz          zti    diesen     Ergebnissen    schieden 50     cm3    eines  Vernickelungsbades, in dem 0,122     Mol/Liter          Hy        pophosphitionen        (etwa        1%        Ca:

  lciumhypo-          phosphit),    0,075     Mo1/Liter        Suceinationen    und,  0,077     Mol/Liter    Nickelionen ohne     pH-Ein-          stellung        enthalten    waren, bei einer Tempe  ratur von 99  0,1232 g eines     Niekelüberztiges     innerhalb von<B>l0'</B>     l11intiten    auf einer     Fluss-          stahlprobe    mit einer     Oberfläche    von 20     em2        .,     ab (niedriges     V/0-Verhältnis)

  .    100     em3    -dies  gleichen     Vernickelungsbades    schieden unter  den gleichen Bedingungen     und.    bei     Verwen-          dang    von     Suecinationen   <B>0,3132</B> g eines     Nickel-          Überzuges    innerhalb von 2 Stunden auf einer       Flussstahlprobe    mit einer Oberfläche von  5     em2    ab (hohes     V/0-Verhältnis).     



  Bei diesen     Versuchen        beträgt    der Unter  schied in den Gewichten der Überzüge 0,05 g  bei 10 Minuten mit. niedrigem     V/0-Verhältnis        (     und 0,12     g    bei 2     St.-Lin:

  den    mit- hohem     Vj0-Ver-          hältnis.    Dies     bedeutet    also eine Erhöhung der       Geschwindigkeit        um        68,30/0.        bzw.        62,11%.        Att-          sserdem    war die Vernickelung viel heller     -Lind          glatter,    wenn man als     Aktivieruagsmitt:el        bern-    s       steinsaures    Salz verwendete.  



  In weiteren vergleichenden     Versuchen    schie  den bei Verwendung von Acetat-     bzw.        Sueci-          natio:nen,    50     cm-'    eines optimalen     Vern.icke-          lungsbades,    das 0,221 Mol/Liter     Hypophosphit-          ionen,        0,120-1-Iol/Liter        Acetat.ionen        -ttn        -d        0;

  0S              Mal/Liter    Nickelionen enthielt     und    auf einen       pH-Wert.    von 5,01 gestellt war, bei einer Tem  peratur von 99  0,089 g eines Nickelüberzuges  innerhalb von 10 Minuten auf einer     Flussstahl-          probe    mit einer Oberfläche von 20     em2    ab.  Die Vernickelung wies     gute    Qualität auf.  



  Der     letzterwähnte,    Versuch wurde mit  50     cm3    eines Vernickelungsbades bei einer  Temperatur von 99  wiederholt, das 0,224     1o1/     Liter     Hy-pophosphitionen,    0,055     ,Nfol/Liter          Sueeinaöonen    und 0,0765     Mol/Liter    Nickel  ionen enthielt, und dieses Bad     schied    inner  halb von 10     Minuten   <B>0,118</B> g eines.     Nickel-          überzuges    auf einer     Flussstahlprobe    mit einer  Oberfläche von 20     cm2    ab.

   Es wurde keine       pH-Einstelluuig    vorgenommen und der Nickel  überzug war hell und     glatt.    Der in diesen  beiden     Versuchen    erhaltene     Gewiclltsunter.-          schied    der beiden Überzüge beträgt bei prak  tisch gleichen     Badzusammensetzungen,        jedoch     verschiedenen Puffersubstanzen 0,029 g,

   ist       also        um        etwa.        30%        erhöht..        Bei        Vernickelung     unter     Veunvencliing    von     Succinat.ionen    als     Ak-          tivierungsmittel    war die Qualität des     Ü'ber-          zuges    der bei Verwendung von     Aeetationen     erhaltenen weit überlegen. Im allgemeinen  werden sogar durch     Zusätze    von grösseren  Mengen     Natriumsuccinat,    bessere Ergebnisse  erhalten.

    



  Der optimale Bereich     des    Verhältnisses der       Nickelionen    zu den     Hypophosphitionen    ist  vorzugsweise der in dem früheren Verfahren       erwähnte,    nämlich zwischen 0,25     und    0,60.  Bei     Verwendung    von     Suecinat.ionen    jedoch  scheint das     Verhältnis    weniger kritisch und  breiter     zu    sein.

   Dies ergibt sich aus     Ver-          niekelungsv    ersuchen mit einem     V/0-Verhält-          nis    von<B>100</B>     ems        zu    4     cm2    auf einer Stahl.  probe mit 0,224 M     ol/Liter        I32PO2-    Ionen und  0,063     Mol/Liter        Succinationen    bei einem     PH-          Anfangswert    von 5,5.

   Das Verhältnis der  Nickelionen zu den     Hypophosphitionen    er  streckte sich über den Bereich von etwa 0,1       bis    1,6     und    das Gewicht des innerhalb von 2       Stunden    abgeschiedenen     Nickelüberzuges    be  trug etwa 30-60     mg/em=.    Ein schwarzer Nie  derschlag bildete sich nach einer     Stunde,    wenn  das Verhältnis der Nickelionen zu den Hypo-         phosphitionen    unterhalb 0,2 lag, und nach  90 Minuten, wenn das Verhältnis etwa 0,250  betrug.

   Bei allen höheren Verhältnissen bil  dete sieh kein schwarzer     Niedersehlag.    Die  Vernickelung war jedoch innerhalb des ge  samten Bereiches der Verhältnisse befriedi  gend. Es wurde gefunden, dass die Mengen  des     Aktivierungsmittels    bei Verwendung von  Salzen von     Dikarbonsäuren,wue    z. B. Natrium  succinat, als     Puffersubstanz        etwa.    die Hälfte  der bei V     erwendun,    von Salzen von     --Nlono-          earbonsäuren,    wie z.

   B.     Natriumaeetat,    be  nötigten Mengen beträgt.     Ausserdem    ist bei  Verwendung von     Natriumsueeinat    als     Znsatz-          mit.tel    keine Einstellung des     pH-Wertes    erfor  derlich. Das Bad kann so, wie es     hergestellt.     wurde, mit einem     PH-Wert    zwischen 5,8 und  6,5 verwendet werden. In diesem Falle ent  steht     zwar    ein grüner     Niederschlag,    der je  doch den V     ernicl,:eluno svorgang    nicht weiter  beeinträchtigt.

   Im übrigen sind Bäder, die  mit     bernsteinsaurem        Salz        als        Aktivierun        gs-          zusatzmittel.    hergestellt      -erden,    viel weniger       empfindlich.        gegenüber        anfängliehen        Abwei-          ehungen    des     pH-Wertes,    was bei     der    chemi  schen Vernickelung von     ausgesprochenem    Vor  teil     ist..     



  Die Wirkung der     lind        eiuni    des     pH-An-          fa-ngswertes    auf das     Gewicht    des     abgesehie     denen     Nickels    wird durch einen weiteren Ver  such gezeigt. Das Gewicht des     iniierlialb    von  2 Stunden abgeschiedenen     Nielzels    betrug etwa  ;/cm:'.

   In diesem Versuch  zwischen 30-70 m<U>g</U>  wurde die Vernickelung mit einem hohen       V/0-Verhältnis    .durchgeführt (eine Stahlprobe  mit einer Oberfläche von     .5        em2    in 100     cm3          Löstmg),    und     zwar    bei einer Temperatur von  99  mit     Natriumsueeinat    als Zusatzmittel.

   Das  Bad enthielt 0,233     MoliLiter        Hypophosphit-          ionen,    0,094     Mol/Lit.er    Nickelionen und 0,055  M     ol/Liter        Succinationen.    Das     Verhältnis    der  Nickelionen zu den     Hypopliospliitioneii    in     dein     Bad betrug 0,333.

   Die     1),11-Anfangswerte    wur  den mit     'Salzsäure    auf 4,0; 4,5; 5,0; 5,5 und  6,0 gestellt und bei Verwendung von     Natrium-          bikarbonat        (Na1IC0..)    erhielt man einen     pH-          Wert    von 6,25. Der     Niekelüberzng    war hell  und glatt bei     1)1,-jVerten    von 5,0 und niedri-           ";er,    bei höheren     PH-Werten    erschien jedoch  eine     @@elblichgrüne        Abseheidung.     



  Ein     bedeutendes    Merkmal \bei der     Ver-          nickelrtng    mit Bädern, die Anionen von     Di-          karbonsäuren,    wie<B>7.B.</B> das     Sueeination,    ent  halten ist die Tatsache, d ass die Bildung des       selrwarzen        Niederschlages    praktisch     atusge-          wlraltet    ist, wenn man das     Verfahren    unter den  üblichen optimalen     Arbeitsbedingungen,    wie  sie oben. und in dem früheren Verfahren be  schrieben     wurden,    durchführt.

   Die     Vernieke-          lungsrea-ktion        isst    gut. gesteuert,     und    es tritt  keine     uner.wiinsellte    chemische     Reduktion    des  Nickels auf.

       Uin        diese    Tatsache     zu        beweisen,          wurde,    ein     Vernickelungsbad    mit einem Ver  hältnis der Nickelionen     @zu    den     Hypophosphit-          ionen    von 0,333 und einer     absoluten        Hypo-          phosphitionenkonzentration    von 0;225     ',Hol/     Liter bei Anwesenheit von 0,05     Mol/Liter          Suecinationen,    8     Stunden    lang auf 99  erhitzt,  wobei nicht die Spur eines :

       ellwarzen    Nie er  sehlages erschien.  



  Es scheint, als ob dieses     Ergebnis    auf  die Tatsache     zurückzuführen    sei, dass     da:s     für die     beschleuni-ende        Wirkung        verantwort-          lielre        llypophosphit-Siiceinat        Hetero@polysäure-          ion    eine     verhältnismässig    unlösliche,     basische          Niekelvei hindiing,    wahrscheinlich eine     Kom-          plexverbindun@    bildet,

   die sieh im     Gleich-          ,ewielit    mit der     Lösung    befindet. Durch Mes  sen der     Spannungsänderung    in einer Zelle mit  einer Nickelelektrode, einer     Kalomelektrode     und einer 0,003     mola.ren        Niekelchloridlösung     als     Elektrolyt    vor und nach dem Zusatz     voll     0,25     Mol        Natriumsuceinat    und 0,25 Mal     Na-          triurnhypophosphit,    wurde gefunden,

   dass       70%        cles        Nickels        fest        gebunden        waren.     



  Weder das     unterphosphorigsaure    Salz  allein     noch    das     Succinat    allein zeigten unter  gleichen     Bedingungen    irgendwelche     Nickel-          liorriplexirindtirig.    Das Auftreten eines hellen       grünere        lieder@sclrlages    kann tatsächlich wäh  rend der bei 99  mit     pH-Werten    über 4,8       dui#cligeführterl        Vernickelungsvorgänge        beob-          aelitet    werden.

   Eine     -Analt-se    dieses     Nieder-          helrlages        zeigte,        dal;        er        1.5,11.%        Nickel,        13,3%          Phosphor        und        11,9        %        Sueeinat,radikal        enthielt.     Dieser     Niedersehlag    kann gelöst werden, in-    dem     man    den     p11-Wert    des     Bades    auf unter  5,

  0 herabsetzt, wodurch, die     Vernickelungs-          gesrhwindigkeit    etwas vermindert wird, je  doch weiter keine nachteiligen Wirkungen auf  treten.  



  Oben     und    in .dem bisherigen Verfahren       @var    festgestellt worden,     dass    die Menge des       Zusatzmittels    als     Puffer & rbstanz    oder     Akti-          vierungsinitte1        vorteilhafterweise    der Menge  der Nickelionen, die durch die im Bad an  wesenden     Hypophosphitionen        reduziert    wer  den können,     entsprechen    sollte.

   Mit.     andern     Worten sollte die Konzentration des     Zusatz-          mittels    den durch die     Reduktion    der Nickel  ionen zu     metallischem    Nickel freigewordenen       M        asserstoffionen    entsprechen. Dies entspricht  2     Ca.rboxylgruppen    pro     1\Zol        reduzierte    Nickel  ionen :oder im Falle     eines    Salzes einer     Mono-          karbonsäure,    wie z.

   B.     Natriumacetat,    2     Mol          Essigsäureanion    pro     Mol    Nickelion. Das gleiche       Verhältnis <     besteht bei     Dikarbonsäuren,    und. es  ist daher zweckmässig, 1     Mol        Anionen    oder 2       Carboxylgruppen    für jedes     Mol    reduzierter  Nickelionen anzuwenden.  



  Ein starker     Übersehuss    an Ionen von     Di-          karbonsäuren,    wie z. B.     Succinat.ionen,    über  der Nickelkonzentration  bindet  alle     verfüg-          baren    Kationen     -unter        Komplexbildung,    so  dass keine     Vernickelung    stattfindet.

   Wird die       Nickelionenkonzentration    weiter erhöht., wäh  rend die Menge .der Ionen der     Dikarbonsäuren     konstant gehalten wird, so bildet.      < sich    auf der  katalytischen Oberfläche ein     s;tumpfgTauer          nichtm.etalliseher    Überzug, den man als      krti-          stig     bezeichnen kann. Nach noch weiterer  Erhöhung der     Nickelkonzentration    beginnt  gute Vernickelung.

   Zum Beispiel bei Verwen  dung eines Verhältnisses der Nickelionen zu  den     Hypophosphitionen    von 0,333, einer kon  stanten Menge von 0,05     Mol/Liter        Suecinat-          ionen    und Erhöhung der absoluten     Konzen-          tration    der     Hypophosphitionen    sowie entspre  chende     Vermehrung    der Nickelionen, um das  Verhältnis bei 0,333 zu halten,

       trat    bei einem  hohen     V/O-Verhältnis    und einer     Badtempera-          tur    von 99  2 Stunden lang keine     Vernicke-          lung    ein, bis die Hypophosphitionenkonzen-           tration    auf einen     Wert,    von etwa 0,06     Mol/     Liter gebracht. wurde. Von diesem Punkt an,  bis die     Hypophosphitionenkonzentration    0,10       Mol/Liter    erreichte, bildete sich eine stumpfe  graue     Kruste    auf der Stahlprobe.

   Bei einer       Hypophosphit-Mindestkonzentration    von 0,114       Mol/Liter    begann     sieh    ein heller     metallischer     Überzug zu bilden. Für praktische Zwecke       kann    erwähnt     werden,    dass das Verhältnis     der          Hypophosphitionen    zu den     Succina,tionen    höher  als 2     zii    1 sein sollte, um beste Ergebnisse  zu erzielen.  



  Die bei der     Erhöhung    der Konzentration       :der        Hypophosphit.ionen    bei 3 verschiedenen       Werten    der     Succina.tionenkonzentration    (0,111,  0,074     undt    0,067     Mol/Liter)    erzielten Wir  kungen werden durch die in     Verssuchen    er  haltenen Werte erläutert, die mit     normalen          pH-Werten    ohne Einstellung und einem bei  0,333     konstant    gehaltenen Verhältnis der  Nickelionen zu den     Hypophosphit.ionen    durch  geführt wurden.

   Das Volumen der Lösung       betrug    50     m3    und die Versuche     wurden    2  Stunden lang zur Vernickelung einer 2,778 mm       starken    Stahlprobe mit einer Oberfläche von  20     cm2    durchgeführt.

   Die Gewichte des Nickels  und     :des        Nickelphosphorüberzuges        änderten     sich innerhalb der 2 Stunden um etwa bis  zu 20     mg/cm2.    Bei einer     Succinationenkonzen-          tration    von 0,111     stieg    :

  das Gewicht des     über-          zuges    innerhalb 2 Stunden scharf mit den  Erhöhungen der     Hy        popho.phit.ionenkon7en-          tra.tion    von etwa. 0,1 auf etwa 0,3     Mol/Liter,          his    zu     einem    Wert von etwa 16 bei einer       Hypophosphitionenkonzentration    von 0,3     Mol/     Liter.

   Danach zeigte das     Gewicht.    des Über  zuges ein allmähliches     Ansteigen        bis    auf einen  Wert. von etwa 20 für eine     I-ly        pophosphit-          ionenkonzentration    von etwa 0,7     Mol/Liter.     



  Bei einer     Succinationenkonzent.rat.ion    von  0,074     Mo#l/Liter    stieg das Gewicht des inner  halb 2 Stunden abgeschiedenen     Überzuges    von  etwa 4,5 bei einer     Hypophosphitionenkonzen-          tration    von     0,11VIo1/Liter    auf einen     Wert    von  etwa.

   Il     mg/cin2    bei einer     Hypophosphit.ionen-          konzentrat.ion    von 0,3     Mol/Liter.    Das Gewicht  des innerhalb 2 Stunden     abgeschiedenen        über-          zuges    zeigte ein allmähliches     Anisteigen    auf    einen Wert von etwa 11,5 bei einer     Hypophos-          phitionenkonzentration    von 0,7     Mol./Liter.     



  Bei einer     Suecinationenkonzentration    von  0,067     Mol/Liter    stieg das     (Te -icht    des inner  halb 2 Stunden abgeschiedenen     Überzuges     ziemlich     scharf    auf .einen     Weil    von etwa 8  bei einer     Hypophosphitionenkonzentration    von  0,2 M     ol/Liter.    Das Gewicht.

   des     Überzugets     stieg     dann    während 2 Stunden ziemlich all  mählich auf einen     Wert    von etwa 11     mg!em2     bei einer     Hy        pophosphitionenkonzentration    voll  etwa. 0,7     Mol/Liter.     



  Wie bereits oben erwähnt wurde, ist die  absolute Konzentration der     Hypophosphit-          ionen        kritisch,        wenn        Uran        als     bei der     chemischen        Vernickelung    ein lösliches  Acetat. verwendet. Die optimale     Konzentration     beträgt zwischen 0,15     llol/Lite-r        und    0,35     Mol/     Liter.

   Wird :die     Hypopliosphitkonzentration          weite=r    erhöht, so tritt der schwarze     N        ieder-          sehlag    auf und verbraucht die     vorhandenen     Nickelionen, wodurch die V     erniekelung        beein-          träehtigt    wird.

   Unter ähnlichen Bedingungen,  jedoch bei Verwendung der     Sueeinaöonen    in  einer etwa     entsprechenden    -Menge von     etwa     0,05     Mol/Liter    wurde gefunden, dass die     FIypo-          phosphit.ionenkoazentration    bis auf 1,2     Mol/     Liter     gesteigert-    werden, kann,     bevor    die     uner-          wünschte    Reduktion der     Nickelionen.        eintritt.     



       Dies    ergibt sieh     aus    Versuchen, in denen  eine 1,588 mm starke Stahlprobe mit einer       Oberfläche    von 5     em2    2     Stunden        lam        r#    bei     99      in 100 ein-' eines     Bades        vernickelt        \wurden,     das 0,05     Mol/Liter        Suecinationen    enthielt.

   Das       Verhältnis    der Nickelionen zu den     Hypophos-          phitionen        wurde    auf 0,333 gehalten und der       l,-        Vert    entsprach dem durch     Herstellung    der  <B>p N</B>       Lösung    ohne     Einstellung    erhaltenen Wert.

    Das     Gewicht.    des Nickels     bzw.    des N     iehel-          Phosphor-Überzugess,    der     innerhalb    2     Stunden     abgeschieden wurde, schwankte bis etwa  6,6     mg/em2    bei wachsenden     IIy        pophospliit-          ionenkonzentrationen    bis etwa 1,20     Mo1Liter.     Das Gewicht.

   des     Überzuges    stieg ziemlich  scharf     bis    auf einen Wert von etwa 4,0     m--@eni2     entsprechend einer     Hypophosphit-ionenkonzen-          tration    von etwa. 0,20     Mol/Liter.    Das Gewicht.

    des Ü     bcrzuges    blieb im     wesentlichen    bei einem           Wert    von etwa 4,9 konstant.     bis        zil    einer       IIypophosphitionenkonzentration    von etwa  0,66 und stieg dann     a:llmählieh    auf einen Wert  von etwa 6,6     wg;

  /em -,    der .einer     I-Iypaphosphit-          ionenk        onzentration    von etwa 1,20     Mol/Liter          entsprach.    Bis zu einer     Hy.pophosphitionen-          konzentra.tion    von etwa. 0,114 war der     Lberzug          stu        ipf    grau. Bei allen     Hypophos-phitionen-          konzentrationen    von 0,114-1,20     Mol/Liter     war der     überzog    hell und glatt.

   Bei     diesen          Versuchen    trat bei einer absoluten     I-Iypophos-          phitkon7entration    von 1,4     Mol/Liter    nach 1       Stunde    und 30 Minuten ein schwarzer     Nieder-          sehla@,    auf und das Gewicht des     abgeseliie-          denen        1'berzuges    betrug 0,243 g.

   Bei einer       absoluten        Hypopho,@phitkonzentration    von 2,0       Mol/Liter,    begann sieh der schwarze Nieder  schlag fast unmittelbar     zu    bilden und die       Verniekelun    - konnte     mir    30     Minuten    lang       dureh--eführt    werden, wobei man einen     Nickel-          überzno,    von 0,115 g erhielt.

   Dieser Versuch  zeit, dass der optimale Bereich der     Vernicke.-          lungsbedingungen    bei Verwendung von     Sueei-          nationen    als     Aktivierungsmittel    ahne den  Nachteil der     Bildung    eines schwarzen Nieder  wesentlich erweitert. werden kann.

    Bei der     Vernickelung    nach der vorliegen  den     Erfindung-    wird Glas     Sueeination    bei der       Vernickelung    nicht      a.ifgebraueht sondei-n@bil-          det    leicht     wenig,        disoziierte    Bernsteinsäure,

   so       dass    eine verbrauchte     Vernickelungslösung          slureh    Neueinstellung der Nickelionen- und       IIypophosphitionenkonzent-ration        so-wie        durch          Neut.ialisierung    der     Bernsteinsäure    auf den       ,(,ei-neteii        1),1-Wert        mittels    eines milden Mit  tels, wie z.

   B.     Natriumbikarbonat,        regeneriert.     werden kann.     DIesess    Verfahren hat den Vor  teil, dass dabei ein hellerer     überzig        hergestellt          werden    kann.  



  Aus     obigem        -eht    hervor, dass     man        durch     V     erwendiiri;,-    eines     Aktivierungsmittels    in       Form    einer     einfachen        kurzketthgen        aliphati-          sehen        Dikarbonsä-ure        und/oder    deren Salze       ;sosse    Vorteile erzielt.

Claims (1)

  1. PATENTA-:N SPRUCH I Verfahren zur chemischen V erniekelung eines dabei katalytisch wirkenden Trägers, unter Verwendung eines Bades, bestehend aus einer wässrigen Lösung, die Nickelionen, Hypo- phosphit.ionen und eine organische Karbon- säure oder eines ihrer Salze enthält, dadurch gekennzeichnet., dass das Bad eine unssubsti- tuiert.e, gesättigte,
    aliphatisehe Dikarbonsäure mit 3-6 Kohlenstoffatomen oder ein Salz dieser Säure enthält.. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der pH-jVert des Bades anfänglich 4,3-.6,8 beträgt.. 2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1-, dadurch gekennzeichnet., dass die Temperatur des Bades etwas unter halb seines Siedepunktes liegt. 3.
    Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass das Verhältnis zwischen dem Badvolumen in cm3 und der Oberfläche des Trägers in em" nicht grösser als 10 ist. PATENTANSPRUCH II Bad zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, bestehend aus einer wässrigen Lösung, die Nickelionen,
    Hypophos- phitionen und eine organische Ka.rbansäure oder eines ihrer Salze enthält, dadurch Bekenn zeichnet, da.ss das Bad eine unsubstituierte, gesättigte, aliphat.ische Dikarbonsäure mit 3 biss 6 K ohlenstoffatomen. oder ein Salz dieser Säure enthält-. UNTERANSPRÜCHE 4.
    Bad nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet,, dass es ein Alkali- oder Erd- a:lkalisalz der Dikarbonsäure enthält. 5. Band nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, da.ss es das Natriumssalz der Dikarbonsäure enthält. 6.
    Bad nach Patentansprueli II und Unter ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, da.ss das Molverhältniss zwischen den Nickel ionen und den I-hrpophasphitionen 0,25 bis 1.,60:I. und die absolute IIypophosphitionen- konzentration in dein Bad 0,15-1,20 Mol/Li- ter beträgt. 7.
    Bad nach Patentanspruch II und Unter ansprüchen 4-6, dadurch gekennzeichnet., dass die absolute Dikarborsänreionenkonzentvation mindestens 2 Ka:rba-xvlgnippen pro abscheid- bares Nickelion beträgt. B.
    Bad nach Patentanspiaich II und Unte@r- an3prüchen 4-7, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Alkali- oder Erdalka.l.ihypophosphit ent hält. 9. Bad nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet., dass es Bernsteinsäureionen enthält. 10.
    Bad nach Patentanspruch 1I und Un- terawpiaieh 9, dadurch gekennzeichnet, dass die absolute Bernsteinsäureionenkonzentration mindest,erns 0,05 1Iol/Liter beträgt.
CH326974D 1953-07-13 1953-07-13 Verfahren zur chemischen Vernickelung eines dabei katalytisch wirkenden Trägers CH326974A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1292828B (de) * 1959-01-08 1969-04-17 Sarrasin Alexandre Bewehrungsstab fuer Beton

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1292828B (de) * 1959-01-08 1969-04-17 Sarrasin Alexandre Bewehrungsstab fuer Beton

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