CH647269A5 - Plattierungsloesung fuer die ablagerung einer palladium/nickel-legierung. - Google Patents

Description

647 269

PATENTANSPRUCH Plattierungslösung für die Ablagerung einer Palladium/ Nickel-Legierung, enthaltend 5-30 g/1 elementares Palladium und 5-30 g/1 elementares Nickel in Form löslicher Salze, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung das Palladium in Form von Tetrammin-palladium(II)-chlorid enthält.

Aus der JP-PS 684 692 ist eine Palladium/Nickel-Plattie-rungslösung in Form einer wässrigen Ammoniaklösung bekannt, die 5-30 g/1 Palladium und 5-30 g/1 Nickel enthält.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung der in der genannten Patentschrift beschriebenen Erfindung dar, wobei die Palladiumplattierung durch eine Palladium/ Nickel-Legierungs-Plattierung ersetzt wird und die Zubereitung einer Plattierungslösung für die Plattierung mit einer Palladium/Nickel-Legierung hervorragender Korrosionsbeständigkeit geschaffen wird.

Das Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der erfindungsgemässen Plattierungslösung Palladium in Form des Tetrammin-palladium(II)-chlorids zugesetzt wird.

Bei Ausführung der Plattierung unter Verwendung einer wässrigen Mischlösung dieses Amin-Komplexsalzes von Palladium und Nickel als Plattierungslösung, werden Palladium und Nickel gleichzeitig in Form einer Legierung elektrodepo-niert, in welcher beide Metalle miteinander verschmolzen sind, so dass eine Palladium/Nickel-Legierungsplattierung leicht erhältlich ist.

Ein anderes Merkmal der erfindungsgemässen Plattierungslösung besteht darin, dass Tetrammin-palladium(II)-chlorid, das eine Quelle für Palladium darstellt, eine in wäss-rigem Ammoniak und auch in Wasser lösliche Verbindung ist. Für die Plattierungsbehandlung ist es sehr vorteilhaft,

dass die Palladiumquelle wasserlöslich ist.

Mit anderen Worten kann die Ergänzung der Palladium/ Nickel-PIattierungslösung während der Plattierungsbehandlung leicht durch Zusatz der vorstehend genannten Palladiumverbindung erfolgen, da diese in Wasser löslich ist und selbst bei Zusatz in Form eines Festkörpers innert kurzer Zeit leicht in der Plattierungslösung gelöst werden kann.

Da die Verbindung in Form eines Festkörpers in der Plattierungslösung für die Ergänzung der Plattierungslösung während der Plattierungsbehandlung leicht gelöst werden kann, ergibt sich aus diesem Zusatz kein Problem, wie Volu-menvergrösserung der Palladium/Nickel-Plattierungslösung und ausserdem kann die Zeitdauer des Unterbruchs der Plattierungsbehandlung auf einem Minimum gehalten werden, da die Ergänzung innert kurzer Zeitdauer ausgeführt werden kann.

Des weiteren ist der Gehalt an Palladium in der Elektro-ablagerung dieser Legierung im Bereich von 30-90 Gew.%, und durch entsprechende Einstellung der Zubereitung der Plattierungslösung oder entsprechende Plattierungsbedin-gungen ist es möglich, den Palladiumgehalt in der elektrode-ponierten Legierung im Bereich von 30-90 Gew.% auf jeden beliebigen Mengenanteil einzustellen. In der erfindungsgemässen Plattierungslösung betragen die Mengenanteile von Palladium und Nickel je 5-30 g/1. Das Verhältnis von Palladium zu Nickel in der elektroabgelagerten Legierung kann in Abhängigkeit vom Konzentrationsverhältnis von Palladium zu Nickel in der Plattierungslösung variieren, und beispielsweise ergibt eine Kombination von 25 g/1 Palladium und 10 g/1 Nickel in der Plattierungslösung, wie aus den nachstehenden Beispielen hervorgeht, eine Elektroablage-rung einer Legierung, die 86% Palladium enthält, während eine Kombination von 10 g/1 Palladium und 10 g/1 Nickel in der Plattierungslösung eine Elektroablagerung einer Legierung mit einem Gehalt von 53% Palladium ergibt.

Die Zusammensetzung der elektroabgelagerten Legierung wird nicht nur durch das Konzentrationsverhältnis von Palladium zu Nickel in der Plattierungslösung, sondern auch durch andere Bedingungen beeinflusst, beispielsweise den pH-Wert, die Temperatur, die Stromdichte an der Kathode und dergleichen in der Plattierungslösung. Es ist jedoch leicht, diese Bedingungen während der Ausführung der Plattierungsbehandlung konstant zu halten und andere Faktoren als der pH-Wert der Plattierungslösung übt im allgemeinen keine grosse Beeinflussung aus, so dass es möglich ist, eine Elektroablagerung einer Legierung der gewünschten Zusammensetzung hauptsächlich durch Regulierung der Konzentrationen von Palladium und Nickel und von deren Gewichtsverhältnis in der Plattierungslösung zu erzielen.

Es ist auch möglich, eine Plattierung mit höherem Glanz zu erhalten durch Zusatz und Lösen einer Naphtalinsulfon-säure, eines aromatischen Sulfamids oder dergleichen in der vorstehend beschriebenen Plattierungslösung. Während der Ausführung der Plattierungsbehandlung ist es notwendig, die Konzentrationen von Palladium und Nickel genau zu kontrollieren durch quantitative chemische Analyse oder dergleichen. Deren Ergänzung kann durch direkten Zusatz und Lösen dieser Salze in der Plattierungslösung erfolgen. Mit fortschreitender Plattierungsbehandlung nimmt der Gehalt an Ammoniumsalzen in der Plattierungslösung graduell zu, was jedoch keinen nachteiligen Einfluss ausübt.

Einstellung des pH-Wertes kann erfolgen durch Zusatz eines Alkalihydroxids oder von verdünnter Schwefelsäure. Im allgemeinen neigt eine Herabsetzung des pH-Wertes dazu, die Ablagerung von Nickel und damit dessen Gehalt in der elektroabgelagerten Legierung zu erhöhen. Weiterhin kann auf Grund ungenauer Zusammensetzung der Plattierungslösung oder ungenauer Behandlungsbedingungen eintreten, dass der Palladiumgehalt in der elektroabgelagerten Legierung nicht in den Bereich von 30-90% fällt. Je mehr in solchen Fällen der Mengenanteil Palladium in der elektroabgelagerten Legierung vom Bereich von 30-90% abweicht, um so weniger vollständig ist die Bildung einer festen Lösung von Palladium und Nickel und um so leichter tritt bei dicker Plattierung schlechter Glanz, Rissbildung und dergleichen in der plattierten Oberfläche auf. Andere Plattierungsbedin-gungen können ähnlich sein, wie die üblicherweise eingesetzten und hinsichtlich des zu plattierenden Metallsubstrats gibt es keine speziellen Einschränkungen.

In den nachstehenden Beispielen werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert, wobei jedoch zu beachten ist, dass im definierten Bereich der Erfindung zahlreiche Modifikationen möglich sind.

Beispiel 1

In 700 ml Wasser wurden 24,8 g (entsprechend 10 g metallischem Palladium) Tetrammin-palladium(II)-chlorid der Formel Pd(NH3)4Ch- H20,67,3 g (entsprechend 10 g metallischem Nickel) Ammonium-nickelsulfat der Formel Ni(NH4)2(S04)2 • 6H2O und 50 g Ammoniumsulfat der Formel (NH4)jS04 gelöst und mittels Kaliumhydroxid wurde der pH-Wert 7,2 eingestellt, wonach das Gesamtvolumen durch Wasserzusatz auf 1000 ml gestellt wurde.

Unter Verwendung der erhaltenen Lösung als Plattierungslösung wurde während 30 min bei 30°C mit einer Stromdichte an der Kathode von 1 A/dm2 unter Verwendung einer Palladiumplatte als Anode und einer Messingplatte als Kathode plattiert. Die erhaltene Ablagerung in Form einer Legierung zeigte eine Dicke von etwa 10 jxm und bestand aus 53% Palla2

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

647269

dium und 47% Nickel mit weisser, glatter Oberfläche ohne Rissbildung und mit guter Haftung.

Zusätzlich wurde dieses plattierte Produkt auf Korrosionsbeständigkeit geprüft, indem es während 24 h Ammoniakdämpfen ausgesetzt und während 6 d in künstliches Meerwasser eingetaucht wurde, wobei jedoch keinerlei Anormali-täten beobachtet werden konnten.

Beispiel 2

In 700 ml Wasser wurden 42,4 g (entsprechend 10 g metallischem Nickel) Nickelacetat der Formel Ni(CH3COO)2 •4H:0 und 100 g Ammoniumacetat der Formel CH:COONH4 gelöst und mittels Kaliumhydroxid auf den pH-Wert 8,0 gestellt. Dann wurden 61,9 g (entsprechend 25 g metallischem Palladium) kristallines Pulver von Tetrammin-palladium(II)-chlorid der Formel Pd(NH3)4CbH20 zur Lösung gegeben und in dieser gelöst, wonach das Gesamtvolumen durch Wasserzugabe auf 1000 ml gestellt wurde.

Unter Verwendung der erhaltenen Lösung als Plattierungslösung wurde während 35 min bei 30°C und einer Stromdichte an der Kathode von 1 A/dm2 unter Verwendung einer Palladiumplatte als Anode und einer Messingplatte als Kathode plattiert. Die erhaltene Ablagerung war eine glänzende Legierung einer Dicke von etwa 10 um aus 86% Palladium und 14% Nickel, die keine Rissbildung und gute Haftung zeigte.

Zusätzlich wurde das plattierte Produkt auf Korrosionsbeständigkeit geprüft durch Einwirkung von Ammoniakdämpfen während 24 h und Eintauchen während 6 d in künstliches Meerwasser, wobei jedoch keinerlei Anormalität beobachtet werden konnte.

Beispiel 3

In 700 ml Wasser wurden Dinatrium-nickel-äthylen-

diamin-tetraacetat der Formel CioHi203N2Na2Ni • XH2O in einem Mengenanteil entsprechend 10 g metallischem Nickel, 30 g Ammoniumsulfat der Formel (NHU)2S04 und 12,4 g (entsprechend 5 g metallischem Palladium) Tetrammin-palla-5 dium(II)-chlorid der Formel Pd(NH3)4Ch* H2O gegeben und gelöst und mittels Natriumhydroxid auf den pH-Wert 8,0 gestellt, wonach das Gesamtvolumen durch Wasserzugabe auf 1000 ml gestellt wurde. Unter Verwendung der erhaltenen Lösung als Plattierungslösung, wurde während 60 min bei 10 32°C mit einer Stromdichte an der Kathode von 0,5 A/dm2 unter Verwendung einer Palladiumplatte als Anode und einer Messingplatte als Kathode plattiert. Die erhaltene Ablagerung war eine Legierung einer Dicke von etwa 10 um, bestehend aus 41% Palladium und 59% Nickel mit glatter Ober-ls fläche, ohne Rissbildung und mit guter Haftung.

Zusätzlich wurde das erhaltene plattierte Produkt auf Korrosionsbeständigkeit geprüft durch Einwirkung von Ammoniakdämpfen während 24 h und Eintauchen während 6 d in künstliches Meerwasser, wobei jedoch keinerlei Anormalität beobachtet werden konnte.

Die erfindungsgemässe Plattierungslösung zeigt praktische Wirkung bei üblicher Einstellung des pH-Wertes auf 7-9, einer Badtemperatur von 15-50°C und einer Stromdichte an der Kathode von 0,5-2 A/dm2.

25

Aus den vorstehenden Erläuterungen geht hervor, dass es möglich ist, mit der erfindungsgemässen Plattierungslösung eine Plattierung aus einer Palladium/Nickel-Legierung mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit zu erhalten. Aus-30 serdem ist die Ergänzung des Plattierungsbades einfach und es werden, im Gegensatz zu konventionellen Methoden,

keine Ammoniakdämpfe freigesetzt, so dass die praktische Verwendung dieser Plattierungslösung sehr wirksam und nützlich ist.

B