CS241780B1 - Roztok pro coulometrické měřeni tloušťky galvanických povlaků stříbra a jeho slitin - Google Patents

Abstract

Řešení se týká složeni roztoku pro coulometrické měření tloušťky ochranných a funkčních povlaků stříbra a jeho slitin s antimonem a vizmutem, galvanicky vyloučených na povrchu mědi a jejich slitin. Roztok podle vynálezů obsahuje 5 až 500 g/1 vodivé anorganické sloučeniny, reagující při' elektrolýze se stříbrem za tvorby ve vodě dobře rozpustných sloučenin, nanřiklad fluoridu draselného, 5 až 400 g/1 komplexotvorné látky, například reakčního produktu kyseliny ethylendiaminotetraoctové s ethanolaminem, 1 až 250 g/1 alkaliůké látky pro úpravu pH a . destilovanou vodu v množství 250 až 990 g. Roztok může obsahovat i povrchově aktivní látky y množství 0,01 az 10; g/1 roztoku. Optimální hodnota pH roztoku je 9 až 11. Roztok se využívá pro měřeni tloušťky kovových povlaků.

Description

Vynález se týká roztoku pro coulometrické měření tloušťky galvanických povlaků stříbra a jeho slitin s antimonem a vizmutem na předmětech z mědi a jejích slitin.

Tloušťka ochranných kovových povlaků je jedním z hlavních faktorů, ovlivňujících ochrannou účinnost a funkční způsobilost povrchové úpravy méně ušlechtilých materiálů a znalost této veličiny umožňuje předvídat dobu působnosti jednotlivých druhů povrchových ochran. Zejména u povlaků z drahých kovů je měření tloušťky velmi důležité, jednak aby nedocházelo při výrobě k tvorbě povlaku nedostatečné tloušťky a naopak, aby nebyly nanášeny povlaky zbytečně silné. Měření tloušťky kovových povlaků je proto do značné míry i kriteriem ekonomie povrchové Úpravy. Měření tlouštěk kovových povlaků lze uskutečnit celou řadou způsobů, z nichž v současné době počínají převládat metody fyzikálně-chemické. Znač-. ňou Šíří aplikační oblasti, rychlostí/ jednoduchým provedením i dostatečnou přesností se zejména vyznačuje metoda elektrochemická - coulometrička, jejímž základem je anodické odleptávání kovových· povlaků za řízených reakčních podmínek pomocí speciálních přístrojů', sdružujících v sobě jak vlastní napájecí zdroj pro elektrolytický proces, tak i vyhodnocovací jednotku a měřicí sondu.· Vzhledem k široké škále kovových materiálů ochranných povlaků a základních materiálů, někdy příbuzných, jindy značně odlišných chemických i elektrochemických vlastností,, nelze při coulometrickém měření vystačit s jediným druhem měřicího elektrolytu. Návrh měřicího elektrolytu je proto nutno provádět s ohledem na danou kombinaci povlakového i podkladového kovu* ideální měřicí elektrolyt nesmí napadat materiál povlaku bez proudu, musí umožňovat rozpouštění povlaku s anodickou účinností blížící se 241760

100 %, stálé hodnoty, pří proleptání povlaku k základu musí jwykazovat zřetelnou změnu potenciálu, musí být dostatečně stabilní a nemá obsahovat látky jedovaté.

Pro povlaky stříbra na mědi a slitinách mědi se v současné době používají jednoduché -vodné roztoky buá fluoridu draselného o koncentraci kolem 100 g/ljnebo thiokyanatanu draselného cca 180 g/1. Uvedené měřicí elektrolyty pro čistě stříbrné povlaky vcelku dobře respektují požadavky na ně kladené. Neustálý tlak zvýšených nároků na životnost ochranných povlaků zejména v oblasti elektrotechniky si vynutil vývoj nových, typů galvanických lázní, umožňujících vylučování slitinových povlaků stříbro-antimon, případně stříbro -vizmut, jež oproti samotným stříbrným povlakům vykazují celou řadu zlepšených ochranných i funkčních vlastností. Měření tlouštěk takových slitin známými měřicími elektrolyty je však buá zcela nemožné, nebo dává výsledky neodpovídající skutečné tloušťce. Důvodem je přítomnost slitinových kovů antimonu nebo vizmutu, jež způsobují při rozpouštění povlaku tvorbu tmavých kalů, usazujících se na katodě snímače i na měřeném povrchu a způsobujících nepravidelné a neodůvodnitelné změny potenciálu ještě před úplným proleptáním vrstvy povlaku. Jiným důsledkem přítomnosti legujících kovů je zvýšená pasivita povlakového materiálu, vedoucí k nerovnoměrnému napadání měřeného povlaku při zkoušce, jež se při vyhodnocování .měření promítne v nezvykle málo reprodukovatelné. hodnoty tloušťky, většinou podstatně nižší než skutečné.

Nedostatky známého stavu techniky v této oblasti odstraňuje roztok pro coulometrické měření tloušťky galvanických; povlaků stříbra a jeho slitin s antimonem a vizmutém na předmětech z mědi a jejích slitin· podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že roztok obsahuje 5 až 500 g/1 vodivé anorganické' sloučeniny, .5 až 400 g/1 komplexotvorné látky se současnou funkcí regulátoru hodnoty pH, 1 až 250 g/1 alkalické látky pro úpravu hodnoty pH‘a destilovanou vodu 241780

- 3 v množství 250 až 990 g. Vodivá anorganická sloučenina je podle vynálezu kyselina fluorovodíková nebo její- sůl s alkalickými kovy, například fluorid draselný, komplexotvorná látka se Současnou funkcí regulátoru hodnoty pH je sloučenina ze skupiny zahrnující alifatické hydroxypolykarboxylové kyseliny o poctu atomů uhlíku 2 až 8, například kyselina . citrónová, alkylenpolyaminopolyalkylenkarboxylové kyseliny o počtu atomů uhlíku 1 až 4 v alkylenové skupině, například kyselina ethylendiaminotetraoctová, aminomono- nebo polyalkylenkarboxylové kyseliny o počtu atomů uhlíku 1 až 4 v alkylenové skupině, například kyselina aminotrioctová, alkylfosfonové kyseliny a jejich hydroxy- popřípadě aminoderiváty, například aminoethylfosfonová kyselina, alkylenpolyaminopolyalkylenfosfonové kyseliny o počtu atomů uhlíku 1 až 4 v alkylenové skupině, například ethyléndiaminotetramethylenfosfonová kyselina, a kyselinu.amidosulfonovou, nebo jejich reakční produkty s primárními, sekundárními nebo terciárními alkanolaminy s 2 až 6 atomy uhlíku a/nebo hydroxidy alkalických kovů, napříkladtriethanolamin a hydroxid draselný, přičemž procentuální' poměr alkanolaminů a hydroxidů alkalických kovů je 98 : 2 až 2 : 98. Alkalická látka pro úpravu hodnotypH je zvolena ze skupiny, zahrnující primární až terciární alkanolaminy s 2 až 6 atomy uhlíku a/nebo hydroxidy alkalických kovů, například triethanolamin a/nebo hydroxid draselný. Za účelem zvýšení přesnosti měření je složení .

roztoku výhodné doplnit sloučeninou zvolenou ze skupiny sa-. hrnující ethoxilované alifatické alkoholy, aminy a alkylfenoly s 2 až 24 atomy uhlíku v alkylovém řetězci a se 4 až ethylenoxidovými skupinami, jako je například polyglykolether laurylalkoholu, v množství 0,01 až 10 g/1. Optimální,· hodnota pH roztoku je 9 nž 11.

Vynález a jeho účinky jsou v dalším blíže vysvětleny pomocí příkladů jeho konkrétního provedení.

Příklad 1

Smísí se 60 g kyseliny aminomethylfosfonové s 31 g ethanolaminu a 60 inl destilované vody. Roztok se udržuje asi 30 minut na teplotě 60 až 80 °C phechá vychladnout. V jiné nádobě se rozpustí 80 g fluoridu draselného KF . 21^0 v 500 ml destilované vody. Oba roztoky se smísí, objem se upraví destilovanou vodou na cca 970 ml, pomocí. 20% hydroxidu draselného se zvýší hodnota pH roztoku na 10,4 a objem se upraví destilovanou vodou na 1 litr.

Příklad 2 fluorid sodný 15 g reakční produkt 1 molu kyseliny ethylendiaminoťetramethylenfosfonové s 7,2 molu ethanolaminu a 0,8 molu hydroxidu sodného 60 g triethanolaaiin 15 g polyglykoléter laurylalkoholu s 12 skupinami ethylenoxidu 0,2 g voda destilovaná 910 g

Příklad 3 fluorid draselný 100 g reakční produkt 1 molu kyseliny ethylendiaminotetraoctové s 0,4 molu ethanolaminu a 1 molem hydroxidu draselného 90 g ethanolamin 10 g polyglykoléther cetylfenolu s 20 skupinami ethylenoxidu 0,6 g voda destilovaná 800 g

Příklad 4 fluorid draselný 250 g reakční produkt 1 molu kyseliny aminotrioctové s 2,4 molu diethanolamiriu a 0,6 molu hydroxidu draselného 150 g

- 5 diethanolamin 10 g hydroxid draselný 3 g polyglykoléther stearylamidu s 6 skupinami ethylenoxidu 6 g voda destilovaná 650 g

Přiklad 5 • / fluorid draselný 70 g reakční produkt 1 molu kyseliny citrónové /s 2 moly tripropanoláminu a 1 molem hydroxidu sodného 120 g tripropanolamin - 6 g voda destilovaná 800 g

Ve všech těchto příkladech je postup přípravy reakčniho produktu komplexotvorných kyselin □ hydroxidy alkalických kovů nebo alkanolaminy obdobný, jak je uvedeno v příkladu 1.

Příklad 6 .

Fluorid draselný 62 g .

kyselina- amidosulfonová 30 g hydroxid draselný 36 g .monopropanolamiň 36 g polyglykoléther myristylalkoholu ’s 15. skupinami ethylenoxidu 1,2 g voda destilovaná 845 g

Kyselina amidosulfonová se rozpustí ve 100 g destilované vody, roztok se zahřeje na 60 °C, přidá se monopropanolamin a po 30 min. se nechá ochladit a zředí se 745 g destilované vody. Pak se přidá fluorid draselný, po rozpuštění pak hydroxid draselný na úpravu pH na 10,4. Nakonec se přidá polyglykoléther myristylalkoholu.

- 6 Roztoky podle vynálezu uvedenými v příkladech jeho provedení byla měřena pomocí coulometrického přístroje tlóušíka galvanicky vyloučeného povlaku stříbra s obsahem 3 % antimonů na mosazném povrchu a povlaku stříbra s obsahem 2 % vizmutu na měděném podkladu. Povlak měl tloušíku 7,5/um a kontrolním stanovením tloušíky pomocí metalografického výbrusu byla prokázána dostatečná citlivost měření a reprodukovatelnost výsledků při zachování všech vlastností na měřicí elektrolyt kladených.

Roztok podle vynálezu neobsahuje jedovaté látky, je dostatečně stabilní a nenapadá povlak béz' proudu. Při proleptávání vykazuje zřetelnou změnu potenciálu až při proleptání celé vrstvy povlaku.

Vynález je možno využívat zejména ve strojírenském a elektrotechnickém průmyslu pro kontrolu tloušíky povlaků z tvrdého stříbra.

Claims (6)

1. Ρ S Β D Μ Ž Τ VYNÁLEZU

   1. Roztok pro coulometrické měře-ní tlouštky galvanických povlaků stříbra a jeho slitin s antimonem a vižmutem na předmětech z mědi a jejích slitinjvyznačený tím, že obsahuje 5 až 500 g/1 vodivé anorganické sloučeniny, 5 až 400 g/1 komplexotvorné látky se současnou funkcí regulátoru hodnoty pH, 1 až 250 g/1 alkalické lá.tky pro úpravu hodnoty pH a destilovanou vodu v množství 250 až 990 g.
2. 2. Roztok podle bodu 1^vyznačnný tím, že vodivou anorganickou sloučeninou je kyselina fluorovodíková nebo její sůl s alkalickými kovy, například fluorid draselný.
3. 3. Roztok podle bodů 1 a 2_fvyznačený tím, že komplexotvornou látkou se současnou funkcí regulátoru pH je sloučenina ze. skupiny zahrnující alifatické hydroxypolykarboxylové kyseliny o počtu atomů uhlíku 2 až 8, například kyselina citrónová, alkylenpolyaminopolyalkylenkarbbxylové kyseliny o počtu atomů uhlíku'1 až
4. 4 v alkylenové skupině., například kyselina ethylendiaminotetraoctová, aminomono- , nebo polyalkylenkarboxylové kyseliny o počtu atomů uhlíku

   1 až 4 v alkylenové skupině, například kyselina aminotrioctová, alkylfosfonové kyseliny a jejich hydroxypopřípadě aminoderiváty, například aminoethylfosfonová kyselina, alkylenpolyaminopolyalkylenfosfonové kyseliny o.počtu atomů uhlíku 1 až 4 v alkylenové skupině, například eti^/lendiaminote tramě tiiylenfosfonová kyselina, a kyselinu aniidosulfonovou, nebo jejich reakční produkty s primárními, sekundárními nebo terciárními alkanolaminy s 2 až 6 atomy uhlíku a/nebo hydroxidy alkalických kovů, například triethanolamin a hydroxid draselný, přičemž procentuální poměr alkanolaminů a hydroxidů alkalických· kovů je 98 : 2 áž 2': 98.

   8 4. Roztok podle bodů 1 až 3jvyznaěený tím, že alkalická látka pro úprava hodnoty pH je zvolena ze skupiny zahrnující primární až terciární alkanolaminy s 2 až 6 atomy uhlíku a/nebo hydroxidy alkalických kovů, například trietanolamin a/nebo hydroxid draselný.
5. 5· Roztok podle bodů 1 až 4_řvyznačený tím, že dále· obsahuje sloučeninu zvolenou ze skupiny zahrnující ethoxilované alifatické alkoholy, aminy a alkylfenoly s alkylovým řetězcem o 2 až 24 atomech uhlíku a se 4 až 30 ethy lenoxidovými skupinami, například polyglykoléter laurylalkoholu, v množství ... 0,01 až 10 g/l roztoku.
6. 6. Roztok podle bodů 1 až 5_fvyznačený tím, že jeho optima!· ní hodnota pH je 9 až 11.