Pd - палладирование - Пд
Примеры шифра покрытия: Пд3 (палладий 3 мкм), НПд3 (никель 1 мкм, палладий 3 мкм)
Наше предприятие специализируется на покрытии палладием технических изделий. Покрытие получается серого цвета от полублестящего до матового в зависимости от толщины нанесенного палладия (чем толще слой палладия, тем более матовое покрытие). Обычно слой палладия не превышает 3-4 мкм. В качестве подслоя под палладий может быть медь, никель, серебро или даже золото, зависит от назначения покрытия и требований конструкторской документации.
Также сам палладий может служить подслоем под серебро или золото, играя роль барьерного слоя. В этом случае, как правило, толщина палладия небольшая от 0,1 до 0,5 мкм. Пример шифра покрытия в таком случае М3Пд0,1Зл0,3 (меднение 3 мкм, палладирование 0,1 мкм, золочение 0,3 мкм)
Свойства Палладия
Из группы платиновых металлов довольно широкое применение в гальванике получил палладий, так как он обладает рядом преимуществ по сравнению с серебром. Высокая износостойкость палладия позволяет работать покрытию в условиях постоянного трения. Палладиевые покрытия в 3-5 раз твёрже серебряных и не тускнеют при температуре до 300ºС, а значит, обладают стабильным переходным сопротивлением. Имеет высокую коррозионную стойкость, сохраняет способность к пайке после пребывания в агрессивных средах.
Также одним из плюсов палладия служит то, что он может применяться как барьерный промежуточный слой между медью и золотом или медью и серебром, предотвращая диффузию меди во внешний слой покрытия. На палладий легко осаждаются и серебро, и золото, и никель.
К недостаткам палладия можно отнести то, что удельное электрическое сопротивление палладия всё-таки в несколько раз выше, чем у серебра и золота. Также палладий, ввиду высокой каталитической активности, вступает в реакцию с органическими соединениями и темнеет, что значительно увеличивает переходное сопротивление покрытия. При пайке он может образовывать хрупкие интерметаллические соединения.
- Объём ванны палладирования 12 л. Наносим покрытие на подвесках и барабанах.
- Наносим эксклюзивное барьерное и защитное покрытие «Pd Strike».
- Также мы предлагаем к продаже собственного производства готовый раствор палладирования № 311 с концентрацией палладия по Ме 6-8 г/л.
Что такое палладий? Почему палладий сегодня дороже золота?
Палладий - благородный металл, платиноид, серебристого цвета. Он обладает самой маленькой плотностью и температурой плавления среди шести платиновых металлов.
Свойства палладия определили области его применения и очень высокую цену:
· Низкое переходное сопротивление. Палладий активно применяются в радиоэлектронной и компьютерной технике для обработки электроконтактов, разъемов и переключающих устройств с целью уменьшения переходного сопротивления. Малая его плотность означает, что 1 грамм палладия будет иметь максимальный объем среди платиноидов и, следовательно, расход металла на 1 мкм покрытия будет также минимальным.
· Каталитическая активность. Помимо электротехники палладий используется для увеличения скорости реакций гидрирования и дегидрирования, выполняет многие специализированные каталитические функции в органической химии. Автомобильные каталитические нейтрализаторы представляют собой основное применение палладия. В них палладий помогает преобразовывать оксид углерода СО, углеводороды и оксид азота в выхлопных газах автомобиля в более безопасную воду, азот и диоксид углерода СО2.
· Декоративные свойства. Палладий легкий, но при этом прочный, что особенно полезно для ювелирных изделий и часов. Кроме этого, палладий имеет высокую отражательную способность. Стоит заметить, что применение палладия в ювелирных украшениях - веяние моды, т.к., несмотря на прекрасные декоративные характеристики, можно найти более дешевые альтернативы, не уступающие ему по внешнему виду.
· Высокая микротвердость. Покрытия палладием имеют более высокую микротвердость и износостойкость, чем другими благородными металлами: серебром, золотом или платиной.
· Коррозионную стойкость. Палладий растворим только в царской водке, азотной кислоте и, медленнее, в соляной кислоте. По коррозионной стойкости палладий близок к золоту.
Кроме этого, палладий встречается в тест-полосках на сахар в крови и как покрытие на хирургическом инструменте.
Из негативных свойств палладия можно выделить следующее:
· Способность адсорбировать водород и органику. Данный фактор оказывает неблагоприятное влияние на прочность сцепления его с основным металлом. Также, палладий хорошо сорбирует органические продукты из воздуха, что повышает его переходное сопротивление. В герметизированной системе пленки полимерных продуктов на поверхности палладия могут оказать более заметное влияние на его переходное сопротивление, чем в открытых системах.
· Ограниченная термостойкость. Палладий имеет низкую температуру плавления и ограниченную термостойкость. Под воздействием высокой температуры палладий имеет тенденцию обесцвечиваться или даже деформироваться. Палладий часто не лучший выбор для компонентов, которые часто подвергаются сильному нагреву.
· Склонность к растрескиванию. Твердость палладия означает, что он в некоторой степени склонен к растрескиванию под нагрузкой ввиду высоких внутренних напряжений в покрытии. Можно снизить склонность палладия к растрескиванию путем легирования покрытия другими металлами.
· Цена. В прошлом основной причиной его использования была относительно низкая стоимость, в СССР он предполагался как замена серебра. Однако в последние годы его цена выросла настолько, что палладий стал дороже почти в 2 раза.
2. Электролиты палладирования.
Покрытия палладием наносятся гальванически. Обозначение гальванического палладирования - Пд. Для получения электролитических осадков палладия предложено множество электролитов, в которых осаждаемый металл находится в виде комплексных соединений. Даже когда в качестве исходного продукта используют обычные соли, они всё равно образуют комплекс, реагируя в растворе с другими компонентами. Так, например, PdCl2, растворяясь в НСl, дает соединение, анион которого имеет вид [PdCl4]2- .
Электрокристаллизация палладия может происходить как в кислой, так и в нейтральной и щелочной среде. Кислые электролиты не сильно распространены, поскольку они образуют темные пористые осадки с высоким внутренним напряжением. Нейтральные электролиты работают при температуре 25-35°C, pH=7.0-9.0, плотности тока 0,5-1,0 A/дм2 и позволяют получать матовые и полублестящие твердые покрытия. Для получения блестящих и полублестящих осадков палладия наиболее часто используют щелочные растворы.
Самыми распространенными электролитами палладирования можно считать сульфаматный, фосфатный и аминохлоридный.
2.1 Сульфаматный электролит палладирования.
Осадки, полученные из таких ванн, имеют высокую отражательную способность и твердость. В этих электролитах можно получить покрытия с толщиной до 100 мкм из-за сравнительно низких внутренних напряжений. В состав раствора входит палладий (в виде аминопалладохлорида) 10-12 г/л, сульфамат аммония NH4NH2SO3 - 100 г/л. Электролит используется при рН = 7.5-8.3, температуре 30о С и плотности тока 0,6-1,0 А/дм2.
Электролиз в этом электролите идет с использованием нерастворимых анодов, что приводит к необходимости частой корректировки ванн.
2.2 Аминохлоридный электролит палладирования.
Применяемые на производстве аминохлоридные электролиты отличаются между собой прежде всего концентрацией палладия, что сказывается на рабочем диапазоне плотностей тока
С увеличением температуры раствора выпадает комплексная соль палладия и нарушается нормальная работа ванны. Особенностью аминохлоридного электролита является выделение на нерастворимых анодах наряду с кислородом газообразного хлора. Одновременно за счет изменения pH раствора происходит разложение комплексной соли.
В аминохлоридном электролите I можно вести осаждение палладия без разделения анодного и катодного пространства. В этом случае, в особенности при осаждении покрытий большой толщины, требуется частое корректирование кислотности раствора и его регенерация. Для устранения этих нежелательных явлений применяется разделение электродного пространства пористой керамической диафрагмой. Анолит содержит 20 г/л (NH4)2S04, 10 г/л (NH4)2CO3, 50 мл/л аммиака (25%-ного). Применение диафрагм значительно стабилизирует работу ванны.
Пористость палладиевых покрытий уменьшается с увеличением их толщины. При визуальном контроле с помощью ферроксильного индикатора пористость палладия толщиной свыше 4 мкм не обнаруживалась.
Рабочий интервал плотностей тока, при которых получаются плотные светлые покрытия, расширяется с увеличением концентрации в растворе палладия. Повышение плотности тока приводит к снижению выхода по току, что наиболее заметно для электролитов с меньшей концентрацией палладия.
При обильном выделении водорода образуются рыхлые черные осадки, напоминающие палладиевую чернь.
Аминохлоридный электролит дает возможность получить покрытия большей толщины и за меньшее время, чем фосфатный. Его целесообразно применять для покрытия контактов, учитывая сравнительно большую износостойкость осадков. Палладиевые покрытия из этого электролита более чувствительны к внешним загрязнениям: от прикосновения рук на их поверхности остаются несмывающиеся следы.
2.3 Фосфатные электролиты палладирования.
В состав фосфатного электролита входит палладий в виде PdCl2·2H2O с концентрацией 4-6 г/л, Na2HPO4 100-120 г/л, (NH4)2HPO4 - 20-25 г/л, бензойная кислота 2,5-3,0 г/л. Электролит используется при высокой температуре 60-70° С и низкой плотности тока 0,2-0,5 А/дм2. рН = 9.0-9.5. Из фосфатного электролита можно получать довольно плотные и светлые покрытия.
Чем больше толщина палладия, осаждаемого из фосфатного электролита, тем меньше блеск. Оптимальной толщиной можно считать 2 мкм. Выход по току возрастает с увеличением концентрации палладия в растворе.
Повышение плотности тока сопровождается более интенсивным выделением водорода, что приводит к возрастанию внутренних напряжений в осадках.
Существенным преимуществом фосфатного электролита является его высокая рассеивающая способность, превышающая рассеивающую способность аминохлоридных ванн. Отличие его также заключается в хорошей стабильности, а также меньшей чувствительности к примесям.