DE2114652A1 - Verfahren zum Regenerieren von Elektrolyten fur die chemische Ab scheidung von Metallen - Google Patents

Verfahren zum Regenerieren von Elektrolyten fur die chemische Ab scheidung von Metallen

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DE2114652A1
DE2114652A1 DE19712114652 DE2114652A DE2114652A1 DE 2114652 A1 DE2114652 A1 DE 2114652A1 DE 19712114652 DE19712114652 DE 19712114652 DE 2114652 A DE2114652 A DE 2114652A DE 2114652 A1 DE2114652 A1 DE 2114652A1
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metal
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metals
regenerating
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Rolf 1000 Berlin Rolff
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Bayer Pharma AG
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Schering AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1617—Purification and regeneration of coating baths

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Description

Patentabteilung
Berlin, den 22. März 1971
/erfahren zum Regenerieren von Elektrolyten für die chemische Abscheidung von Metallen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von Elektrolyten für die chemische Abscheidung von Metallen durch Ergänzung des abgeschiedenen Metalles.
Cheuische Reduktionsbäder finden heute vielseitige Verwendung, so insbesondere für die Metallisierung von entsprechend vorbehandelten KunststoffOberflächen.
Eei der hierbei erfolgenden Abscheidung des Metalles tritt naturgemäß sehr schnell eine. Verarmung an Metallionen ein, wodurch die Abscheidungsgeschwindigkeit des Metalles stark beeinträchtigt wird. Aus diesem Grunde wird durch Zugabe von konzentrierten i'ietallsalzlösungen das durch die Abscheidung verbrauchte Metall regelmäßig ergänzt. Diese Metallsalzlösungen enthalten meistens auch größere Mengen einer komplexbildenden Substanz.
u3r iiachteil dieser bisher üblichen Methode liegt jedoch darin, α.-iß en hierbei zu einer unerwünschten Anreicherung an Säure-■ αIonen durch die dem Bad zugeführten Metallsalze und komplex--.; LcJoiiden Substanzen kommt.
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Die Erfindung hat daher die Aufgabe, eine Ergänzung des durch die chemische Abscheidung verbrauchten Metalles zu ermöglichen, ohne daß es zu einer Anreicherung von Säureanionen und komplex-. bildenden Substanzen kommt.
Dies wird erfindungsgeraäß durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet Ist, daß die Elektrolytlösung kontinuierlich durch eine Zelle bewegt wird, in der die durch chemische Abscheidung verbrauchte Menge an Metallionen durch elektro—chemisch in Lösung gebrachte Metallionen ergänzt wird.
Hierbei wird erfindungsgemäß eine Regenerierzelle verwendet, die mittels einer für den Elektrolyten durchlässigen.Platte, z. B. aus porösem Kunststoff, Keramik oder anderen permeablen Materialien, in zwei Abteilungen getrennt ist.
Diese beiden Abteilungen enthalten nun jeweils eine kathodisch oder anodisch gepolte Elektrode, die an einen Gleichrichter angeschlossen sind..
Die Abteilung mit der kathodisch gepolten Elektrode wird dann mit einem geeigneten Elektrolyten, u. 'J. einer-KailuMhydro:-:;.-cl- oder Natrluflihydroxyd-Lösung, gefüllt, während die Abteilung mit der anodisch gepolten. Elektrode den das ine tall abscheidenden Elektrolyten enthält» In diesem Anodenraum erfolgt nun die Ergänzung der Metallionen, indem der an Metallionen verarmte Elektrolyt im Kreislauf kontinuierlich durch diesen Ilauni, z,ß,
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durch Pumpen, bewegt und nach erfolgter Ergänzung dann dem Arbeitsbehälter wieder zugeführt wird, in den: die Abscheidung .stattfindet.
Diese Zuführung der ergänzten bzw. regenerierten Lösung in den Hrbeitsbehälter läßt sich zwe^Kmäßigervieise z. b. mittels eines i'berlaufes durchi'üiiren.
Die kathodisch ^epolte Elektrode soll vorteilhafterweise aus rostfreiem Stahl bestehen, während als Anodenrnaterial naturgemäß dasjenige he tall zu verwenden ist, v^elches ergänzt vierden sei 1.
Die Stärke der Kachbildung von Ketallionen im Anodenraum kann in einfachster Weise durch Regulierung der Stromstärke des Gleichrichters erfolgen. Eine Steuerung des Gleichrichters, z. : . mittels eines die ί-ietallionenkonzentration im Arbeitsbehälter .\iessenden Instrumentes, ermöglicht dann eine kontinuierliche Ergänzung des abgeschiedenen Hetalles und damit die Konstanthaltung der i<letallionenkonzentration im Arbeitsbehälter. Hierdurch wird eine ununterbrochene Ketallisierung ermöglicht, was z. B. beim betrieb automatischer Anlagen besonders weltvoll ist.
Das erl'inJungsgemäße Verfahren viird nachfolgend anhand der Arbeitsbedingungen beim Eetrieb chemischer rletallbäder näher erläute. . BADORiGINAL
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Beispiel 1
Es wird eine Regenerierzelle verwendet, in der man den Abstand zwischen den Elektroden so klein wie möglich hält.
Eine solQhe Zelle ist in-Figur 1 dargestellt. Hierin bedeuten 1 eine Elektrode aus rostfreiem Stahl, 2 eine poröse Keramikplatte und 3 eine Elektrode aus Kupfer. A stellt den Zulauf für die zu regenerierende Lösung dar und B den Ablauf der regenerierten Lösung.
Der Aufbau dieser Regenerierzelle ist weiterhin aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich, in denen die Bezugszeichen 1, 2, j?, A und B dieselbe Bedeutung wie in Figur 1 besitzen. 5 bedeutet die aus Kunststoff bestehende Behälterwandung und 6 stellt Platten, ebenfalls aus Kunststoff, dar, welche einen sehr geringen Abstand der Elektroden ermöglichen. Die Elektrolytlösung wird durch E und die Alkalihydroxyd-Lösung durch F dargestellt.
Die Anodenplatten bestehen naturgemäß aus dem Metall, das ergänzt werden soll.
Die Anodenräume werden nun, z.B. mit Hilfe von Schläuchen, in Serie geschaltet, worauf die zu regenerierende Elektrolytlösung hindurchgepumpt wird. Die Lösung wird zu diesem Zweck aus dem Arbeitsbehälter, in dem die chemische Metallabscheidung erfolgt, angesaugt, in den Anodenraurn der Regenerierzelle eln^e-
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führt und nach der Ergänzung durch Metallionen wieder in den Arbeitsbehälter zurückgeführt. Der Kathodenraum wird mit einer In Natriumhydroxyd-Lösung gefüllt.
Zum Regenerieren eines Kupferelektrolyten der Zusammensetzung
Kupfersulfat (CuSO^ , 5 HgO) 5 g/Liter
Komplexbildner (Dinatriumsalz der Ethylendiamintetraessigsäure) 20 g/Liter
Alkalihydroxyd (NaOH) 3 g/Liter
Stabilisator (Rhodanin)....» 0, OO3 g/Liter
Reduktionsmittel (Formaldehyd) 5 g/Liter
vom pH 12,5 wurde z. B. beim Anlegen einer Gleichspannung von 40 Volt bei parallel geschalteten Anoden eine Stromstärke von 10 Ampere erreicht. Hierbei erhöhte sich die Kupferkonzentration der Regenerierzelle um 3,5 g/Liter, was bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 5 Liter/h einer Metallergänzung von 11 g/Stunde entspricht. Im Arbeitsbehälter ist damit eine kontinuierliche chemische Metallabscheidung von etwa 10,5 g Kupfer/h möglich, was einer Fläche von 1,18 m /h mit einer Schichtdicke von 1 μτη entsprlcnt.
Üeispiel 2
Die im Beispiel 1 beschriebene Regenerierzelle wurde zur Regenerierung eines Elektrolyten folgender Zusammensetzung verwendet;
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Nickelchlorid (NiCl2 . 6 H2O) 26 g/Liter
Natriumhy pophos phi t ". j50 g/Liter
Milchsäure 27 g/Liter
Propionsäure 2 g/Liter
Bleichlorid 0,0027 g/Liter
Zu diesem Zweck wurde diese Lösung aus dem Arbeitsbehälter angesaugt, in den Anodenraurn gepumpt und nach Durchströmen der Regenerierzelle zurück in den Arbeitsbehälter geleitet. Der Kathodenraum enthielt andererseits eine etwa 1 η Natriumhydroxyd-Lösung. Beim Anlegen einer Gleichspannung von 40 Volt erzielte man eine Stromstärke von 8,2 Ampere. Bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 3 Liter/h erhielt man eine Konzentrationserhöhung von 2,7 g Nickel/Liter, was einer Metallergänzung von 8,1 g/h im Arbeitsbehälter entsprach.
-7-
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Claims (5)

  1. Patentans prüche
    'l.) Verfahren zum Regenerieren von Elektrolyten für die chen.ische Abscheidung von Metallen durch Ergänzung des abgeschiedenen Metalles, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytlösung kontinuierlich durch eine Zelle bewegt viird, in der die durch chemische Abscheidung verbrauchte Menge an Metallionen durch elektrochemisch in Lösung gebrachte Metallionen ergänzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zelle verwendet wird, die mittels einer für den
    Elektrolyten permeablen Platte, in 2 Abteilungen getrennt ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zelle verwendet wird, deren beide Abteilungen jeweils eine an einen Gleichrichter angeschlossene kathodisch oder anodisch gepolte Elektrode enthalten.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ergänzung der Metallionen in der Abteilung erfolgt, welche die kathodisch gepolte Elektrode enthält.
  5. 5. Verfahren zum Regenerieren von chemischen Kupferbädern nach Ansprüchen 1 bis 4.
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    Leerseite
DE19712114652 1971-03-23 1971-03-23 Verfahren zum Regenerieren von Elektrolyten fur die chemische Ab scheidung von Metallen Pending DE2114652A1 (de)

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IT2194072A IT950267B (it) 1971-03-23 1972-03-16 Procedimento per rigenerare elettro liti per la deposizione chimica di di metalli
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DE2713392A1 (de) * 1977-03-23 1978-09-28 Ruwel Gmbh Verfahren und einrichtung zum herstellen von zur chemischen metallabscheidung geeigneten metallkomplexverbindungen und zum betrieb chemischer metallisierungsbaeder

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GB1384118A (en) 1975-02-19

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