Медные аноды АМФ для гальваники

ГОСТ 767-91 Аноды медные. Технические условия

Процесс гальванического меднения их любого электролита ведется с растворимыми анодами. В качестве анодов применяют медь марки АМФ и М1 в холоднокатанном и горячекатанном исполнении.

По маркам выделяют следующие виды медных анодов:

Медь из анодов при растворении переходит в ионы Cu²⁺ с одновременным образованием малого количества Cu⁺. За счет реакции диспропорционирования в растворе образуется мелкодисперсный порошок металлической меди - шлам:

2Cu⁺ → Cu²⁺ + Cu

Данная реакция происходит и вблизи анода, и в объеме электролита, поэтому применение анодных чехлов, как, например, в случае никелирования, не позволяет полностью решить проблему.

Более подробно растворение меди в активной области описывается двумя моделями.

По первой модели происходят реакции:

Cu ↔ Cu⁺ + e

Cu⁺ + H₂O → CuOH⁺ + H⁺ + e

CuOH⁺ + H⁺ → Cu²⁺ + H₂O

После сложения формул получится уравнение:

Cu → Cu²⁺ +2e

Одновременно с растворением анода образуется оксид меди (I):

2Cu⁺ + H₂O → 2[CuOH] + 2H⁺ → Cu₂O + H₂O + 2H⁺

По второй модели идут реакции:

Cu + H₂O → CuOH⁺ + H⁺ + 2e

CuOH⁺ + H⁺ → Cu²⁺ + H₂O

После сложения формул также получится уравнение:

Cu → Cu²⁺ +2e

медленными стадиями процессов I и II соответственно являются реакции:

Cu⁺ + H₂O → CuOH⁺ + H⁺ + e

Cu + H₂O → CuOH⁺ + H⁺ + 2e

В области полирования процесс осложняется образованием солевой пленки сульфата меди и оксидов:

Cu²⁺ + H₂O → CuO + 2H⁺

При попадании шлама в глубь электролита оксид меди (II) растворяется быстро, а (I) - медленно:

Cu₂O + 2H⁺ → Cu²⁺ + Cu + H₂O

Образующаяся при этом металлическая медь накапливается на дне ванны.

Введение в медные аноды фосфора до 0,1% позволяет как улучшить ситуацию со шламообразованием, так и ускорить растворение анодов, сделать этот процесс более равномерным. Аноды из меди, содержащие фосфор. Медные аноды с фосфором относятся к марке АМФ.

Ускоренное растворение медных анодов АМФ связано со следующими реакциями:

2Cu₃P + 4H₂O → Cu(H₂PO₂)₂ + 5Cu²⁺ + 4H⁺ + 14e

Cu₃P + 3H₂O → CuHPO₃ + 2Cu²⁺ + 5H⁺ + 9e

2Cu₃P + 8H₂O → Cu₃(PO₄)₂ + 3Cu²⁺ + 16H⁺ + 22e

Все эти реакции приводят к дополнительному подкислению прианодного слоя, благодаря чему ускоряется растворение оксидов меди непосредственно на поверхности анода.

На протекание этих реакций указывает то обстоятельство, что после 2-3 месяцев работы ванны меднения с анодами АМФ, в электролите химическим анализом образуются ионы фосфорной кислоты, концентрация которых достигает 0,03 г/л. Ионы фосфорноватистой и фосфорной кислот, образующиеся по указанным выше реакциям, по ходу анализа окисляются до ионов фосфорной кислоты, в виде которых они обнаруживаются. Косвенным подтверждением того, что эти реакции имеют место, является включение фосфора до 0,001%_масс. в покрытие по реакциям:

H₂PO₂^- + 2H⁺ + e → P + 2H₂O

HPO₃^2- + 5H⁺ + 3e → P + 3H₂O

При увеличении концентрации сульфата меди и серной кислоты в электролите скорость растворения медных анодов уменьшается.

Следует заметить, что анодный выход по току меди выше 100% за счет ее химического подтравливания электролитом.

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"