Про
можливості використання електорохіміческі обробленої води в гальвановиробництва
В.Ф. Борбат, В.А. Мухін, О.С. Плакатіна, Омський державний
університет, кафедра неорганічної хімії,
Гальванічні цеху ставляться до виробництв з високим
споживанням води, забирається із системи питного водопостачання. Більша частина
води використовується для промивання деталей і друкованих плат, менше йде на приготування
електролітів, які регенеруються і замінюються не часто. Утворені у великих
обсягах розбавлені (від промивки) або концентровані (від заміни електроліту)
стічні води мають складний склад і вимагають великих витрат на знешкодження. З
метою скорочення витрат води, зменшення обсягу стічних вод досліджуються можливості
підвищення відмивають здатності промивної води і створення більш ефективних електролітів.
Одним з найбільш поширених гальванічних процесів
є сірчанокисле міднення [1, c. 308 - 311], що використовується і при виготовленні
друкованих плат. Актуальна завдання сучасної гальванотехніки - нанесення рівномірних
покриттів на поверхню виробів складного профілю, зокрема деталей з наскрізними
циліндричними отворами, що виходять на плоскі поверхні. При розгляді
причин, що впливають на якість гальванопокриттів, слід особливо виділити вплив розчинника
на процес електрокрісталлізаціі, тому що природа розчинника істотно впливає
на характер різних видів взаємодій, що існують між компонентами розчину.
З літератури [2,3] відомо, що електрохімічних оброблені вода або розчини
сприятливо впливають на властивості захисних покриттів для алюмінію і його сплавів, на
процес виробництва друкованих плат, тому в даній роботі вивчався вплив
електрохімічних обробленої води на процес катодного виділення міді і відмиваються
здатність води.
Вплив активації розчинника на швидкість катодного виділення
міді вивчалося на мідному електроді методом зняття постояннотокових потенціодінаміческіх
кривих на полярографія ПУ-1 в електроліті, що містить 80 г/л мідного купоросу. Електроліт
такого складу був обраний тому, що в електролітах складного складу, які реально
використовуються на практиці, мідь утворює комплексні сполуки з компонентами електроліту.
Заміна розчинника може призвести до зміни їх складу, що ускладнило б інтерпретацію
результатів експерименту, тому що робота носить лише пошуковий характер. Електрохімічна
обробка дистильованої води проводилася в двокамерному комірці з титановими електродами
протягом 30 хв. при щільності струму 0,08 mA/cm2. Вода, отримана в прікатодном
просторі, називається католітом, а в пріанодном - анолітом. Електроліт готувався
на воді одразу після її електрохімічної обробки.
Таблиця
Порівняння розчинність бензойної кислоти і
електропровідності її розчинів на основі різних
розчинників (n = 3, P = 0,95)
Розчинник
Маса сухого залишку г/100 мл розчинника
Електропровідність, Cm/м
Вода
0,0925 
0,0218
49 1
катол
0,1182 0,0218
48 0
Аноліт
0,1858 0,0218
53 0
Поляризаційні криві досліджуваних електролітів мають однаковий
класичний характер, що може свідчити про аналогічності протікають
на катоді процесів. Відмінність полягає, що дуже істотно, у швидкості виділення
міді: з електролітів, приготованих на електрохімічних обробленої воді, мідь
виділяється з меншою швидкістю, ніж з електролітів на основі дистильованої води
(При 
). Різниця між
значеннями щільності струму Дк в розчинах електроліту на обробленої воді статистично
не достовірна. В умовах електрохімічних обробленої води, як це видно з наведених
значень щільності струму, утворюється більше дрібнокристалічної осад, що є
однією з вимог, що пред'являються до металевих покриттів. В області граничного
струму, де процес електрокрісталлізаціі металу лімітується дифузією іонів з
об'єму розчину до поверхні електрода, також проявляється вплив розчинника
на швидкість цього процесу: при 
Отримані відмінності
у швидкості катодного виділення міді в результаті заміни розчинника пов'язані з тим,
що, ймовірно, змінилася ступінь гідратації іонів, сила іон-іонного та інших видів
взаємодій, що існують у розчині між її компонентами.
Таким чином, з результатів експерименту випливає, що
електрохімічних оброблена вода сприятливо впливає на процес катодного виділення
міді, що може служити рекомендацією до проведення аналогічних досліджень для
найбільш поширених електролітів складного складу, іноді містять компоненти
з підвищеною токсичністю. Заміна ж звичайної води на електрохімічних оброблену
може, ймовірно, дозволити або зменшити їх концентрацію, або взагалі виключити з
складу електроліту.
У виробництві друкованих плат великі кількості води витрачаються
на їхній відмивання від флюсів після пайки. З метою зменшення витрат води на цю операцію
вивчалася можливість використання для цього електрохімічних обробленої води.
Для поліпшення якості пайки використовують флюси наступного складу: флюс ФТБ - кислота
бензойна 4%, ТЕА-1%, спирт етиловий 95%; флюс ФОН - кислота оленів
10%, спирт етиловий 60%, допоміжна речовина ОП - 730%. У даному випадку застосовувалася
суміш флюсів у співвідношенні ФТБ: ФОН = 2:1. Електрохімічна обробка водопровідної
води проводилася в наступних умовах: час обробки - 5 хв, щільність струму
- 0,08 mA/cм2. Використана вода мала наступні характеристики: рН вихідної води
- 6,85, pH католіта - 7,15, pH аноліта - 6,55. Контроль якості відмивання друкованих
плат від флюсів проводився за заводською методикою `` Контроль якості відмивання. ОСТ4ГО.029.233.-84''.
Крім того, контроль здійснювався ще двома методами: спектрофотометричних і
кондуктомеричного.
У ході роботи було встановлено, що кращу якість відмивання
плат від флюсів досягається в аноліте: Da = 0,34, DH20 = 0,29, DК = 0,27, де D - оптична
щільність промивних вод (а-аноліта, к-католіта) в присутності індикатора нейтрального
червоного на бензойну кислоту. Для підтвердження отриманих результатів вивчалася
розчинність бензойної кислоти в досліджуваних розчинниках кондуктомеричного
методом і за масою сухого залишку. Результати дослідження представлені в таблиці.
Отримані результати дали можливість встановити витрата
води на відмивання друкованих плат від флюсів: на одиницю площі плати витрачається необробленої
води 140 л/м2, аноліта - 100 л/м2. У роботі [4] встановлено, що в розчинах електролітів,
приготованих на електрохімічних обробленої воді, збільшується рухливість
іонів, що може бути пов'язано зі зміною ступеня їх гідратації. Ймовірно, поліпшення
якості відмивання також пов'язане з цим ефектом.
Таким чином, робота, проведена з метою вивчення можливості
використання електрохімічних обробленої води для поліпшення екологічної ситуації
в гальвановиробництва, дозволила зробити наступні висновки: використання аноліта
покращує якість відмивання друкованих плат від флюсів, що знижує витрата води в
1,4 рази і зменшує її споживання з джерел питного водопостачання. Електрохімічний
оброблена вода позитивно впливає і на якість металопокриття, тому передбачається
провести аналогічні дослідження з електролітами більш складного складу.
Список літератури
Савельєв М.І., ярликів М.М., Кругліков С.С. та інші. Вплив
сульфатного складу електроліту і режиму міднення на рівномірність і властивості покриття
//Захист металів. 1988. Т.24. N 2. C. 308-311.
Лузгова Н.Є. та інші. Захисні покриття для алюмінію його
сплавів із застосуванням електрохімічної активації середовищ// Проблеми захисту металів
від корозії: Тез. докл. Першої Всесоюзної конф. Казань, 1985.
Дослідження і розробка процесів активації хімічних
водних розчинів у виготовленні друкованих плат шляхом електрохімічної активації
води: Звіт. М., ВНТЦентр, 1984. Номер держ.реєстрацію 0284.0 086786.
Плакатіна О.С., Мухин В.А., Борбат В.Ф.// Известия вузов.
Хімія і хімічна технологія. 1993. N 6. C. 44-47.
Для підготовки даної роботи були використані матеріали
з сайту http://www.omsu.omskreg.ru/
