DE4134656A1

DE4134656A1 - Verfahren zum elektroplattieren von nickel mit reduziertem aufbau von nickelionen

Info

Publication number: DE4134656A1
Application number: DE4134656A
Authority: DE
Inventors: Robert A Tremmel
Original assignee: Enthone OMI Inc
Current assignee: MacDermid Enthone Inc
Priority date: 1990-10-22
Filing date: 1991-10-19
Publication date: 1992-04-23
Anticipated expiration: 2011-10-20
Also published as: GB9122383D0; CA2053342A1; FR2668173A1; SE9103061D0; IT1249854B; ITTO910789A1; GB2249107A; ITTO910789A0; JPH04333600A; DE4134656C2; ES2034897A1; ES2034897B1; SE9103061L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Ver fahren zum Elektroplattieren, bei dem der Aufbau von löslichen anodischen Metallen herabgesetzt ist. Genauer gesagt betrifft die Erfindung die Reduzierung des Aufbaues von unerwünschten Nickelionen bei einem Nickel- oder Ferro- Nickel-Elektroplattierungsverfahren oder einem entsprechen den Bad durch Verwendung einer unlöslichen Ferrit-Elektrode im Verfahren.

Wie dem Fachmann auf dem Gebiet des Elektroplattierens bekannt ist, kann die Verwendung von löslichen Nickel-Anoden in Bädern, die einen Nickelelektrolyten oder Ferro- Nickel- Elektrolyten enthalten, zu einem beträchtlichen Aufbau von überschüssigen Nickelionen in der Elektrolytlösung führen. Dieses Problem des Aufbaues von Metallen ist in neuerer Zeit sehr viel schwerwiegender geworden, da in bezug auf den zulässigen Gehalt an Nickel im Abwasser erhöhte Beschränkun gen eingeführt wurden. Daher wird der größte Teil der Plattierungslösung, die abgeführt wird, zur ursprünglichen Plattierungslösung zurückgeführt. Dies kann unter Einsatz von üblichen Methoden, beispielsweise einer Rückgewinnung durch Verdampfen oder einer Umkehrosmose, bewerkstelligt werden. Ein solcher Aufbau von Nickelionen ruft unerwünschte Nebeneffekte im Elektroplattierungsbad und -verfahren her vor. Diese unerwünschten Effekte können beispielsweise in trüben, narbigen oder rauhen Abscheidungen auftreten, die aufgrund des Vorhandenseins von überschüssigen Mengen an Nickelsulfat und Nickelchlorid vorkommen. Es können sich auch Ausfällungen bilden, da die Vereinbarkeitsgrenzen überschritten worden sind. Die überschüssigen Nickelmengen tragen auch beträchtlich zu den Aufwendungen in bezug auf das Bad bei. Da beispielsweise das Bad schließlich verdünnt werden muß, ist das Vorhandensein von überschüssigen Nickel ionen im Bad nicht nur in bezug auf die Umwelt unerwünscht, sondern erhöht auch die Kosten in bezug auf die Behandlung des Elektrolytabfalls vor dessen Beseitigung. Ferner ist das Vorhandensein von nicht genutzten Nickelionen völlig ineffi zient.

Ohne hierbei an irgendeine Theorie gebunden zu sein, weiß der Fachmann offensichtlich, daß dieser Aufbau aufgrund der Ungleichheit zwischen dem Wirkungsgrad der Anode und der Kathode hervorgerufen wird. In einem typischen Nickelbad beträgt der Anodenwirkungsgrad beispielsweise 100%. Im Gegensatz dazu liegt der Kathodenwirkungsgrad nur bei etwa 95%. Dieser Unterschied im Wirkungsgrad führt dazu, daß die Menge der Nickelionen in der Lösung während der Elektrolyse ansteigt. In entsprechender Weise besitzen in einem typischen Nickel-Eisen-Bad die Anode einen Wirkungsgrad von 100%, während die Kathode einen Wirkungsgrad von etwa 91% aufweist. Dieser vergrößerte Wirkungsgradunterschied führt zu einem noch größeren Anstieg der Nickelionen in der Lösung während der Elektrolyse.

Gemäß dem Stand der Technik sind viele Versuche unternommen worden, um dieses Problem zu lösen. Beispielsweise hat man versucht, eine Problemlösung herbeizuführen, indem man die Zahl der in der Lösung eingesetzten Anoden herabgesetzt hat. Hierdurch wird jedoch einfach die Anodenstromdichte erhöht, so daß sich mehr Metallionen pro vorgegebene Anode lösen. Es kann auch eine Anodenpolarisation auftreten, was zu einem erhöhten Verbrauch an Glanzbildnern in typischen Bädern führt und in Eisen-Nickel-Bädern unerwünschte Ferri (Fe⁺³)- Ionen erzeugt. Eine Anodenpolarisation kann auch zum Aus fall der in Eisen-Nickel-Bädern verwendeten Komplexbildner führen. Ferner kann eine übermäßige Chlorerzeugung (die in diesen Bädern ebenfalls höchst unerwünscht ist) auftreten, wenn solche polarisierten Anoden verwendet werden.

Unlösliche Anoden, beispielsweise mit Platin plattierte Titananoden, sind in Nickelplattierungselektrolyten einge setzt worden, um die Plattierungsdicke in Bereichen mit niedriger Stromdichte zu erhöhen. Eine derartige Anode kann auch den Aufbau von Nickelionen reduzieren. In entsprechen der Weise sind unlösliche Kohlenstoff-Anoden in Nickel- und Eisen-Nickel-Elektrolyten verwendet worden. Obwohl der Nickelaufbau in derartigen Elektroplattierungsbädern mit solchen Anoden herabgesetzt werden kann, neigen die bisher verwendeten Anoden (d. h. mit Platin plattierte Titananoden) zu einem raschen Abbau und können nur auf kostspielige Weise ersetzt werden. Sie können ferner einen erhöhten Verbrauch an Glanzbildern verursachen und zur Erzeugung von nachteili gen Zersetzungsprodukten beitragen.

Elektroden aus gesintertem Ferrit werden manchmal als unlösliche Anoden angesehen, die in zyanidfreien Kupferplattierungsverfahren oder zum Reduzieren der sechs wertigen Chromionen in Chromelektroplattierungsverfahren eingesetzt werden können. Derartige Einsätze werden in den US-PS′en 44 69 569, 44 66 865 und 49 33 051 vorgeschlagen, die hiermit in die vorliegende Beschreibung eingearbeitet werden. Der Einsatz von solchen gesinterten Anoden in Nickelplattierungsbädern ist jedoch noch nie vorgeschlagen worden. Solche Elektroden sind im Detail in der Veröffent lichung von S. Wakabayashi und T. Aoki "Characteristics of Ferrite Electrodes", Journal de Physique, April 1977, C1-241 bis C1-244 beschrieben.

Erfindungsgemäß wird ein Elektroplattierungsverfahren für Nickel vorgeschlagen, bei dem der Aufbau von Nickelionen in einer Elektroplattierungslösung auf Nickelbasis beträchtlich reduziert und/oder verhindert wird. Dies geschieht durch den Einsatz einer ausgewählten Klasse von unlöslichen Anoden, die in bezug auf die durch die unlösliche Anode während des Elektroplattierens im Nickelbad fließende Strommenge ge trennt gesteuert werden können. Die unlösliche Anode der vorliegenden Erfindung besitzt einen Oberflächenbereich, der zumindest teilweise aus Eisen besteht.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die Schritte der Schaffung eines wirksamen Nickelelektrolyt-Plattierungs bades und des Eintauchens einer ersten Anode und einer zweiten Anode in das Bad. Bei der ersten Anode handelt es sich um eine Opferanode aus Nickel, die an einen ersten Gleichrichter angeschlossen ist. Die zweite Anode ist eine unlösliche Anode, wobei mindestens ein Abschnitt des Ober flächenbereiches dieser Anode ein Eisenmaterial umfaßt. Die zweite Anode ist an einen zweiten Gleichrichter angeschlos sen. Ein zu plattierendes Substrat wird dann in das Elektro plattierungsbad getaucht und kathodisch elektrifiziert. Die erste Anode wird anodisch elektrifiziert, während der zur zweiten Anode fließende Strom so gesteuert wird, daß während des Elektroplattierens des Substrates der zweiten Anode eine wirksame Strommenge zur Verfügung gestellt wird, um den Auf bau der überschüssigen Nickelionen in der Lösung zu verhin dern.

Es wurde festgestellt, daß mit dem neuartigen Verfahren der vorliegenden Erfindung der Nickelaufbau beträchtlich redu ziert und dadurch die Lebensdauer des Plattierungsbades erhöht werden kann. Ferner können die Konzentrationen der Nickelionen, die zu einem späteren Zeitpunkt beseitigt wer den müssen, entsprechend herabgesetzt werden. Darüber hinaus besitzt die Eisenanode der vorliegenden Erfindung eine stark erhöhte Lebensdauer gegenüber den Platin-Titan-Anoden oder Kohlenstoff-Anoden des Standes der Technik. Auf diese Weise lassen sich die Austauschkosten und Stillegekosten herab setzen, die bei den unlöslichen Anoden des Standes der Technik auftreten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Aus führungsformen in Verbindung mit Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.

Allgemein gesagt umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die nachfolgenden Schritte: Zuerst wird ein wirksames Elektro lytplattierungsbad auf Nickelbasis zur Verfügung gestellt. Eine erste Anode, die an einen ersten Gleichrichter ange schlossen ist, wird in das Bad getaucht. Eine zweite Anode, die an einen zweiten Gleichrichter angeschlossen ist, wird in das Bad getaucht. Bei der zweiten Anode handelt es sich um eine unlösliche Anode, wobei mindestens ein Abschnitt ihrer Oberfläche eine Eisenzusammensetzung umfaßt. Ein zu plattierendes Substrat wird dann in das Bad getaucht. Die erste Anode wird anodisch elektrifiziert, während das Substrat kathodisch elektrifiziert wird. Zur gleichen Zeit wird der zur zweiten Anode fließende Strom mit dem zweiten Gleichrichter gesteuert, um der zweiten Anode eine wirksame Strommenge zur Verfügung zu stellen, damit der Aufbau von überschüssigen Nickelionen in der Lösung verhindert werden kann.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Entdeckung, daß durch die Verwendung einer unlöslichen Eisen-enthaltenden Anode und die Steuerung des dieser Anode zugeführten Stromes die Menge der Nickelionen, die sich in diesen Nickel-Badlö sungen aufbaut, beträchtlich reduziert werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei gebräuchlichen Standard-Nickelplattierungsbädern oder Nickel-Eisen-Plat tierungsbädern, die heutzutage verwendet werden, eingesetzt werden. So können bei dem Verfahren der vorliegenden Erfin dung im Handel erhältliche Standardbäder Verwendung finden, die geeignete Nickelionen-Konzentrationen, Glanzbildner, Komplexbildner oder Chelatbildner, Einebnungsmittel, grenz flächenaktive Stoffe und andere entsprechende Additive, die üblicherweise in Nickelplattierungsbädern Verwendung finden, aufweisen. In entsprechender Weise können Additive und Zusätze, die üblicherweise in Nickel-Eisen-Bädern eingesetzt werden, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.

Die bei der vorliegenden Erfindung verwendete erste Anode ist allgemein gesagt eine Opferanode, die beispielsweise einen Titankorb o. ä. aufweisen kann, der mit geeigneten Nickelspänen gefüllt ist, die zum Opfern der Badlösung zugesetzt werden, wenn der Plattierungsprozeß voran schreitet. Die erste Opferanode ist an einen von der zweiten Anode getrennten Gleichrichter angeschlossen, so daß der Strom zwischen den beiden Anoden während des Elektroplat tierverfahrens unabhängig voneinander gesteuert werden kann.

Normalerweise ist die bei der vorliegenden Erfindung verwen dete zweite Anode derart mit Oberflächenbereichen im Bad an geordnet, daß etwa 5 bis 100 A/0,0929 m² (Quadratfuß) der zweiten Anode zur Verfügung gestellt werden können. Bei typischen Oberflächenbereichen in derartigen Bädern können durch die zweite Anode etwa 10 bis etwa 50/0,0929 m² ange legt werden. Vorzugsweise sind solche Oberflächenbereiche der zweiten Anode vorgesehen, daß durch die zweite Anode etwa 15 bis etwa 25 A/0,0929 m² angelegt werden können.

Bei der zweiten Anode der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine unlösliche Anode, wobei mindestens ein Ab schnitt der Oberfläche eine Eisenzusammensetzung aufweist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die zweite Anode eine Struktur aus gesintertem Eisenoxid. Bei einem typischen handelsüblichen Elektroplattierungsbad liegen wirksame Oberflächenbereiche der zweiten Anode allgemein in einem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 12 m², wobei etwa 0,5 bis etwa 2 m² in bezug auf den Oberflächenbereich bevorzugt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die gesinterte Struktur aus einer innigen Mischung aus gesintertem Eisen oxid und Nickeloxid hergestellt. Eine typische Anodenfor mulierung umfaßt etwa 90 Mol% Fe₂O₃ und etwa 10 Mol% zweiwertige Nickeloxide. Die anderen Metalle oder Metall oxide können ebenfalls bei einer derartigen gesinterten Struktur Verwendung finden, wenn das verwendete Metall in bezug auf das Plattierungsbad nicht schädlich ist. Somit können Kupferoxide, Manganoxide und Kobaltoxide in der ge sinterten Struktur Verwendung finden. Derartige gesinterte Anoden sind in der vorstehend erwähnten Veröffentlichung von Wakabayashi und T. Aoki "Characteristics of Ferrite Electrodes" beschrieben. Diese Veröffentlichung wird in den vorliegenden Text eingearbeitet.

Die zu plattierende Substratstruktur ist für die vorliegende Erfindung nicht kritisch, obwohl einige Strukturen wirksamer behandelt werden können als andere. Bei dem Substrat muß es sich jedoch um ein elektrisch leitendes Substrat handeln, wie diese üblicherweise beim Elektroplattieren eingesetzt werden. Das Substrat kann beispielsweise entweder ein Kunst stoffsubstrat oder ein Metallsubstrat sein, je nach dem ge wünschten Anwendungsfall.

Die Anode aus gesintertem Metall wird an einen Gleichrichter geschaltet, der von der Opferanode getrennt ist, so daß der der Anode aus gesintertem Eisen zugeführte Strom unabhängig gesteuert werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, daß der Strom steuerbar ist, um eine wirksame Strommenge zur Verfügung zu stellen und dadurch den Nickel aufbau in der Lösung beträchtich zu reduzieren.

Es wurde bei der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß die der zweiten Anode zugeführte Strommenge, die für die Reduzierung der Nickelionen wirksam ist, allgemein von etwa 1% bis etwa 16% des während des Elektroplattierens des Substrates angelegten Gesamtstromes beträgt. Üblicherweise beträgt der in gesteuerter Weise der zweiten Anode zuge führte Strom etwa 2% bis etwa 12% des während des Elektro plattierungsverfahrens angelegten Gesamtstromes. Vorzugs weise laufen etwa 4% bis etwa 8% des angelegten Gesamt stromes durch die Anode aus gesintertem Eisen.

Somit wurde bei dem erfindungsgemäßen Verfahren festge stellt, daß die unlösliche Anode aus gesintertem Eisen, wenn sie gemäß der vorstehend wiedergegebenen Lehre eingesetzt wird, die Menge des in diesen Nickel- oder Nickel-Eisen- Plattierungsbädern aufgebauten Nickels beträchtlich redu ziert. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß eine der artige Sinteranode über einen wesentlich längeren Zeitraum, d. h. einige Jahre, hält als unlösliche Hilfsanoden des Standes der Technik, deren Lebensdauer wesentlich kürzer ist, üblicherweise nur Wochen oder Monate.

Zum besseren Verständnis der Erfindung dienen die nachfol genden Ausführungsbeispiele.

Beispiel I

Es wurde ein Nickelelektroplattierungsbad mit den in Ta belle I wiedergegebenen Bestandteilen hergestellt.

Tabelle I

Bestandteile des Nickelelektroplattierungsbades

Dieses Elektrolytbad wurde in eine 4 l Plattierungszelle eingebracht, die mit einer Titankorbanode ausgerüstet war, welche mit Opferanoden-Nickelspänen gefüllt war, und wurde an einen ersten Gleichrichter angeschlossen, der wiederum an eine Stromquelle angeschlossen war. Eine zweite Anode aus Sinterferrit (die einen Oberflächenbereich von etwa 51,61 cm² besaß) , wurde in das Plattierungsgefäß getaucht und an einen zweiten Gleichrichter angeschlossen, der in Reihe mit der Stromquelle geschaltet war. Die Anoden wurden an getrennte Gleichrichter und an eine gemeinsame Kathode zum Elektroplattieren gehakt. Das Bad wurde über 350 Ah elektrolysiert, wobei während dieser Zeitdauer Standard- Glanzbildner eingesetzt wurden. Die Lösung wurde analysiert, und das Aussehen und die Integrität der Abscheidung wurde periodisch gemessen und akzeptabel gefunden. Der der Anode aus gesintertem Ferrit zugeführte Gesamtstrom betrug etwa 4% bis 8% des im Plattierungsverfahrens verwendeten Ge samtstromes.

Die Ergebnisse zeigten, daß keine wesentlichen Abbauprodukte erzeugt wurden und daß der pH-Wert durch die Stromverteilung an den Anoden aufrechterhalten werden konnte. Der Verbrauch an Glanzbildnern war nur geringfügig höher, und es wurde festgestellt, daß die Ferritanode sehr beständig war und einen Gewichtsverlust von weniger als 0,1% aufwies. Während der Testperiode konnte kein Nickelaufbau festgestellt wer den. Obwohl etwas Chlor von der Ferritanode abgegeben wurde, war diese Menge nicht wesentlich und konnte durch geringe Zusätze von Natriumbromid eliminiert werden.

Eine Lösung eines handelsüblichen Nickel-Eisen-Plattierungs bades [NIRON *(NIRON ist ein Warenzeichen der Firma ENTHONE-OMI, INC., aus Warren, Michigan, USA)] wurde in eine 4 l Plattierungszelle einge bracht, die mit Nickel- und Eisen-Anoden versehen war, welche an einen ersten Gleichrichter angeschlossen wurden, der wiederum an eine Stromquelle angeschlossen war. Des weiteren wurde eine Anode aus gesintertem Ferrit, wie in Beispiel I beschrieben, in die Plattierungszelle getaucht und an einen zweiten Gleichrichter angeschlossen, der in Reihe mit einer Stromquelle geschaltet war. Wie in Bei spiel I wurde eine gemeinsame Kathode zum Elektroplattieren verwendet. Das Bad wurde 891 Ah lang elektrolysiert, wobei standardmäßige Glanzbildner und Stabilisatoren während dieser Zeitdauer zugesetzt wurden. Die Lösung wurde analy siert, und das Aussehen und die Integrität der Abscheidung wurden periodisch gemessen und als akzeptabel angesehen. Allgemein gesagt wurden etwa 6% des Gesamtstromes an die Anode aus gesintertem Ferrit gelegt, obwohl dieser Wert manchmal während des Testes zwischen 2% und 10% variierte. In diesem Fall änderte sich die Stromdichte an der unlös lichen Anode von 10 ASF bis 50 ASF. Repräsentative analytische Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle II wiedergegeben.

Tabelle II

Analyse des Nickelbades

Plattentests, die routinemäßig während dieser Zeitdauer durchgeführt wurden, ergaben, daß keine wesentlichen Ab bauprodukte festgestellt werden konnten. Der Verbrauch der Stabilisatoren H und FN-2 wurde nicht tangiert. Der Ver brauch an FN-1 Index war geringfügig höher als normal. Die sehr niedrige FN-1 Index-Zahl bei der 275 Ah Marke war auf Fehler bei der Zugabe des Glanzbildners zurückzuführen.

Nickelmetall sank während der Testperiode in der Konzen tration ab, was zu typischen Nickel-Eisen-Plattierungs bädern entgegengesetzt ist. Es konnte kein merklicher Auf bau von Ferri-Ionen festgestellt werden, es ergab sich je doch ein beträchtlicher Abfall an Chloridionen, wie dies durch die Reduzierung des NiCl₂ · 6H₂O von 115,93 g/l auf 85,22 g/l feststellbar ist. Dies ist wahrscheinlich auf die Entstehung von Chlor an der unlöslichen Anode zurückzu führen. Während des Tests trat nur ein geringer Chlorgeruch auf. Durch die Zugabe von 1 g/l NaBr am Ende des Tests wurde der Chlorgeruch weiter reduziert.

Die Ferrit-Anode wurde während der Tests nach dem Betrieb mit verschiedenen Stromdichten periodisch gewogen. Der Gesamtgewichtsverlust während der Testperiode betrug nur 2,6%. Je größer die Stromdichte an der unlöslichen Anode war, desto größer war der Gewichtsverlust, obwohl selbst bei 50 ASF der Gewichtsverlust nicht signifikant war.

Beispiel III

Bei einem handelsüblichen Eisen (Ferro)-Nickel-Bad (UDYLITE* NIRON*) traten große Probleme in bezug auf den Aufbau von Nickelmetall auf, und das Bad mußte alle vier bis sechs Wochen um 20% bis 30% verdünnt werden. Ohne an irgendeine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß der Grund für diesen rapiden Aufbau von Nickelmetall in folgendem bestand: 1. einer 10%-igen Ungleichheit zwischen dem Wirkungsgrad der Anode und der Kathode; 2. dem Mitführen von Metall aus einem anderen Nickelbad und 3. einer wirksamen Wiederge winnung, durch die nahezu das gesamte abgeführte Nickel in das NIRON-Plattierungsbad zurückgeführt wird. Somit war das Bad verdünnt, wenn die Nickelmetallkonzentration (gemessen als Ni⁺²) 425 g/3,785 l überstieg.

Unter Verwendung eines herkömmlichen handelsüblichen Nickel- Eisen (NIRON)-Bades, das bereits vorhanden war, wurden etwa 6% der gesamten Anodenfläche im Tank durch unlösliche Ferrit-Elektroden ersetzt, in diesem Fall etwa 0,74 m². Die Anodenschiene, an der die unlöslichen Ferrit-Anoden ange bracht waren, wurde vom Hauptbus getrennt und an einen ge trennten Gleichrichter angeschlossen. Die Kathode war beiden Gleichrichtern gemeinsam. Der Strom wurde getrennt an die unlöslichen Anoden gelegt. Zuerst betrug die den Ferrit- Anoden zugeführte Strommenge nur etwa 4% des Gesamtstromes. Sie sollte schließlich auf 10% erhöht werden, um den Aufbau des Nickelmetalls zu steuern. Es entstand etwas Chlor, und es wurden 1 g/l NaBr zugegeben. Durchgeführte Tests ergaben, daß der Chlorgehalt in der Luft annehmbar war. Der Test wurde unter typischen Produktionsbedingungen von etwa 55 000 bis 60 000 Ah pro Tag durchgeführt, wobei man das Bad rund um die Uhr bei normalen Stillegezeiten betrieb. Der Test wurde über etwa 2,5 Monate durchgeführt.

Die Analyse des NIRON-Plattierungsbades einschließlich der Zusätze zu Beginn, bei 26 Tagen und am Ende einer Test periode von 75 Tagen ist in der nachfolgenden Tabelle III wiedergegeben.

Tabelle III

Analyse des NIRON-Bades

Wie aus der vorhergehenden Analyse hervorgeht, stabilisiert sich das Nickelniveau ohne jegliche Badverdünnung bei etwa 12 Unzen/Gall. Gemäß den vorhergehenden Ausführungen hätte das Bad normalerweise währen dieser Zeitdauer zweimal ver dünnt werden müssen.

Der Verbrauch an organischen Zusätzen wurde während der Testdauer sorgfältig überwacht. In allen Fällen änderte sich der Verbrauch gegenüber dem normalen Verbrauch im wesent lichen nicht. Das Betriebsverhalten des Bades wurde nicht beeinflußt. Die Beispiele zeigen an, daß die Verwendung der hier beschriebenen Ferrit-Elektroden ein wirksames Verfahren zum Steuern des Aufbaues von Nickelmetall in handelsüblichen Nickel-und Nickel-Eisen-Plattierungsbädern darstellt. Die Beispiele zeigen ferner, daß die Verwendung von derartigen Anoden in keiner Weise den Verbrauch von Zusätzen nachtei lig beeinflußt, noch ein nicht akzeptabel hohes Niveau an Chlor oder schädliche Abbauprodukte erzeugt.

Claims

1. Verfahren zum Elektroplattieren von Nickel auf einem leitenden Substrat, bei dem der schädliche Aufbau von un gebrauchten Nickelionen im Elektrolytbad verhindert wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

A) Schaffung eines wirksamen Elektrolytplattierungsbades auf Nickelbasis;
B) Tauchen einer ersten Anode, die an einen ersten Gleich richter angeschlossen ist, in das Bad, wobei die erste Anode eine Opferanode aus Nickel umfaßt;
C) Tauchen einer zweiten Anode, die an einen zweiten Gleichrichter angeschlossen ist, in das Bad, wobei die zweite Anode eine unlösliche Anode umfaßt, bei der mindestens ein Teil ihrer Oberfläche Eisen oder eine Eisen enthaltende Zusammensetzung aufweist;
D) Tauchen eines zu elektroplattierenden Substrates in das Bad; und
E) anodisches Elektrifizieren der ersten Anode und katho disches Elektrifizieren des Substrates, während der der zweiten Anode zugeführte Strom mit dem zweiten Gleichrichter gesteuert wird, um der zweiten Anode eine wirksame Strom menge während des Elektroplattierens des Substrates zuzu führen und den Aufbau von überschüssigen Nickelionen in der Lösung zu verhindern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der zweiten Anode gesteuert zugeführte Strom etwa 1% bis etwa 16% des während des Elektroplattierens des Substrates angelegten Gesamtstromes beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der der zweiten Anode gesteuert zugeführte Strom etwa 2% bis etwa 12% des während des Elektroplat tierens des Substrates angelegten Gesamtstromes beträgt.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der der zweiten Anode gesteuert zugeführte Strom etwa 4% bis etwa 10% des während des Elektroplattierens angelegten Gesamtstromes beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode des weiteren eine Struktur aus gesintertem Eisen aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur aus gesintertem Eisen des weiteren ein Gemisch aus Nickel und Eisenoxiden umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Oberflächenbereich der Struktur aus ge sintertem Eisen derart ausgewählt ist, daß der Struktur ein Strom von etwa 5 bis etwa 100 A/Fuß² zugeführt werden kann.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenbereich der Struktur aus gesintertem Eisen derart ausgewählt ist, daß der Struktur ein Strom von etwa 10 bis 50 A/Fuß² zugeführt werden kann.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenbereich der Struktur aus gesintertem Eisen derart ausgewählt ist, daß der Struktur ein Strom von etwa 15 bis etwa 25 A/Fuß² zugeführt werden kann.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die zweite Anode eine gesinterte Struktur besitzt, die Eisenoxide und Nickeloxide umfaßt.

11. Verfahren zum Elektroplattieren von Nickel auf einem leitenden Substrat, bei dem der schädliche Aufbau von un gebrauchten Nickelionen im Elektrolytbad verhindert wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Schaffen eines wirksamen Elektrolytplattierungsbades auf Nickelbasis;
b) Eintauchen einer ersten Anode, die an einen ersten Gleichrichter angeschlossen ist, in das Bad, wobei die erste Anode eine Opferelektrode aus Nickel umfaßt;
c) Eintauchen einer zweiten Anode, die an einen zweiten Gleichrichter angeschlossen ist, in das Bad, wobei die zweite Anode eine Struktur aus gesintertem Eisenoxid auf weist, die eine zur Verfügung stehende Oberfläche besitzt, so daß ein Strom von etwa 5 bis etwa 100 A/Fuß² vorgesehen werden kann;
d) Eintauchen eines zu elektroplattierenden Substrates in das Bad und Anschließen desselben an den ersten und zweiten Gleichrichter; und
e) anodisches Elektrifizieren der ersten Anode und katho disches Elektrifizieren des Substrates, während etwa 5 bis etwa 100 A/Fuß² der zweiten Anode zugeführt werden, so daß der an der Anode anliegende Strom etwa 1% bis etwa 16% des während des Elektroplattierens des Substrates angelegten Ge samtstromes beträgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 2 bis etwa 12% des angelegten Gesamtstromes durch die zweite Elektrode laufen.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, daß etwa 4% bis etwa 8% des Gesamtstromes durch die zweite Anode angelegt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 10 bis etwa 50 A/Fuß² an die zweite Anode angelegt werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 15 bis 25 A/Fuß² an die zweite Anode angelegt werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anode desweiteren eine ge sinterte Struktur aufweist, die durch ein Gemisch aus Eisenoxid und Nickeloxid gebildet ist.

17. Verfahren zum Elektroplattieren von Nickel auf ein leitendes Substrat, bei dem der schädliche Aufbau von ungebrauchten Nickelionen im Elektrolytbad verhindert wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Schaffen eines wirksamen Elektrolytplattierungsbades auf Nickelbasis;
b) Eintauchen einer ersten Anode, die an einen ersten Gleichrichter angeschlossen ist, in das Bad, wobei die erste Anode eine Opferanode aus Nickel umfaßt;
c) Eintauchen einer zweiten Anode, die an einen zweiten Gleichrichter angeschlossen ist, in das Bad, wobei die zweite Anode eine Struktur aus gesintertem Eisenoxid und Nickeloxid aufweist, die eine zur Verfügung stehende Ober fläche für einen Strom von etwa 15 bis 25 A/Fuß² aufweist;
d) Eintauchen eines zu elektroplattierenden Substrates in das Bad und Anschließen desselben in kathodischer Weise an den ersten und zweiten Gleichrichter; und
e) anodisches Elektrifizieren der ersten Anode und katho disches Elektrifizieren des Substrates, während etwa 15 bis etwa 25 A/Fuß² der zweiten Anode zugeführt werden, so daß der an die Anode gelegte Strom etwa 2% bis etwa 8% des während des Elektroplattierens des Substrates angelegten Gesamtstromes beträgt.