раствор для химической пассивации серебра и его сплавов
| Классы МПК: | C23C22/05 использование водных растворов C23F11/16 серосодержащие соединения | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Автор(ы): | Семенов Василий Евгеньевич (RU) , Балмасов Анатолий Викторович (RU) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановский государственный химико-технологический университет» (RU) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Приоритеты: |
| этаноламин | 50-100 мл/л |
| каптакс | 5-10 г/л |
| висмутол II | 1-2 г/л |
| вода | до 1 л |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к химической обработке поверхности металлов, в частности к пассивации изделий из серебра и его сплавов с медью, и может быть использовано в приборостроении, ювелирной и радиоэлектронной промышленности.
Изделия из серебра и сплавов на его основе обладают низкой коррозионной стойкостью в средах, содержащих сероводород. В результате коррозионного взаимодействия на поверхности изделий из серебра и его сплавов образуются сульфидные пленки, ухудшающие их внешний вид и эксплуатационные характеристики. Для повышения коррозионной стойкости серебра и его сплавов проводят пассивацию поверхности.
Известен раствор для химической пассивации серебра, содержащий (г/л):
| Калия бихромат | 100 |
| Вода | до 1 л |
Режим обработки: температура 85-90°С, время 20-30 мин (Кудрявцев Н.T. Электролитические покрытия металлами. М.: Химия, 1979, с.352).
Недостатком аналога является токсичность раствора вследствие высокой концентрации соединений шестивалентного хрома и ведение обработки при высокой температуре.
Известен раствор для химической пассивации серебра, содержащий (г/л):
| Ингибитор И-1-Е | 50-60 |
| Вода | до 1 л |
Режим обработки: температура 15-30°С, время 5-10 мин (ГОСТ 9.305-84. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий).
Данный раствор обеспечивает повышение коррозионной устойчивости серебряных покрытий, однако он недостаточно эффективен для обработки изделий из сплава СрМ925.
Известен раствор для химической пассивации серебра, содержащий (г/л):
| Натрия диэтилдитиокарбамат | 10-15 |
| Калия гидроксид | 2-5 |
| Вода | до 1 л |
Режим обработки: температура 18-25°С, время 15-20 мин (Королева Е.В. Разработка электрохимических и химических методов обработки для повышения качества поверхности серебра и сплава СрМ925. Автореф. дисс 
к.т.н. Иваново, 2004. 16 с.).
Недостатком раствора является низкая коррозионная стойкость пассивирующего слоя на поверхности сплавов серебро-медь.
Наиболее близким аналогом, по совокупности признаков и достигаемому результату, т.е. прототипом, является раствор для химической пассивации серебра и его сплавов, содержащий следующие компоненты (г/л):
| Калия цианид | 80-90 |
| Каптакс | 8-12 |
| Вода | до 1 л |
Режим обработки: температура 20-30°С, время 3-5 мин (Мельников П.С. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1991, с.384). В данном растворе цианид калия выполняет функцию комплексообразователя (Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. 6-е изд. М.: Химия, 1989, с.321).
Недостатками прототипа являются недостаточно высокая коррозионная стойкость серебра и сплавов серебро-медь после пассивации, а также токсичность вследствие наличия в его составе цианистого калия.
Задачей изобретения является разработка раствора для химической пассивации серебра и его сплавов, обеспечивающего повышенную коррозионную стойкость поверхности серебра и его сплавов и уменьшение токсичности.
Поставленная задача достигается путем создания раствора для химической пассивации серебра и его сплавов, включающего комплексообразователь — этаноламин, висмутол II, каптакс и воду при следующем соотношении компонентов (г/л):
| Этаноламин | 50-100 мл/л |
| Каптакс | 5-10 |
| Висмутол II | 1-2 |
| Вода | до 1 л |
Этаноламин, ТУ 6-09-2447-86, химическая формула NH 2 CH 2 CH 2 OH, температура кипения 146°С, неограниченно растворим в воде (Справочник химика, том 2. — Л.: Химия, 1964, с.1130).
Каптакс (2-меркаптобензтиазол), ГОСТ 739-74, химическая формула С 6 Н 4 SNСSН, температура плавления 179,5°С, нерастворим в воде, растворим в горячем этаноле, трудно растворим в эфире (Справочник химика, том 2. — Л.: Химия, 1964, с.532).
Висмутол II (меркаптофенилтиотиодиазолон), химическая формула C 8 H 6 N 2 S 2 , температура плавления 240°С, трудно растворим в воде, устойчив на воздухе (Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии, 6-е изд. М.: Химия, 1989, с.98). Висмутол II используют для гравиметрического определения палладия, висмута, кадмия, меди; титриметрического — висмута, меди, серебра, палладия; фотометрического — висмута, палладия, олова и др. Таким образом, не известно использование висмутола II для химической пассивации серебра.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ
Для приготовления раствора химической пассивации 8 г каптакса и 1,5 г висмутола II последовательно растворяли в 75 мл этаноламина при температуре 25°С. Затем объем раствора доводили до 1 л водой.
Примеры с другими значениями концентраций приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Компоненты | Примеры | ||
| Концентрация, г/л | |||
| 1 | 2 | 3 | |
| Этаноламин, мл/л | 75 | 50 | 100 |
| Висмутол II | 1,5 | 1 | 2 |
| Каптакс | 8 | 5 | 10 |
Химической пассивации в растворах с различным соотношением компонентов (таблица 1) подвергали по 10 пластинок площадью 4 см 2 каждая, изготовленных из серебра марки Ср999 и сплавов серебра с медью СрМ960, СрМ925. Образцы предварительно обезжиривали и промывали проточной водой. Процесс пассивации проводили в сосуде объемом 500 мл без перемешивания. Режим пассивации: температура 25°С, время обработки 20 мин.
Отмывка изделий от раствора осуществлялась проточной водой, после чего следовала сушка в потоке теплого воздуха. Поверхность изделий имела светлый вид, визуально не отличалась от цвета исходных изделий. В качестве сравнения были также запассивированы аналогичные образцы в количестве 10 штук в растворе-прототипе.
После пассивации все образцы подвергались коррозионным испытаниям капельным методом с использованием раствора, содержащего сульфид натрия в концентрации 5 г/л [Гамбург Ю.Д., Лямина Л.И., Каратеева В.И. Коррозия и защита серебра в атмосферах, содержащих сероводород. Итоги науки и техники. Коррозия и защита от коррозии. Т.5. 1975, с.129].
Результаты испытаний образцов после обработки в растворе-прототипе и в предлагаемых растворах представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | |||||
| Показатель | Металл | Раствор прототип | Предлагаемый раствор | ||
| 1 | 2 | 3 | |||
| Коррозионная стойкость (время до появления сульфида серебра), сек | Ср999 | 40 | 122 | 120 | 118 |
| СрМ960 | 35 | 104 | 105 | 103 | |
| СрМ925 | 30 | 92 | 90 | 88 |
Из представленных в таблице 2 данных видно, что пассивация в предлагаемых растворах обеспечивает повышение коррозионной стойкости поверхности серебра и его сплавов, а именно увеличение продолжительности защиты поверхности металла от воздействия сероводорода, в 3 раза по сравнению с пассивацией в растворе-прототипе. Также предлагаемые растворы являются менее токсичными.
Источник
Форум химиков
разработка раствора для химической пассивации серебра
разработка раствора для химической пассивации серебра
Сообщение ПАРФЮМЕР » Пт сен 14, 2018 12:58 pm
Задачей изобретения является разработка раствора для химической пассивации серебра и его сплавов, обеспечивающего повышенную коррозионную стойкость поверхности серебра и его сплавов и уменьшение токсичности.
Поставленная задача достигается путем создания раствора для химической пассивации серебра и его сплавов, включающего комплексообразователь — этаноламин, висмутол II, каптакс и воду при следующем соотношении компонентов (г/л):
Этаноламин 50-100 мл/л,Каптакс 5-10 , Висмутол II 1-2 ,Вода до 1 л
Для приготовления раствора химической пассивации 8 г каптакса и 1,5 г висмутола II последовательно растворяли в 75 мл этаноламина при температуре 25°С. Затем объем раствора доводили до 1 л водой. Это самый лучший пассиватор.
Пассиватор №2
Калия цианид 80-9гр , каптакс 8-12 гр, вода 1л. Пассивация проходит в течении 3-5 мин при температуре 20-30 градусов.
Пассиватор №3
Ингибитор И-1-Е 50-60 гр + 1 литр воды. Пассивация проходит 5-10 мин при температуре 15-30 градусов.
Пассиватор №3 но со слабой коррозией
Натрия диэтилдиокарбамат 10-15 гр, калия гидрооксид 2-5 гр, вода 1литр. Пассивация проходит 15-20 мин при температуре 18-25 градусов.
ВОПРОС: посоветуйте что лучше или может есть другая формула более лучше и долговечнее. Просто пассиватор №3 очень слабый . А другие пассиваторы невозможно сделать в домашних условиях, так как реактивы для физ. лиц не продают и нужна лицензия для приобретения.
Источник
Как приготовить пассиватор для серебра
Пассивирование и фосфатирование.
Пассивирование – процесс образования тонкой и прочной оксидной пленки на поверхности металла с целью предохранения его от дальнейшего окисления (ржавчины). Для пассивирования применяются р-ры нитрита натрия (NaNO2) или хромового ангидрида (CrO3). Для сталей более предпочтительны нитритные р-ры. Хорошо обезжиренные и протравленные детали погружаются с состав:
Нитрит натрия (NaNO2) 10-15 г/л
Кальцинированная сода (Na2CO3) 3-7 г/л
Температура р-ра 40-60°С, выдержка 10-15 мин., можно добавить какое—либо поверхностно-активное вещество, ОП-7 или любое другое. Для меди и ее сплавов применяются хроматные составы:
Серная к-та 20-25 г/л
Бихромат калия (калиевый хромпик, K2Cr2O7) 80-100 г/л
Температура 45°С, выдержка 5-10 мин.
Вместо бихромата калия, можно использоват бихромат натрия (Na2Cr2O7).
Для серебра можно использовать р-р:
Бихромат калия (калиевый хромпик, K2Cr2O7) 10 г/л
Хромовый ангидрид (CrO3) 1 г/л
Температура 18-25°С, выдержка 1-2 сек. Затем промыть и высушить.
Фосфатирование – процесс создания на поверхности тонкой фосфатной пленки, защищающей от коррозии и имеющей хорошее сцепление с лакокрасочными покрытиями. Цвет пленки на стали меняется от черного до серого, в зависимости от состава фосфатирующего р-ра, материала и условий обработки. Многие из подобных составов продаются в автомагазинах и называются «Автопреобразователь ржавчины» и т.п. Основным компонентом этих составов является фосфорная кислота (об этом я уже упоминал в разделе Травление ). К подобным процессам относится «Способ Паркера». Составы эти сложны и используют экзотические компоненты, поэтому приведу 2 наиболее простых рецепта для фосфатирования стали.
1.
Ортофосфорная к-та (H3PO4, плотность 1,41) 80-85 г/л
Цинковый белила, сухие (окись цинка, ZnO) 15-17 г/л
Нитрит натрия (NaNO2) 1,2 г/л
Тальк 1500-2000 г/л
Ортофосфорную к-ту, цинковые белила и нитрит натрия смешать в воде, затем в полученный р-р постепенно добавлять тальк пока до тех пор, пока не образуется кашица равномерной консистенции, пригодная для нанесения кистью или шпателем. Паста сохраняет свои свойства в течение 24 часов.
2.
Ортофосфорная к-та (H3PO4, плотность 1,41) 32-35 частей
Бутиловый спирт (бутанол) 2 части
Вода 63-66 частей
Температура р-ра 50°С, выдержка 20 мин.
Для алюминия можно применить составы:
Ортофосфорная к-та (H3PO4) 40-50 г/л
Фтористый калий (натрий, KF или NaF) 3-5
Бихромат калия (калиевый хромпик, K2Cr2O7) 5-7 г/л
Температура 80-90°С, выдержка 3-5 мин.
Для контроля качества оксидно-фосфатного покрытия опустить деталь в 5% р-р бихромата калия на 3-5 мин., появление лимонно-желтой окраски свидетельствует о хорошем качестве пленки. После нанесения пленки, поверхность промывают большим количеством воды и сушат при температуре не выше 60°С
Состав «Аллохром».
Монофосфат натрия (NaH2PO4 x H2O) 31,8 г/л
Фтористый натрий (NaF) 5 г/л
Бихромат калия (K2Cr2O7) 10,6 г/л
Соляная к-та (HCl) 4,8 г/л
Температура 18-19°С, выдержка 5 мин., промывка в воде в течении 10-15 сек., сушка при температуре 38-66°С.
Источник