ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Подготовка поверхности материалов перед металлизацией из "Электролитические и химические покрытия" Сопряженные реакции восстановления ионов металла и окисления восстановителя могут протекать достаточно эффективно только на поверхности, обладающей каталитическими свойствами, поэтому обрабатываемый материал подвергают еще одной специальной обработке, называемой активацией. Сущность процесса активации состоит в придании поверхности материала каталитических свойств по отношению к реакции восстановления ионов осаждающегося металла. [c.203] Химические способы активации применимы для любых материалов и основаны на нанесении на поверхность химическим способом малых количеств металлов, катализирующих реакцию химического восстановления. [c.203] Наиболее простым способом химической активации является прямая активация, т. е. обработка поверхности материала в растворе, содержащем ионы или коллоидный раствор каталитически активного металла. [c.203] Некоторые виды полимерных материалов после травления способны к обмену ионами с раствором. В этом случае, например при обработке пластмасс в кислых хлоридных растворах солей палладия или шелочных растворах аммиакатов серебра, на поверхности материала хемосорбируются ионы металлов-активаторов (палладия или серебра), которые в результате сильной хемосорбции не смываются при последующей промывке, а вступают в реакцию гидролиза. В дальнейшем следует процесс, называемый акселерацией — превращение ионов металлов-активаторов, оставшихся на поверхности, в каталитически активные частицы. Акселерация может быть проведена в растворе, содержащем только восстановитель непосредственно в растворе химической металлизации, иногда в растворах кислот. [c.204] Наиболее распространенным способом, применяемым для многих полимерных материалов, является прямое активирование в коллоидных растворах, получаемых смещением избытка хлорида олова(П) с хлоридом палладия(II). Обработка в коллоидном растворе приводит к адсорбции его частиц, содержащих ионы металлов-активаторов. При последующей промывке происходит гидролиз солей и удаление в раствор гидроксида олова (IV). Оставшиеся на поверхности ионы палладия затем восстанавливаются в растворе акселерации. В качестве активаторов могут быть использованы растворы, содержащие ионы палладия, серебра, золота, платины, меди, железа, никеля, кобальта. [c.204] Сенсибилизирование проводят, обрабатывая поверхность материала раствором восстановителя (сенсибилизатора). В качестве восстановителей используют кислые или щелочные растворы двухвалентного олова, но могут быть применены и ионы германия(И), железа(П), титана(1П) и др. Восстановителями могут быть и органические соединения. [c.204] При использовании в качестве сенсибилизатора солей олова считают, что ионы олова(II) закрепляются на поверхности либо в растворе сенсибилизатора, либо, после промывки, в виде малорастворимых продуктов состава Sn (ОН) i.s ls, образующих поверхностные слои толщиной порядка 10 м. Промывка после сенсибилизации должна способствовать сохранению на поверхности продуктов гидролиза олова. Для этой цели пригодны растворы соды, аммиака, горячая вода. Кислые и сильнощелочные растворы приводят к растворению основных солей и ухудшают эффект сенсибилизации. Аналогично действуют и соединения, окисляющие олово до четырехвалентного состояния. Чем больше основных соединений олова(II) остается на поверхности материала, тем лучше в последующем протекает процесс химического восстановления. [c.204] Кислые растворы для сенсибилизирования обычно содержат в качестве основного компонента Sn l2-2H20 (от 20 до 200 г/л) и соляную кислоту (от 10 до 100 г/л). В щелочных растворах при такой же концентрации хлорида олова содержится до 150 г/л гидроксида натрия и 100—175 г/л тартрата натрия-калия. Из солей олова также могут быть использованы сульфаты и борфториды в сочетании с серной и борфтористоводородной кислотой соответственно. [c.204] Следует учесть, что растворы солей Sn(II) окисляются кислородом воздуха до Sn(IV), которое легко гидролизуется при pH 0,5. Поэтому растворы при хранении мутнеют, что оказывает в последующем отрицательное влияние на качество металлического покрытия. Для предотвращения окисления лучше всего хранить раствор в контакте с металлическим оловом (до 2 г/л) или другими металлами свинцом, никелем, железом. При не очень высокой кислотности среды (0,5—0,7 моль/л H I) скорость окисления Sn(II) до Sn(IV) и скорость растворения металлического олова невелики, что позволяет поддерживать устойчивость раствора в течение достаточно длительного времени. [c.204] Для активирования также нашли применение растворы солей серебра в аммиаке (2 г/л нитрата серебра и 15—20 мл/л 25 % раствора аммиака) и растворы хлорида золота (1 г/л) с соляной кислотой (2 мл/л). [c.205] Продолжительность активирования после сенсибилизации и промывки обычно составляет 0,5—5 мин. [c.205] После сенсибилизирования и активирования поверхность лучше всего промывать (на последней стадии) дистиллированной или деионизированной водой, чтобы не снижалась ее каталитическая активность в результате адсорбции примесей. Можно рекомендовать также сушку деталей перед металлизацией, что увеличивает адгезию покрытия к основе. [c.205] К положительным результатам приводит обработка деталей после активирования ускорителем , т. е. раствором восстановителя (гипофосфит или боран). В этом случае детали можно подвергать металлизации без промежуточной промывки. [c.205] В практике нанесения покрытий на керамику используют специальные методы активирования [72]. Активированию подвергают предварительно металлизированные поверхности, полученные вжиганием серебряной молибдено-марганце-вой или вольфрамовой пасты в керамику. В химическом методе активации изделия обрабатывают в кислом солянокислом растворе солей палладия с добавками фторидов. В растворе происходит удаление оксидных пленок с металлизированных участков и контактное выделение палладия на поверхности, после чего осуществляют химическую металлизацию. [c.205] При другом методе активирования металлизированные участки приводят в контакт с активным металлом, обычно алюминием, или наносят на поверхность алюминий натиранием. Здесь при погружении в раствор химической металлизации происходит вначале контактный обмен, в результате которого на металлизированной поверхности осаждается каталитически активный металл, служащий затравкой для протекания процесса химической металлизации. [c.205] Для химической металлизации металлов и полупроводников могут быть применены различные методы активирования. Если поверхность металла или полупроводника не является каталитически активной по отношению к раствору химической металлизации, то можно использовать электрохимический способ, основанный на кратковременном пропускании катодного тока через электрод. При этом происходит электрохимическое восстановление ионов металла из раствора. Образовавшиеся частицы каталитически активного металла активируют процесс химического восстановления, протекающий после выключения тока. [c.206] Возможна активация без внешнего источника тока. Для этого металл приводят в электрический контакт с другим металлом, например алюминием или цинком. Последние задают металлизируемому металлу отрицательный потенциал, что вызывает электроосаждение каталитически активного металла и начало процесса химического восстановления. [c.206] На поверхность покрываемого металла также предварительно электрохимическим или другим способом может быть нанесен электроотрицательный металл, способный к контактному обмену с ионами раствора химической металлизации. Активация происходи в результате образования каталитически активных частиц при контактном обмене, что вызывает протекание процесса химического восстановления. [c.206] Для проведения процессов химической металлизации металлов предложены различные способы подготовки поверхности, обеспечивающие, как правило, создание активной поверхности, не требующей активации с использованием драгоценных металлов. Для металлизации сталей, меди и ряда сплавов на их основе могут быть применены перечисленные способы металлизации. Для химической металлизации электроотрицательных металлов и сплавов, как и для электроосаждения на них металлов, требуются специальные методы подготовки поверхности [141]. Так, для подготовки деталей из алюминиевых сплавов помимо операций обезжиривания и травления проводят цинкатную или двойную циниатную обработку поверхности, после чего изделия подвергают химической металлизации. В отдельных случаях, при соответствующем выборе операций обезжиривания и травления, можно проводить химическую металлизацию алюминиевых сплавов без цинкатной обработки, после декапирования изделий в 5 % растворе соляной кислоты или травления в 10 %-м растворе плавиковой кислоты с декапированием в азотной кислоте (1 1) для снятия оксидных пленок. Химическая металлизация алюминиевых сплавов также возможна и по оксидным покрытиям. В этом случае оксидированный алюминий подвергают сенсактивированию вначале обрабатывают в растворе с 10 г/л хлорида олова и 40 мл/л соляной кислоты, затем активируют в растворе с 0,3 г/л хлорида палладия с 3 мл/л концентрированной соляной кислоты. [c.206] Вернуться к основной статье