4.2. Подготовка поверхности материалов перед металлизацией

Для улучшения адгезии металла покрытия к полимерным материалам используют следующие виды подготовки поверхности:

1) создание определённой шероховатости поверхности механическим путём, химической обработкой органическими растворителями или нанесением адгезионного слоя;

2) обезжиривание в органических растворителях;

3) травление, как правило, в водных растворах кислот, иногда с окислителями, в результате которого поверхность химически модифицируется.

Обрабатываемый материал подвергают ещё одной специальной обработке – активации для придания поверхности каталитических свойств по отношению к реакции восстановления ионов осаждающегося металла.

Химические способы активации применимы для любых материалов. Они основаны на нанесении на поверхность химическим способом малых количеств металлов, катализирующих реакцию химического восстановления.

Наиболее распространён химический способ активации, называемый сенсактивированием. Он включает две стадии обработки материала – сенсибилизирование и активирование.

Сенсибилизирование проводят, обрабатывая поверхность материала раствором восстановителя (сенсибилизатора). В качестве восстановителей используют кислые или щелочные растворы двухвалентного олова. Также могут применяться и ионы германия, железа, титана и др. Восстановителями могут быть и органические соединения. При сенсибилизировании ионы олова закрепляются на поверхности в виде малорастворимых продуктов состава Sn(OH)_1,5Cl₅, образующих поверхностные слои толщиной 10^–7 м. Промывка растворами соды, аммиака, горячей водой способствует сохранению на поверхности продуктов гидролиза олова.

Активирование заключается в обработке в течение 0,5-5 мин сенсибилизированной поверхности кислыми и щелочными растворами соединений каталитически активных металлов: Pd, Pt, Au, Ag. При активировании происходит взаимодействие восстановителя, находящегося на сенсибилизированной поверхности, с ионами металла катализатора. Последний восстанавливается на поверхности с образованием коллоидных частиц.

4.3. Химическое осаждение никеля

Несмотря на низкие экономические показатели процесса химического никелирования, получаемые покрытия во многих случаях обладают лучшими

физико-механическими свойствами по сравнению с гальванопокрытиями.

Растворы химического никелирования в качестве восстановителей ионов никеля включают в себя фосфоро- и боросодержащие соединения. Поэтому реакция выделения металла сопровождается формированием сплавов Ni–P или Ni–B. Эти сплавы отличаются слоистым строением, что требует дополнительной термообработки при 400–450°С в течение 1 часа. В результате защитная способность химических никелевых покрытий выше, чем электролитического никеля.

Реакция химического осаждения никеля может идти в кислой и щелочной средах, но применяются преимущественно кислые растворы. Недостатки щелочных составов: бóльшая нестабильность, меньшая скорость восстановления ионов никеля, несколько худшие антикоррозионные свойства покрытий. Наряду с этим, при наличии в растворе органических комплексообразователей щелочные составы допускают многократное корректирование.

Значительное влияние на процесс в кислых растворах оказывает кислотность и температура. Лучшие результаты достигаются при рН 4,2–5,5. Скорость восстановления ионов никеля возрастает с температурой раствора и максимальна при 96–99°С.

Скорость получения покрытия 5–15 мкм/час, объёмная плотность загрузки для большинства растворов 1–2,5 дм²/л.

Составы растворов и режимы химического никелирования представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1