JPH0211794A - 白金メッキ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は白金のメッキ方法に係わり、詳しくは、ニオブ
やタンタルなどの基材上に白金を被覆するための前処理
方法に関する。

（従来技術とその問題点） 白金は優れた電気的特性や耐腐蝕性を有しており、種々
の製品や部品に使用されている。そのひとつとして、セ
ンサーや電解、防蝕などの電極としての用途がある。し
かしながら白金は高価な材料であるので、電極を無垢の
白金とすると非常に高価になる。そこでチタンなどの合
材上に白金を被覆した電極を用いる場合がある。

白金メッキ電極は、その使用とともに白金を僅かずつ消
耗するので、電極活性物質（白金）のりコーティングを
行う必要がある。しかし合材であるチタンまで腐蝕が進
行し、合材の再使用ができなくなっている場合も多々あ
り、合材を従来のチタンからより耐蝕性の高いニオブや
タンタルに替えて、合材の再利用の問題を解決する試み
がなされている。

しかしながら、白金メッキは析出物の内部応力が大きく
クラックや割れを生じやすく、また前記ニオブやタンタ
ルが強固な酸化被膜を形成しているために、合材である
ニオブやタンタルとの密着性が悪く、通常の前処理では
白金が剥がれやすいといった問題点があり、良いメッキ
方法が望まれていた。

（発明の目的） 本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたもので、白
金メッキ前の合材の前処理方法を改良して、ニオブまた
はタンタル台材上に密着性の良い白金被覆を形成するこ
とができる方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、ニオブまたはタンタル基村上に白金メッキす
る方法において、第一にニオブまたはタンタル基材表面
を機械的加工をして粗面とし、第二に電解研磨処理をし
て前記基材を腐蝕させ、第三に活性化処理を行い、次い
で白金メッキすることを特徴とする白金メッキ方法であ
る。

（作用） 本発明方法は、（Ｉ）ニオブまたはタンタル基材を機械
的に加工して粗面を得る工程、（ｎ）粗面とした前記ニ
オブまたはタンタル基材をさらに電解研磨により腐蝕す
る工程、及び（Ｉ）前記化学エツチングしたニオブまた
はタンタル基材表面を活性化したのち白金メッキを析出
させる各工程からなり、以下各工程について説明する。

本工程では、ニオブやタンタルの合材をサンドブラスト
処理などの機械的加工によって粗面とし、凹凸のある表
面とする。

ニオブやタンタルの合材は、必ずしも純金属である必要
はなく、ニオブやタンタルを主成分とするものであるな
らばよい。

機械的加工により粗面を得るには、サンドブラスト処理
が容易に−様な梨地の粗面を得ることが出来るので好ま
しい。この他にもグラインダーやサンダーなどで粗面と
してもよい。

本工程は、前記機械的加工で得た凹凸面に対して縦方向
に電解研磨することを目的とし、ニオブやタンタルの基
材を陽極とし、ステンレスや炭素などの適当な陰極を用
いて、電解研磨液中で通電して電解研磨することにより
、機械的加工で得た粗な凹凸面にさらに微細な凹凸を形
成させる。

電解研磨液は、電解によりニオブやタンタルを腐蝕する
ことができるものであるならば良く、例えば次の様なも
のが良いが、これらにメタノールやエタノール、エチレ
ングリコールなどのアルコール類を加えた組成のものが
特に良く、塩化ナトリウムや塩化アンモニウム、臭化ア
ンモニウムなどの塩類を加えたものでもよい。

フッ化物系　　　フッ化水素酸やフッ化物の塩を主成分
としたもの。

アルカリ系　　　水酸化アルカリを主成分としたもの。

酸系　　　　　　塩酸や硫酸、硝酸、リン酸などの無機
酸を主成分としたもの で、場合によっては前記フッ化 物を加えたもの。

電解条件は、通常０．１〜ＩＯＡ／　ｄｍ’程度で行い
、電解液の組成や腐食の程度により選択する。電解電圧
は、電流密度によって異なってくる。通常は数ボルトで
よく、アルコールを多量に入れた電解研磨液では、数十
ボルトになることもある。

またこの他にも水酸化アルカリや塩類を熔融塩とし熔融
塩電解研摩処理を施しても良い。

る工程 本工程は、白金メッキの直前にニオブまたはタンタル基
材表面を活性化したのち、メッキにより白金被覆を形成
する。

活性化は、適当な前処理方法で行うが、前記工程（Ｉ）
及び（ｎ）で得られた凹凸のある粗面に対して、さらに
結晶内の粒内部分を腐蝕するとともに、僅かに残る酸化
被覆をメッキ前によく取り除き、次に形成させる白金被
覆をより強固につける為の工程である。

活性化の方法には、蓚酸や塩酸、硫酸、リン酸、フッ化
水素酸などの無機酸やフッ化物などの塩類を含む溶液な
どで処理する方法があるが、アルカリ系溶液もしくはア
ルカリ系溶融塩で処理する方法が基材上の酸化被覆を取
り除く効果が大きいことと、組成が単純であり後述する
白金メッキ液等への汚染に対して悪影響を与えにくいの
でより好ましい。

また、前記活性化処理に続いて白金塩を含む溶液による
活性化処理を行うと、前記活性化処理で得た清浄な粗面
上に、白金の極薄被覆が形成されるのでさらに良い。

白金被覆は湿式メッキにより形成するが、無電解メッキ
よりも電気メッキの方が強固な被覆を形成できるのでよ
り好ましく、好ましくは白金ストライクメッキ工程など
を経て白金メッキ被覆を施すとさらに良い。

本発明方法によれば、ニオブまたはタンタル基材を機械
的に加工して凹凸のある表面とすることが、後の工程に
て析出させる白金の内部応力を分散させることになる。

また前記機械的加工で得た凹凸面にさらに微細な凹凸を
電解研磨で形成させさらに活性化させることにより、白
金が前記微細な凹凸部にも析出するので、白金被覆と基
材との密着性をより向上することができる。

しかしこれらを組み合わせないと、析出した白金の内部
応力や密着性の問題がおこり白金の剥離を起こしやすい
。また前記機械的加工をサンドブラストでおこなった場
合には、次工程である電解研磨工程において、前記サン
ドブラストした際の食い込んだ砂を除くことができ、メ
ッキ前に電極上の異物等を除いておくといった効果もあ
る。

活性化処理は、基材上の酸化被膜を除き、結晶内の粒内
部分の腐蝕をする目的で行う。前記電解研磨に比較して
弱い腐食程度になるが、本工程を行わないと基材上に僅
かに残る酸化被覆が密着強度の低下を招くことになる。

以下、本発明の実施の一例についてのべる。

（実施例　１） 巾１００ｍｍ、長さ　１５０ｍｍ、厚さ　１．５ｍｍの
タンタルの板の上部に、直径２ｍｍ、長さ１００ｍｍの
タンタル棒を取付しろ５ｍｍで溶接したタンタル基材に
白金被覆を本発明方法により実施した。

前記タンタル基材を、まずサンドブラスト処理して表面
を粗面として細かな梨地とした。

次いで電解研磨処理を、エタノール：エチレングリコー
ル：フッ化ケイ素酸：水−２５：４０：５３０からなる
液で２５℃中において、電流密度３．０△／　ｄｍ’で
１０分間行い、よく水洗した。

さらに、活性化処理として１１０℃の水酸化ナトリウム
８０％を含む濃厚溶液中で３０分間加熱処理し、次いで
０．０５％界面活性剤を含む２０％水酸化ナトリウＡｍ
液に５分間浸漬し、さらにジニトロジアミノ白金０．５
％を含む５％水酸化カリウム溶液に浸漬した。

該溶液中で、白金ストライクメッキを電圧５Ｖで２０秒
問おこなった後に、流水洗浄２分間、５％硫酸溶液に３
０秒間、流水洗浄２分間、純水洗浄１分間の各工程を経
たのちに、硫酸系の白金メッキ浴にて電流密度０．５Ａ
／　ｄｍ’で２Ｊｓの白金被覆を施した。

メッキ終了後、粘着テープによるビールテストをしたと
ころ、白金の剥離もなく良好な密着性を示した。

（実施例　２） 巾１００＋ｎｍ、長さ　１５０ｍｍ、厚さ　１．５ｍｍ
のニオブの板の上部に、直径２ｍｍ、長さ１００ｍｍの
ニオブ棒を取付しろ５＋ｎｍで溶接したニオブ基材に白
金被覆を本発明方法により実施した。

前記タンタル基材を、まずサンドブラスト処理して表面
を粗面として細かな梨地とした。

次いで電解研磨処理を、エタノール：エチレングリコー
ル：フッ化ケイ素酸：水−２５：４０：　　５：３０か
らなる液で２５℃中において、電流密度３．ＯＡ／　ｄ
ｍ’で１０分間行い、よく水洗した。

さらに、活性化処理として１１０℃の水酸化ナトリウム
８０％を含む濃厚溶液中で３０分間加熱処理し、次いで
０．０５％界面活性剤を含む２０％水酸化す）　ＩＪウ
ム溶液に５分間浸漬し、さらにジニトロジアミノ白金０
．５％を含む５％水酸化カリウム溶液に浸漬した。

該溶液中で、白金ストライクメッキを電圧５Ｖで２０秒
問おこなった後に、流水洗浄２分間、５％硫酸溶液に３
０秒間、流水洗浄２分間、純水洗浄１分間の各工程を経
たのちに、硫酸系の白金メッキ浴にて電流密度０．５Ａ
／　ｄｍ’で２雌の白金被覆を施した。

メッキ終了後、粘着テープによるビールテストをしたと
ころ、白金の剥離もなく良好な密着性を示した。

（実施例　３） 巾１００＋ｎ＋ｎ、長さ　１５０　ｍｍ、厚さ　１．５
ｍｍのタンタルの板の上部に、直径２ｍｍ、長さ１００
ｍｍのタンタル棒を取付しろ５ｍｒｒｌで溶接したタン
タル基材に白金被覆を本発明方法により実施した。

前記タンタル基材を、まずサンドブラスト処理して表面
を粗面として細かな梨地とした。

次いで電解研磨処理を、硫酸：フッ化水素酸：水−５０
：５：４５からなる液で４０℃中において、電流密度０
．５Ａ／　ｄｍ’で２０分間行い、よく水洗した。

さらに、活性化処理として１１０℃の水酸化ナトリウム
８０％を含む濃厚溶液中で３０分間加熱処理し、次いで
０．０５％界面活性剤を含む２０％水酸化す）　ＩＪウ
ム溶液に５分間浸漬し、さらにジニトロジアミノ白金０
，５％を含む５％水酸化カリウム溶液に浸漬した。

該溶液中で、白金ストライクメッキを電圧５Ｖで２０秒
問おこなった後に、流水洗浄２分間、５％硫酸溶液に３
０秒間、流水洗浄２分間、純水洗浄１分間の各工程を経
たのちに、硫酸系の白金メッキ浴にて電流密度０．５Ａ
／　ｄｍ’で２虜の白金被覆を施した。

メッキ終了後、粘着テープによるビールテストをしたと
ころ、白金の剥離もなく良好な密着性を示した。

（実施例　４） 巾１００ｍｍ、長さ　１５０ｍｍ、厚さ　１．５ｍｒＩ
ｌのニオブの板の」二部に、直径２ｍｍ、長さ１００ｍ
ｍのニオブ棒を取付しろ５ｍｍで溶接したニオブ基材に
白金被覆を本発明方法により実施した。

前記ニオブ基材を、まずサンドブラスト処理して表面を
粗面として細かな梨地とした。

次いで電解研磨処理を、臭化アンモニウム：メタノール
：水−５：９０°　５からなる液で２５℃中において、
極間距離５０ｍｍで電圧が１０ボルトを下回らないよう
にして２０分間行い、よく水洗した。

さらに、活性化処理として１１０℃の水酸化ナトリウム
８０％を含む濃厚溶液中で３０分間加熱処理し、次いで
０．０５％界面活性剤を含む２０％水酸化す）　ＩＪウ
ム溶液に５分間浸漬し、さらにジニトロジアミノ白金０
．５％を含む５％水酸化カリウム溶液に浸漬した。

該溶液中で、白金ストライクメッキを電圧５Ｖで２０秒
問おこなった後に、流水洗浄２分間、５％硫酸溶液に３
０秒間、流水洗浄２分間、純水洗浄１分間の各工程を経
たのちに、硫酸系の白金メッキ浴にて電流密度０．５Ａ
／　ｄｍ’で２燗の白金被覆を施した。

メッキ終了後、粘着テープによるビールテストをしたと
ころ、白金の剥離もなく良好な密着性を示した。

（比較例　１） 巾１００ｍｍ、長さ　１５０＋ｎ＋ｎ、厚さ　１．５ｍ
ｒｒｌのタンタルの板の上部に、直径２ｍｍ、長さ１０
０ｍｍのタンタル棒を取付しろ５ｍｎ＋で溶接したタン
タル基材（こ白金被覆する方法を本発明と比較する例と
して示す。

前記タンタル基材を、まずサンドブラスト処理して表面
を粗面として細かな梨地とした。

さらに、活性化処理として１１０℃の水酸化ナトリウム
８０％を含む濃厚溶液中で３０分間加熱処理し、次いで
０．０５％界面活性剤を含む２０％水酸化す）　ＩＪウ
ム溶液に５分間浸漬し、さらにジニトロジアミノ白金０
．５％を含む５％水酸化カリウム溶液に浸漬した。

該溶液中で、白金ストライクメッキを電圧５Ｖで２０秒
問おこなった後に、流水洗浄２分間、５％硫酸溶液に３
０秒間、流水洗浄２分間、純水洗浄１分間の各工程を経
たのちに、硫酸系の白金メッキ浴にて電流密度０．５Ａ
／　ｄｍ’で２虜の白金被覆を施した。

メッキ終了後、粘着テープによるビールテストをしたと
ころ、白金被覆の全面が粘着テープ側についてしまい、
タンタル基材に対する白金の密着性は極めて悪いもので
あった。

（比較例　２） 巾　１００ｍｍ、長さ　１５０ｍｍ、厚さ　１．５ｍｍ
のタンタルの板の上部に、直径２ｍｍ、長さ１００＋ｎ
ｍのタンタル棒を取付しろ５＋＋＋＋＋＋で溶接したタ
ンタル基材に白金被覆を機械的加工をして粗面にする工
程を除いた以外本発明と同じ方法により実施した。

電解研磨処理を、エタノール：エチレンクリコール：硼
フッ化水素酸：水−２５：４０：　　５：３０からなる
液で２５℃中において、電流密度３．ＯＡ／　ｄｍ’で
１０分間行い、よく水洗した。

次いで、活性化処理として１１０℃の水酸化ナトリウム
８０％を含む濃厚溶液中で３０分間加熱処理し、次いで
０．０５％界面活性剤を含む２０％水酸化す）　ＩＪウ
ム溶液に５分間浸漬し、さらにジニトロジアミノ白金０
．５％を含む５％水酸化カリウム溶液に浸漬した。

該溶液中で、白金ストライクメッキを電圧５Ｖで２０秒
問おこなった後に、流水洗浄２分間、５％硫酸溶液に３
０秒間、流水洗浄２分間、純水洗浄１分間の各工程を経
たのちに、硫酸系の白金メッキ浴にて電流密度０．５Ａ
／　ｄｍ’で２Ａ１ｍの白金被覆を施した。

メッキ終了後、粘着テープによるビールテストをしたと
ころ、白金被覆の一部が粘着テープ側についてしまい、
タンタル基材に対する白金の密着性は悪いものであった
。

（発明の効果） 本発明は、ニオブまたはタンタル基材上に白金メッキす
る方法において、第一にニオブまたはタンタル基材表面
を機械的加工をして粗面とし、第二に電解研磨処理をし
て前記基材を腐蝕させ、第三に活性化処理を行い、次い
で白金メッキすることを特徴としている。サンドブラス
ト処理などの機械的加工によって粗面とし、凹凸のある
表面とし、機械的加工で得た粗な凹凸面にさらに微細な
凹凸を形成させ、活性化により結晶の粒内腐蝕をおこな
うとともに、僅かに残る酸化被膜を除去したのち、メッ
キにより白金被覆を形成する様にするようにしているの
で、白金の内部応力を分散させるとともに白金被覆と基
材との密着性をより向上することができる。

１に の他にも、本発明を電解電極用などに使用した場合、メ
ッキ前に電極上の異物等を除くことにより電極寿命がの
びたり、電極表面の凹凸により結果として表面積が大き
くなり電流効率が向上するなどの別の効果もある。

本発明は、ニオブやタンタルに白金被覆を施すうえで、
また電解用電極の合材の再利用のうえで、さらには高耐
蝕性材料を使用する部品などへの適用などを考慮すると
産業への貢献大なるものといえる。

（実施態様） 本発明は、特許請求の範囲に記載した特徴を有するもの
であるが、その実施態様を例示すると次のとおりである
。

（１）活性化処理を、アルカリ溶融塩及び／またはアル
カリ系溶液で行うことを特徴とする請求項１に記載の方
法 出願人　　田中貴金属工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ニオブまたはタンタル基材上に白金メッキする方法
   において、 ａ）ニオブまたはタンタル基材表面を機械的加工をして
   粗面とし、 ｂ）次いで電解研磨処理をして前記基材を腐蝕させ、 ｃ）さらに活性化処理を施したのちに白金メッキするこ
   とを特徴とする白金メッキ方法。