Молибден является тяжелым металлом, с температурой плавления 2010ºC. Молибден обладает достаточно хорошими физико-механическими свойствами: высоким модулем упругости, малым температурным коэффициентом расширения, хорошей термостойкостью. Электропроводность молибдена выше, чем у железа, но ниже, чем у меди. В совершенно чистом состоянии молибден пластичен, ковок, тягуч, довольно легко подвергается штамповке и прокатке.
По некоторым свойствам молибден превосходит многие металлы и сплавы. Для молибдена характерна высокая коррозионная стойкость. Он устойчив в большей части щелочных растворов, а также в серной, соляной и плавиковой кислотах при разных температурах и концентрациях.
Эти уникальные свойства позволяют использовать молибден и его сплавы в деталях, длительно работающих в вакууме до 1800ºС (в соплах ракет и в электровакуумных приборах) в качестве конструкционного материала, в энергетических ядерных реакторах, а также для изготовления оборудования, работающего в агрессивных средах. Из молибдена изготовляют сотовые панели космических летательных аппаратов, теплообменники, оболочки возвращающихся на землю ракет и капсул, тепловые экраны, обшивку кромок крыльев и стабилизаторы в сверхзвуковых самолетах.
В связи с этим встает вопрос электрохимической обработки молибдена, в частности, путем покрытия молибдена металлами для улучшения паяемости, для предотвращения вторичной эмиссии при высоких температурах.
При пайке молибдена применяют различные припои, например, для получения надежных паяных соединений используют системы золото-никель, но в массовом производстве золотые припои применяют редко. Чтобы спаять молибден с медью используют припой ПСр72 или чистое серебро.
Для улучшения растекаемости серебряных припоев применяют покрытия молибдена никелем и медью. Толщина никелевого слоя не должна быть больше 3 мкм, медного – 3 – 4 мкм; при большей толщине возможно отслаивание покрытия.
Покрытие молибдена никелем.
Подготовка поверхности деталей перед покрытием молибдена и его сплавов зависит от металла, который наносят на деталь (никель, медь, золото) и от способа нанесения покрытия (гальванический или химический).
Но в любом случае после химического обезжиривания проводят предварительный отжиг в водороде при температуре 950 – 1000ºC в течение 30 минут.
Процесс химического никелирования деталей из молибдена требует стандартной подготовки поверхности: обезжиривание, травление, декапирование и активация.
Обезжиривание молибдена проводят при катодной обработке в 15%-ном растворе NaOH при 15 – 25ºC, Дк = 20 – 30 А/дм2.
Окислы с поверхности удаляются травлением в щелочном растворе железосинеродистого калия состава, г/л:
K3Fe(CN)6 200
NaOH 50
Температура 55 – 60ºC, время 3 – 5 мин.
При травлении молибдена и медно-молибденовых сплавов типа МД-15, МД-40 в растворе железосинеродистого калия на поверхности сплава появляется атомарный слой меди, который позволяет без активации в растворе хим. палладия проводить осаждение путем восстановления никеля из раствора химического никелирования.
Операцию декапирования проводят в растворе состава, г/л:
CrO3 200
H2SO4 50
При температуре 18 – 22ºC.
Активацию достаточно провести в концентрированном растворе соляной кислоты при температуре 70 – 80ºC.
Осаждение химического никеля происходит из раствора состава, г/л:
Никель сернокислый 25
Аммоний хлористый 35
Натрий лимоннокислый 50
Натрия гипофосфит 30
Аммиак водный, 25% до рН = 8 – 9
Температура 80 – 90ºC
Скорость осаждения 10 – 15 мкм/час.
Для увеличения адгезии металла при покрытии молибдена рекомендуется проводить отжиг в водороде при температуре 950 – 1000ºC.
Процесс нанесения гальванического никеля рассматривался ранее (см. «Покрытие вольфрама и молибдена»).
Для осаждения химической меди на деталях из молибдена и его сплавов после операции травления в щелочном растворе железосинеродистого калия требуется проведение сенсибилизации в растворе хлористого олова и активации в хлористом палладии, как при металлизации пластмасс (см.«Металлизация пластмасс. Часть1»).
Состав раствора химического меднения, г/л:
Медь сернокислая 15 – 20
Никель хлористый 4 – 6
Калий-натрий виннокислый 60 – 80
Натр едкий 15 – 20
Натрий углекислый 5 – 7
Формалин (33%) 10 – 20 мл/л
Температура 18 – 25ºC, время 10 – 20 мин.
После покрытия молибдена из раствора предварительного химического меднения проводят толстослойное покрытие глицериновом растворе:
Состав раствора для толстослойного покрытия, г/л:
Медь сернокислая (кристаллогидрат) 100
Натр едкий 100
Натрий углекислый (безводный) 30
Глицерин 100
Формалин (33%) 25 – 35 мл/л
Температура 18 – 25ºC, время от 20 минут, покачивание.
Методы химической металлизации применяют для покрытия деталей сложной конфигурации. На детали несложной конфигурации наносят гальванические покрытия никель, медь, золото.
Покрытие молибдена гальванической медью (см.«Как выбрать электролит меднения?») можно нанести без дополнительных подслоев из железистосинеродистого электролита меднения.
Состав железистосинеродистого электролита меднения, г/л:
Медь сернокислая (кристаллогидрат) 88
Железистосинеродистый калий 3-х водный 180 – 220
Калий-натрий виннокислый 90 – 110
Калий едкий 8 – 10
Температура 50 – 60ºС
Плотность тока 1,5 – 2 А/дм2, соотношение SА : SК = 6:1
Скорость осаждения 1 мкм за 1,5 мин.
Возможность нанесения металлических покрытий на молибден и его сплавы расширяет их функциональные свойства и позволяет в полной мере использовать их в качестве конструкционных материалов.
Нижн. Новгород Время