[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur galvanischen Abscheidung von
Bronzen, mit welchem das zu beschichtende Substrat in einem sauren Elektrolyten, der
zumindest Zinn- und Kupferionen, eine Alkylsulfonsäure und ein Netzmittel aufweist,
metallisiert wird sowie die Darstellung eines derartigen Elektrolyten.
[0002] Verfahren zur Abscheidung von Zinn wie auch Zinnlegierungen sind aus dem Stand der
Technik bekannt und werden in der Praxis auf Basis unterschiedlichster Elektrolyttypen
bereits vielfach eingesetzt. Weit verbreitet ist der Einsatz von Verfahren zur Abscheidung
von Zinn und/oder Zinnlegierungen aus cyanidischen Elektrolyten. Derartige Elektrolyte
sind jedoch in nachteiliger Weise hochgiftig, was ihren Einsatz aus Umweltgesichtspunkten
problematisch macht, so daß seit einigen Jahren die Entwicklung cyanidfreier Elektrolyte
wie beispielsweise Elektrolyte auf der Basis von Pyrophosphat oder Oxalat, die in
einem pH-Bereich von 5 bis 9 arbeiten, vorangetrieben wird. Jedoch auch derartige
Verfahren weisen wirtschaftliche sowie technische Nachteile auf, von denen hier die
verhältnismäßig langsamen Abscheidegeschwindigkeiten erwähnt seien.
[0003] Aus diesen Gründen geht derzeit die Entwicklung verstärkt in die Richtung, Verfahren
zur Abscheidung von Zinn und/oder Zinnlegierungen aus sauren Elektrolyten bereitzustellen,
da zum einen zweiwertiges Zinn in sauren Elektrolyten sehr leicht zum metallischen
Zinn reduziert werden kann, was zu besseren Abscheidegeschwindigkeiten bei qualitativ
gleichwertigen Überzügen führt, und zum anderen wird hierdurch der nachteilige Einfluß
der alkalischen Elektrolyten auf die Substrate, wie beispielsweise keramische Bestandteile
von Baugruppen, verhindert.
[0004] So sind aus der EP 1 111 097 A2 und der US 6,176,996 B1 saure Elektrolyte und Verfahren
zur Abscheidung von qualitativ hochwertigem Zinn- oder Zinnlegierungen mit einer höheren
Abscheidegeschwindigkeit bekannt. Es handelt sich hierbei um Elektrolyte, die zumindest
zwei zweiwertige Metallsalze einer organischen Sulfonsäure aufweisen und aus denen
lötfähige sowie korrosionsbeständige Überzüge abgeschieden werden, die, beispielsweise
als Ersatz für bleihaltige, lötbare Überzüge, in der Elektrotechnik zur Herstellung
von Leiterplatten etc. verwendet werden.
[0005] Derartige Verfahren haben jedoch ihre Grenzen bei der Abscheidung von Zinn-Kupferlegierungen
mit hohen Kupfergehalten, wie den sogenannten "echten" Bronzen, die einen Kupfergehalt
von mindestens 10% aufweisen. So können beispielsweise durch den großen Potentialunterschied
zwischen Zinn und Kupfer höhere Oxidationsgeschwindigkeiten des zweiwertigen Zinns
entstehen, wodurch dieses in sauren Elektrolyten sehr leicht zu vierwertigem Zinn
oxidiert wird. In dieser Form ist Zinn im sauren jedoch nicht mehr elektrolytisch
abscheidbar und somit dem Verfahren entzogen, was zu einer ungleichmäßigen Abscheidung
beider Metalle und zur Herabsenkung der Abscheidegeschwindigkeit führt. Zusätzlich
ist die Oxidation zu vierwertigem Zinn mit einer starken Schlammbildung verbunden,
die eine stabile Arbeitsweise und eine lange Lebensdauer des sauren Elektrolyten verhindern
kann. Zudem ist durch solche Verunreinigungen die Ausbildung eines haftfesten sowie
porenfreien Überzugs nicht mehr gewährleistet.
[0006] Bedingt durch derartige verfahrenstechnische Nachteile gibt es bislang kein großes
Anwendungsgebiet für elektrolytisch abgeschiedene Bronzeüberzüge. Gelegentlich werden
Bronzeüberzüge in der Schmuckindustrie als Ersatz für teures Silber oder Allergien
auslösendes Nickel eingesetzt. Ebenso gewinnen Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung
von Bronzen auch in einigen technischen Bereichen, beispielsweise in der Elektrotechnik
zur Beschichtung von Elektronikbauteilen oder im Bereich Maschinenbau und/oder Verfahrenstechnik
zur Beschichtung von Laufund Reibschichten, an Bedeutung. Als Nickelersatz werden
hierbei jedoch vorwiegend Weißbronze oder sogenannte "unechte Bronzen" abgeschieden,
deren Kupfergehalt verfahrensbedingt sehr niedrig gehalten werden kann.
[0007] Der Erfindung liegt daher die
Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abscheidung von Bronzen anzugeben, welches gegenüber
den im Stand der Technik bekannten Verfahren eine gleichmäßige Abscheidung von zumindest
Zinn und Kupfer nebeneinander aus einem sauren Elektrolyten bei wesentlich höheren
Abscheidegeschwindigkeiten ermöglicht. Zudem sollen mit Hilfe dieses Verfahrens haftfeste
sowie porenfreie Bronzeüberzüge mit hohen Kupfergehalten sowie unterschiedlichen dekorativen
und mechanischen Eigenschaften abgeschieden werden.
[0008] Weiterhin soll ein saurer Elektrolyt zur Abscheidung derartiger Bronzeüberzüge bereitgestellt
werden, der einen hohen Gehalt an zweiwertigen Kupferionen aufweisen kann, gegenüber
oxidationsbedingter Schlammbildung stabil ist, über einen verlängerten Zeitraum einsatzbereit
sowie wirtschaftlich und umweltverträglich ist.
[0009] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art
gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Elektrolyten ein aromatisches, nichtionisches
Netzmittel zugegeben wird.
[0010] Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur galvanischen Abscheidung von
Bronzen bereitgestellt, wobei unter Einsatz eines Elektrolyten, einer Anode aus einer
Kupfer-Zinn-Legierung und einer Kathode verbunden, mit dem zu beschichtenden Substrat,
die Beschichtung unter Durchleiten von Gleichstrom erfolgt. Weiterhin wird mit der
Erfindung ein insbesondere für dieses Verfahren einsetzbarer Elektrolyt sowie die
durch dieses Verfahren erhältlichen Überzüge bereitgestellt.
[0011] Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die im Stand der Technik bekannten Nachteile
mit der Bereitstellung einer neuartigen Zusammensetzung des Elektrolyten beseitigt
und auf diese Weise erheblich bessere Abscheidungsergebnisse erzielt. Zudem wird die
Durchführung vereinfacht und wirtschaftlicher gestaltet. Auch dies liegt vornehmlich
in der vorteilhaften Zusammensetzung des Elektrolyten begründet. So wird beispielsweise
das Verfahren bei Raumtemperatur beziehungsweise zwischen 17 bis 25°C durchgeführt
und das zu beschichtende Substrat im stark sauren Milieu bei einem pH-Wert von < 1
metallisiert. In diesem Temperaturbereich ist der Elektrolyt besonders stabil. Außerdem
fallen keine Kosten zum Aufheizen des Elektrolyten an und ebensowenig müssen die metallisierten
Substrate zeit- und kostenintensiv abgekühlt werden. Zudem werden unter anderem bedingt
durch den pH-Wert und die vorteilhafte Zugabe zumindest eines aromatischen, nichtionischen
Netzmittels Abscheidegeschwindigkeiten von 0,25 µm/min bei einer Stromdichte von 1
A/dm
2 erreicht. Diese kann durch die Erhöhung des Metallgehalts bis 7 A/dm
2 in der Gestellanwendung und für Durchzugsanlagen gar bis 120 A/dm
2 erhöht werden. Somit werden je nach Anlagentyp anwendbare Stromdichten in einem Bereich
von 0,1 bis 120 A/dm
2 erreicht.
[0012] Insbesondere durch die Zugabe zumindest eines aromatischen, nichtionischen Netzmittels
zum Elektrolyten, wird überraschenderweise die Benetzung der zu metallisierenden Oberflächen
vor allem von komplexeren Substraten erheblich verbessert. Das hat vorteilhafterweise
zur Folge, daß durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht nur wesentlich
höhere Abscheidegeschwindigkeiten erreicht werden, sondern daß zudem die durch das
Verfahren erzielten Überzüge gleichmäßig und qualitativ hochwertig sind, eine sehr
gute Haftfestigkeit aufweisen sowie durchgehend porenfrei sind.
[0013] Ein weiterer Vorteil des eingesetzten aromatischen, nichtionischen Netzmittels ist,
daß durch die vorteilhaften Benetzungseigenschaften während des Verfahrens der Elektrolyt
und/oder das Substrat im Elektrolyten nur wenig bis gar nicht bewegt werden muß, um
die gewünschten Abscheidungsergebnisse zu erzielen, so daß auf den Einsatz von zusätzlichen
Vorrichtungen zum Bewegen des Elektrolyten verzichtet werden kann. Außerdem laufen
bedingt durch den vorteilhaften Einsatz des aromatischen, nichtionischen Netzmittels
beim Herausnehmen der metallisierten Substrate aus dem Elektrolyten die Elektrolytrückstände
besser von den Substraten ab, was zu verringerten Verschleppungsverlusten und somit
zu geringeren Verfahrenskosten führt.
[0014] Besonders vorteilhaft ist die Zugabe von 2 bis 40 g/l eines oder mehrerer aromatischer,
nichtionischer Netzmittel, wobei besonders bevorzugt β-Naphtholethoxylat und/oder
Nonylphenolethoxylat eingesetzt werden.
[0015] Das vorgeschlagene Verfahren ist mithin in vorteilhafterweise wirtschaftlich und
gegenüber den cyanidischen Prozessen umweltfreundlich.
[0016] Optional ist auch der zusätzliche Einsatz eines oder mehrerer im Stand der Technik
bekannten anionischer und/oder aliphatischer, nichtionischer Netzmittel möglich, sofern
diese die vorteilhafte Wirkungsweise des aromatischen, nichtionischen Netzmittels
unterstützen oder sogar verstärken. Vorzugsweise werden diesbezüglich Polyethylenglykole
und/oder anionische Tenside als anionische und/oder aliphatische, nichtionische Netzmittel
dem Elektrolyten zugegeben.
[0017] Wie bereits voranstehend dargestellt, wird das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere
durch die besondere Zusammensetzung des Elektrolyten gekennzeichnet. Dieser enthält
im wesentlichen Zinn- und Kupferionen, eine Alkylsulfonsäure und ein aromatisches,
nichtionisches Netzmittel. Optional können zusätzlich Stabilisatoren und/oder Komplexbildner,
anionische und/oder nichtionische, aliphatische Netzmittel, Antioxidationsmittel,
Glanzmittel sowie weitere Metallsalze im Elektrolyten enthalten sein.
[0018] Die hauptsächlich zur erfindungsgemäßen Abscheidung von Bronze in den Elektrolyten
eingebrachten Metalle - Zinn und Kupfer - können vornehmlich als Salze von Alkylsulfonsäuren,
vorzugsweise als Methansulfonate oder als Salze von Mineralsäuren, vorzugsweise als
Sulfate vorliegen. Als Zinnsalz wird besonders bevorzugt das Zinnmethansulfonat im
Elektrolyten verwendet, welches vorteilhafterweise in einer Menge von 5 bis 195 g/l
Elektrolyt, vorzugsweise 11 bis 175 g/l Elektrolyt dem Elektrolyten zugegeben wird.
Dies entspricht einem Einsatz von 2 bis 75 g/l, vorzugsweise 4 bis 67 g/l an zweiwertigen
Zinnionen. Als Kupfersalz wird besonders bevorzugt das Kupfermethansulfonat im Elektrolyten
verwendet, welches vorteilhafterweise in einer Menge von 8 bis 280 g/l Elektrolyt,
vorzugsweise 16 bis 260 g/l Elektrolyt dem Elektrolyten zugegeben wird. Dies entspricht
einem Einsatz von 2 bis 70 g/l, vorzugsweise 4 bis 65 g/l an zweiwertigen Kupferionen.
[0019] Da die Abscheidegeschwindigkeit im sauren Milieu deutlich höher ist, wird dem Elektrolyten
eine Säure, bevorzugt eine Mineral- und/oder eine Alkylsulfonsäure in Mengen von 140
bis 382 g/l Elektrolyt, vorzugsweise 175 bis 245 g/l Elektrolyt, zugegeben. Als besonders
vorteilhaft stellte sich der Einsatz von Methansulfonsäure heraus, da diese zum einen
eine vorteilhafte Löslichkeit der Metallsalze bedingt und zum anderen aufgrund ihrer
Säurestärke die Einstellung des für das Verfahren benötigten pH-Wertes vorgibt beziehungsweise
erleichtert. Zudem hat die Methansulfonsäure die vorteilhafte Eigenschaft, wesentlich
zur Stabilität des Bades beizutragen.
[0020] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird dem Elektrolyten zumindest ein zusätzliches
Metall und/oder Chlorid zugegeben. Vorteilhafterweise liegen die Metalle in Form ihrer
löslichen Salze vor. Insbesondere die Zugabe von Zink und/oder Wismut beeinflußt die
Eigenschaften der abgeschiedenen Überzüge im besonderem Maße. Die in den Elektrolyten
eingebrachten Zink und/oder Wismut Metalle können vornehmlich als Salze von Alkylsulfonsäuren,
vorzugsweise als Methansulfonate oder als Salze von Mineralsäuren, vorzugsweise als
Sulfate vorliegen. Als Zinksalz wird besonders bevorzugt das Zinksulfat im Elektrolyten
verwendet, welches vorteilhafterweise in einer Menge von 0 bis 25 g/l Elektrolyt,
vorzugsweise 15 bis 20 g/l Elektrolyt dem Elektrolyten zugegeben wird. Als Wismutsalz
wird besonders bevorzugt das Wismutmethansulfonat im Elektrolyten verwendet, welches
vorteilhafterweise in einer Menge von 0 bis 5 g/l Elektrolyt, vorzugsweise 0,05 bis
0,2 g/l Elektrolyt dem Elektrolyten zugegeben wird.
[0021] Weiterhin können dem Elektrolyten verschiedene Zusätze, wie beispielsweise Stabilisatoren
und/oder Komplexbildner, Antioxidationsmittel sowie Glanzmittel, welche üblicherweise
in sauren Elektrolyten zur Abscheidung von Zinnlegierungen verwendet werden, zugegeben
werden.
[0022] Insbesondere der Einsatz geeigneter Verbindungen zur Stabilisierung des Elektrolyten
ist eine wichtige Voraussetzung für eine schnelle sowie qualitativ hochwertige Abscheidung
von Bronzen. Vorteilhafterweise werden dem Elektrolyten als Stabilisatoren und/oder
Komplexbildner Gluconate zugegeben. Hierbei hat sich im erfindungsgemäßen Verfahren
der bevorzugte Einsatz von Natriumgluconat als besonders vorteilhaft herausgestellt.
Die Konzentration der Stabilisatoren und/oder Komplexbildner beträgt 0 bis 50 g/l
Elektrolyt, vorzugsweise 20 bis 30 g/l Elektrolyt. Als Antioxidationsmittel werden
bevorzugt Verbindungen aus der Klasse der Dihydroxybenzole beispielsweise Mono- oder
Polyhydroxyphenylverbindungen wie Brenzcatechin oder Phenolsulfonsäure verwendet.
Die Konzentration der Antioxidationsmittel beträgt 0 bis 5 g/l Elektrolyt. Vorteilhafterweise
enthält der Elektrolyt Hydrochinon als Antioxidationsmittel.
[0023] Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht die Abscheidung von
Bronzen auf unterschiedlichen Substraten. So können beispielsweise alle üblichen Materialien
zur Herstellung elektronischer Bauteile verwendet werden. Ebenso werden durch das
erfindungsgemäße Verfahren insbesondere harte und verschleißfeste Bronzeüberzüge auf
Materialien wie Gleitlager etc. abgeschieden. Auch in den Bereichen der dekorativen
Beschichtung zum Beispiel von Armaturen und Schmuck etc. wird das erfindungsgemäße
Verfahren vorteilhaft eingesetzt, wobei sich in diesen Bereichen besonders vorteilhaft
die Abscheidung von Vielstofflegierungen, welche Zinn, Kupfer, Zink und Wismut enthalten,
auswirkt.
[0024] Ein ganz besonderer Vorteil ist, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sogenannte
"echte" Bronzen abgeschieden werden können, die einen Kupfergehalt > 60% aufweisen,
wobei der Kupferanteil je nach gewünschter Eigenschaft bis zu 95 Gew.-% betragen kann.
Zusätzlich hat das Verhältnis des Kupferanteils zum Zinnanteil im Elektrolyten einen
maßgeblichen Einfluß auf die Eigenschaften wie Härte und Farbgebung der Bronzeüberzüge.
So werden bei einem Verhältnis Zinn/Kupfer von 40/60 silberfarbene Überzüge, sogenannte
Weißbronzen abgeschieden, die verhältnismäßig weich sind. Bei einem Verhältnis Zinn/Kupfer
von 20/80 entstehen gelbgoldfarbene Überzüge, sogenannte Gelbbronzen, und bei einem
Verhältnis Zinn/Kupfer von 10/90 entstehen rotgoldfarbene Überzüge, sogenannte Rotbronzen.
[0025] Darüber hinaus ist auch die Abscheidung von zinnreichen Weißbronzen mit einem Kupfergehalt
≥ 10% möglich.
[0026] Je nach dem gewünschten Aussehen der Bronzeüberzüge werden dem Elektrolyten neben
einem unterschiedlichen Kupfergehalt, zusätzlich Additive wie beispielsweise Glanzbildner
zugegeben. Vorteilhafterweise enthält der Elektrolyt Glanzbildner aus der Klasse der
aromatischen Carbonylverbindungen und/oder α, β-ungesättigten Carbonylverbindungen.
Die Konzentration der Glanzmittel beträgt 0 bis 5 g/l Elektrolyt.
[0027] Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden einige bevorzugte Ausführungsformen
dargestellt, auf die sich die Erfindung jedoch nicht beschränken läßt.
Elektrolytzusammensetzung:
[0028] Der Grundelektrolyt des erfindungsgemäßen stark sauren Elektrolyten umfasst im wesentlichen
(pro I des Elektrolyten)
| 2 - 75 g |
zweiwertiges Zinn, |
| 2 - 70 g |
zweiwertiges Kupfer, |
| 2 - 40 g |
eines aromatischen, nichtionischen Netzmittels und |
| 140 - 382 g |
einer Mineral- und/oder Alkylsulfonsäure |
[0029] Optional können dem Elektrolyten weitere Bestandteile (pro 1 des Elektrolyten) zugegeben
werden:
| 0 - 10 g |
eines anionischen und/oder aliphatischen, nichtionischen Netzmittels, |
| 0 - 50 g |
eines Stabilisators und/oder Komplexbildners, |
| 0 - 5 g |
eines Antioxidationsmittels, |
| 0 - 5 g |
eines Glanzmittels |
| 0 - 5 g |
dreiwertiges Wismut |
| 0 - 25 g |
zweiwertiges Zink |
[0030] Um eine bestimmte Farbgebung der abgeschiedenen Bronzeüberzüge zu erreichen, wird
der Elektrolyt durch Variation der einzelnen Bestandteile wie im folgenden beispielhaft
aufgeführt hergestellt. Zusätzliche Angaben zu den entsprechenden Verfahrensbedingungen
sowie weitere Eigenschaften der einzelnen Überzüge sind der Tabelle 1 zu entnehmen.
| Beispiel 1 (Rotbronze) |
| 4 g/l |
Sn2+ |
| 18 g/l |
Cu2+ |
| 286 g/l |
Methansulfonsäure |
| 3 g/l |
aromatisches, nichtionisches Netzmittel |
| 0,4 g/l |
aliphatisches, nichtionisches Netzmittel |
| 2 g/l |
Antioxidationsmittel |
| 20 mg/l |
Komplexbildner |
| Beispiel 2a (Gelbbronze) |
| 4 g/l |
Sn2+ |
| 18 g/l |
Cu2+ |
| 240 g/l |
Methansulfonsäure |
| 32,2 g/l |
aromatisches, nichtionisches Netzmittel |
| 2 g/l |
Antioxidationsmittel |
| 25 g/l |
Stabilisator / Komplexbildner |
| Beispiel 2b (Gelbbronze) |
| 4 g/l |
Sn2+ |
| 18 g/l |
Cu2+ |
| 286 g/l |
Methansulfonsäure |
| 32,2 g/l |
aromatisches, nichtionisches Netzmittel |
| 6 mg/l |
Glanzmittel |
| 2 g/l |
Antioxidationsmittel |
| 50 g/l |
Stabilisator / Komplexbildner |
| Beispiel 3 (Weißbronze) |
| 5 g/l |
Sn2+ |
| 10 g/l |
Cu2+ |
| 240 g/l |
Methansulfonsäure |
| 32,2 g/l |
aromatisches, nichtionisches Netzmittel |
| 6 mg/l |
Glanzmittel |
| 2 g/l |
Antioxidationsmittel |
| 25 g/l |
Stabilisator / Komplexbildner |
| Beispiel 4 (Matt-Weißbronze) |
| 18 g/l |
Sn2+ |
| 2 g/l |
Cu2+ |
| 258 g/l |
Methansulfonsäure |
| 9 g/l |
aromatisches, nichtionisches Netzmittel |
[0031] Zur Verbesserung der Härte und/oder Duktilität der abgeschiedenen Bronzeüberzüge
werden dem Elektrolyt wie im folgenden beispielhaft aufgeführt unterschiedliche Gehalte
an Zink und/oder Wismut zugegeben. Zusätzliche Angaben zu den entsprechenden Verfahrensbedingungen
sowie weitere Eigenschaften der einzelnen Überzüge sind der Tabelle 1 zu entnehmen.
| Beispiel 5 (hohe Duktilität) |
| 4 g/l |
Sn2+ |
| 18 g/l |
Cu2+ |
| 238 g/l |
Methansulfonsäure |
| 32,2 g/l |
aromatisches, nichtionisches Netzmittel |
| 3 mg/l |
Glanzmittel |
| 2 g/l |
Antioxidationsmittel |
| 25 g/l |
Stabilisator / Komplexbildner |
| 20 g/l |
ZnSO4 |
| Beispiel 6 (Härte) |
| 4 g/l |
Sn2+ |
| 18 g/l |
Cu2+ |
| 238 g/l |
Methansulfonsäure |
| 32,2 g/l |
aromatisches, nichtionisches Netzmittel |
| 2 g/l |
Antioxidationsmittel |
| 25 g/l |
Stabilisator / Komplexbildner |
| 0,1 g/l |
Bi3+ |
| Beispiel 7 (Gelbbronze) |
| 14,5 g/l |
Sn2+ |
| 65,5 g/l |
Cu2+ |
| 382 g/l |
Methansulfonsäure |
| 32,2 g/l |
aromatisches, nichtionisches Netzmittel |
| 4 g/l |
Antioxidationsmittel |
| 25 g/l |
Stabilisator / Komplexbildner |
| 20 g/l |
ZnSO4 |
[0032] Mit den vorstehenden beispielhaften Elektrolytzusammensetzungen wurden Überzüge mit
bestimmten Eigenschaften unter den in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Verfahrensbedingungen
abgeschieden.
Tabelle 1
| Beispiel Nr. |
Überzug /
Anteile in Gew.-% |
Eigenschaften des Überzugs |
| |
Sn |
Cu |
Zn |
Bi |
Härte |
Duktilität |
Glanz |
Farbe |
| 1 |
10 |
90 |
- |
- |
180 HV50 |
++ |
ja |
rot |
| 2a |
20 |
80 |
- |
- |
283 HV50 |
± |
ja |
gelb |
| 2b |
20 |
80 |
- |
- |
317 HV50 |
± |
ja |
gelb |
| 3 |
40 |
60 |
- |
- |
360 HV50 |
± |
ja |
weiß |
| 4 |
90 |
10 |
- |
- |
- |
- |
nein |
weiß |
| 5 |
20 |
80 |
< 1 |
- |
- |
+++ |
ja |
gelb |
| 6 |
20 |
80 |
- |
< 1 |
345 HV50 |
- |
ja |
gelb |
| 7 |
20 |
80 |
< 1 |
- |
- |
++ |
ja |
gelb |
1. Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Bronzen, mit welchem das zu beschichtende
Substrat in einem sauren Elektrolyten, der zumindest Zinnund Kupferionen, eine Alkylsulfonsäure
und ein Netzmittel aufweist, metallisiert wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Elektrolyten ein aromatisches nichtionisches Netzmittel zugegeben wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten 2 bis 40 g/l des aromatischen, nichtionischen Netzmittels zugegeben
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten β-Naphtholethoxylat und/oder Nonylphenolethoxylat als aromatisches,
nichtionisches Netzmittel zugegeben werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten Zinn- und Kupferionen in Form eines löslichen Salzes, vorzugsweise
als Salz einer Alkylsulfonsäure, besonders bevorzugt als Methansulfonat, zugegeben
werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten 2 bis 75 g/l Zinnionen zugegeben werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten 5 bis 195 g/l Zinnmethansulfonat zugegeben werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten 2 bis 70 g/l an Kupferionen zugegeben werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten 8 bis 280 g/l Kupfermethansulfonat zugegeben werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung bei einer Temperatur von 17 bis 25°C erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung in einem Stromdichtebereich von 0,1 bis 120 A/dm2 erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung im stark sauren Medium erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung in einem pH-Bereich von < 1 erfolgt.
13. Elektrolyt für die galvanische Abscheidung von Bronzen, enthaltend zumindest Zinn-
und Kupferionen, eine Alkylsulfonsäure und ein Netzmittel,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektrolyt ein aromatisches, nichtionisches Netzmittel aufweist.
14. Elektrolyt nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß dieser 2 bis 40g/l des aromatischen, nichtionischen Netzmittels enthält.
15. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als aromatisches, nichtionisches Netzmittel β-Naphtholethoxylat und/oder Nonylphenolethoxylat
verwendet werden.
16. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Zinn- und Kupferionen in Form eines löslichen Salzes, vorzugsweise als Salz
einer Alkylsulfonsäure, besonders bevorzugt als Methansulfonat, enthält.
17. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß dieser 2 bis 75g/l an Zinnionen aufweist.
18. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß dieser 5 bis 195 g/l Zinnmethansulfonat enthält.
19. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß dieser 2 bis 70g/l an Kupferionen aufweist.
20. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß dieser 8 bis 280 g/l Kupfermethansulfonat enthält.
21. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Polyethylenglykol und/oder anionische Tenside als Netzmittel enthält.
22. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Wismut und/oder Zink enthält.
23. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Chlorid enthält.
24. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als Komplexbildner Gluconat enthält.
25. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß dieser ein Antioxidationsmittel aus der Klasse der Dihydroxybenzole enthält.
26. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Glanzbildner aus der Klasse der aromatischen Carbonylverbindungen und/oder
α, β-ungesättigten Carbonylverbindungen enthält.
27. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß dieser einen pH-Wert von < 1 aufweist.
28. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 13 bis 27, beinhaltend
| 2 - 75 g/l |
zweiwertiges Zinn, |
| 2 - 70 g/l |
zweiwertiges Kupfer, |
| 2 - 40 g/l |
eines aromatischen, nichtionischen Netzmittels, |
| 0 - 50 g/l |
eines Stabilisators und/oder Komplexbildners |
| 0 - 10 g/l |
eines anionischen und/oder nichtionischen, aliphatischen Netzmittel |
| 0 - 5 g/l |
eines Antioxidationsmittels |
| 0 - 5 g/l |
eines Glanzmittels |
| 0 - 5 g/l |
dreiwertiges Wismut, |
| 0 - 25 g/l |
zweiwertiges Zink, zweiwertiges Zink, wenigstens 140 g/l einer Alkylsulfonsäure. |
29. Bronzeüberzug hergestellt nach einem Verfahren zur galvanischen Abscheidung, insbesondere
nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dieser einen Kupfergehalt > 10% aufweist.