Сульфаматные электролиты

Как известно, электроосажденный никель и другие металлы группы железа в толстых слоях склонны к растрескиванию вследствие возникающих в них внутренних напряжений. С этим обстоятельством приходится считаться при никелировании стальных деталей, подвергающихся в процессе эксплуатации ударной нагрузке. Особенно же существенно получать малонапряженные никелевые отложения в гальванопластике, где толщины неизмеримо больше, чем в гальваностегии.

Начиная с тридцатых годов текущего столетия, появился ряд сообщений об электроосаждении малонапряженного никеля из сульфаминовых электролитов, преимущества которых, по литературным данным, сводятся к следующему: получаемые осадки свободны от внутренних напряжений или имеют пониженные напряжения; электролиты допускают применение высоких плотностей тока при низких температурах и отличаются простотой состава, контроля и корректирования, малой чувствительностью к загрязнениям, широким диапазонам рабочих условий, хорошо буферируются.

Наряду с этим отмечается повышенная склонность к питтингообразованию, для преодоления которого необходимо вводить в электролит добавки, способствующие понижению поверхностного натяжения.

Для борьбы с пассивированием анодов рекомендуется вводить ионы хлора, а для снижения внутренних напряжений — добавку СН-1 (7,5 г/л), основанную на соединениях трисульфонафталиновой кислоты.

Сульфаминовокислый никель можно получать при взаимодействии углекислого никеля с сульфаминовой кислотой
NiCO₃ + 2HSO₃NH₂ → Ni(SO₃NH₂)₂ + H₂ + CO₂↑.

Ионы SO₄ увеличивают внутренние напряжения в никелевых осадках: при содержании SO  в количестве 2,5% осадки получаются черные и хрупкие.

Для сведения гидролиза к минимуму рекомендуется готовить электролит на холоду, вводя в раствор сульфаминовой кислоты суспензию из углекислого никеля.

В сульфаминовых электролитах наблюдается обычная зависимость выхода по току от плотности тока: при низких рН выход по току резко повышается с повышением плотности тока, но уже при значениях рН = 2,8 эта зависимость выражена слабо и при плотностях тока 3— 5 А/дм² значения выходов по току почти такие же, как в электролитах с рН=4,5 (рис. 104). По мере повышения рН допустимая плотность тока уменьшается (с 12 А/дм² при рН=1,8 до 5 А/дм² при рН=5,1). При рН = = 3,5 осадки получаются полублестящими, при рН = 5 внешний вид осадков неудовлетворителен, а электролит становится неустойчивым.

Сульфаминовые электролиты по сравнению с сернокислыми буферируются борной кислотой лучше (рис. 105).

Рис. 104. Зависимость выхода никеля по току от плотности тока в сульфаминовых электролитах:
1 — рН=1; 2 — рН=2; 3-рН=3; 4 — рН-4

Рис. 105. Буферность сульфаминовых электролитов в присутствии борной кислоты

В сульфаминовом так же, как и в сульфатном электролите, буферные свойства борной кислоты сильнее выражены при высоких значениях рН, наименее выражены при рН = 4, но при низких значениях рН (~1,8) буферные свойства вновь улучшаются (что не наблюдается в сульфатных электролитах).

Главным достоинством никелевых осадков, полученных из сульфаминовых электролитов, являются, по литературным данным, незначительные или по крайней мере, меньшие, чем из других электролитов, внутренние напряжения.

В табл. 43 показано влияние аниона никелевой соли из различных электролитов с одномолярной концентрацией по никелю и 0,5-м. по борной кислоте на внутренние напряжения никелевых осадков, полученных при температуре 25° С, Dк = 3 А/дм², рН=4.