Этилендиаминовые электролиты для меднения стальных изделий.

Этилендиаминовые электролиты. Для меднения стальных изделий небольших размеров и несложной конфигурации применяют электролит (в г/л):

CuSO₄•5H₂O 80-100

(NH₄)₂SO₄ 40-50

Na₂SO₄•10H₂O 40-50

En (этилендиамин основание) 50 — 60

Режим электролиза: температура электролита 15 — 25°С, i_к = 0,5 ÷ 1,0 А/дм², аноды — из меди, η_к = 97 ÷ 99%. К недостаткам этилендиаминовых электролитов следует отнести необходимость загрузки деталей под током, известную профессиональную вредность этилендиамина, повышенные начальные значения i_к = 5 ÷ 7 А/дм².

Кривая катодной поляризации меди в электролите при различной концентрации этилендиамина, показывают, что предельный ток возрастает при уменьшении концентрации комплекса. В области высоких i_к скорость осаждения меди зависит от концентрации ионов CuEn²⁺ (рис. 47).

Рис. 47. Кривые катодной поляризации меди в хлоридном этилендиаминовом электролите, содержащем CuCl₂ (15 г/л), En (125 г/л) и NaCl (30 г/л)

Значение рН корректируют добавлением NaOH. При увеличении рН электролита потенциал катода смещается в сторону отрицательных значений, особенно при низких плотностях тока. Это связано с тем, что при низких значениях i_к происходит разряд ионов Cu²⁺, при увеличении i_к на разряд этих ионов оказывает влияние предшествующая диссоциация комплекса: CuEn^{2+ ->}_<-Cu²⁺ +En

При значительном увеличении i_к на катоде может идти разряд комплекса:

CuEn²⁺₂ ^->_<- CuEn²⁺ +En; CuEn²⁺ + ē ^->_<- CuEn⁺, CuEn⁺ + ē ^->_<- Cu + En.

Кинетика осаждения меди из таких электролитов выражается уравнением:

где а — коэффициент переноса; R — газовая постоянная; F - число Фарадея; φ - потенциал электролита; Т— абсолютная температура; К_i - константа, здесь i = 4.

Потенциал растворения анода в этилендиаминовом электролите имеет предельное значение при увеличении концентрации En. С увеличением i_a анодные поляризационные кривые сливаются (рис. 48).

Рис. 48. Кривые анодной поляризации меди в электролите, содержащем [CuEn₂]SO₄ (65 г/л и Na₂SO₄ (200 г/л), при различной избыточной концентрации этилендиамина

При отсутствии избытка этилендиамина анодный процесс протекает без участия молекул En по схеме

Cu ^->_<- Cu⁺ + ē и Cu ^->_<- Cu²⁺ + ē.

Минимальное количество дефектов в структуре осадков, получаемых из этилендиаминовых электролитов, наблюдается при тех значениях рН и i_к, где электроосаждение меди происходит в результате разряда ионов CuEn²⁺₂, при этом значение рН возрастает до 10.

Петр Степанович Мельников. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении, 1979.