НПП Электрохимия
Гальванические покрытия и механообработка

elhim.ekb@yandex.ru

8-912-044-66-44

8-922-162-66-44

Оловянные аноды для гальваники

ГОСТ 860-75 Олово. Технические условия.

 

Оловянные аноды применяются в процессах лужения чистым оловом и различными его сплавами (олово-висмут, олово-свинец, олово-сурьма и др.).


olovyannij_anod

 

По маркам выделяют следующие виды оловянных анодов:

Марка

Sn

As

Fe

Cu

Pb

Bi

Sb

S

Zn

Al

Ga

Ag

Au

Co

Ni

In

ОВЧ 000

99,999

10-4

10-4

10-5

10-5

5*10-6

5*10-5

-

3*10-5

10-4

5*10-5

5*10-6

10-5

10-5

10-6

10-5

О1 пч

99,915

0,01

0,009

0,01

0,025

0,01

0,015

0,007

0,002

0,002

-

-

-

-

-

-

О1

99,900

0,01

0,009

0,01

0,04

0,015

0,015

0,008

0,002

0,002

-

-

-

-

-

-

О2

99,565

0,015

0,02

0,03

0,25

0,05

0,05

0,016

0,002

0,002

-

-

-

-

-

-

О3

98,49

0,03

0,02

0,10

1,0

0,06

0,3

0,02

-

-

-

-

-

-

-

-

О4

96,43

0,05

0,02

0,10

3,0

0,10

0,3

0,02

-

-

-

-

-

-

-

-

 

Оловянные аноды используются в процессах осаждения сплавов олово-висмут, олово-свинец, олово-никель.


В кислых электролитах аноды должны растворяться с образованием Sn2+, а в щелочных - Sn4+ (это условие не всегда выполняется и при нарушении техпроцесса могут все-таки образовываться вредные двухвалентные ионы).


Как и другие виды анодов оловянные растворяются неравномерно - в первую очередь поляризуются острые грани и нижняя часть, т.е. те участки, где наблюдается наивысшая концентрация силовых линий электрического тока. На микроуровне растворение олова идет по граням кристаллов, составляющих структуру металла и различающихся по величине (в зависимости от способа изготовления и качества анода). Крупные кристаллы могут выкрошиться, если удерживающие их по периметру мелкие кристаллы уже растворились. Такие выпавшие кристаллы формируют основу анодного шлама. Дополнительно в шлам попадают нерастворимые примеси, а если аноды длительное время находились без тока, то и контактно выделенный висмут (при осаждении сплава олово-висмут). Поэтому, как и при никелировании или меднении, оловянные аноды должны загружаться в химически стойкие чехлы. Оптимальные марки анодов с точки зрения шламления - О1 или О1пч (особо чистые).


Оловянные аноды могут пассивироваться при высоких плотностях тока. Правда, для олова явление пассивации не столь выражено, как для никеля или цинка, но его следует иметь в виду. Пассивация анодов в кислом электролите усиливается при превышении концентрации олова и серной кислоты в электролите. Резко ускоряет пассивацию олова присутствие в анодах свинца. Выделяющиеся при растворении свинца ионы взаимодействуют с серной кислотой в электролите и образуют сульфаты, препятствующие дальнейшей нормальной работе анодов. Они становятся нерастворимыми и на них начинает активно выделяться кислород. Иногда аноды могут вообще перестать проводить электрический ток.


Отдельно следует рассмотреть анодную поляризацию в щелочном станнАтном электролите лужения. Дело в том, что в этом растворе аноды всегда должны быть частично запассивированы. Поясним это. Как уже ранее говорилось, вредной примесью в щелочном электролите оловянирования являются Sn2+, которые при высоких рН (щелочная среда) входят в состав станнИтов SnO22- (четырехвалентное же олово образует станнАты SnO32-). Следовательно, необходимо минимизировать появление двухвалентных ионов. Рассмотрим подробно соответствующую анодную поляризационную кривую.

anodnaya_polyarizacionnaya_krivaya

При анодной плотности тока менее 2А/дм2 (участок 1) происходит реакция:

 

Sn + 4OH- - 2e SnO22- + 2H2O

 

Аноды по мере прохождения реакции становятся серыми.

 

При дальнейшем повышении плотности тока наблюдается незначительный перегиб поляризационной кривой (участок 2), соответствующий частичной пассивации анодов. Механизм растворения меняется:

 

Sn + 6OH- - 4e SnO32- + 3H2O

 

На на анодах появляется золотистая пленка SnO2*x*H2O. Данная реакция идет при плотностях анодного тока от 2 до 4 А/дм2. Если поляризация анода продолжится в положительную область, то произойдет полная пассивация (участки 3 и 4). Аноды станут черными и нерастворимыми, на них будет активно выделяться кислород по реакции:

 

4OH- - 4e 2H2O + O2

 

Практически частичная пассивация анодов в станнатном электролите достигается путем последовательной их загрузки по одному в работающую ванну с деталями. Как только первый анод приобретает золотистый цвет, загружается второй и т.д. При этом отношение катодной площади к анодам должно быть не менее 3:1 (тот редкий случай, когда площадь анодов должна быть МЕНЬШЕ площади катодов). Пассивная пленка может растворяться в перерывах в работе ванны.

 

В аноды для щелочного лужения может добавляться до 1% Al, что снижает плотность тока частичной пассивации и повышает анодный выход по току на 30-40%.


Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО "НПП Электрохимия" Любое копирование без прямой ссылки на сайт www.zctc.ru преследуется по закону. Текст статьи обработан сервисом Яндекс "Оригинальные тексты"