окисление серебра и удаление окисла

[vopros 0]

Добрым людям - добрый день!

 

Решалась практическая задача - нанести на керамическую пластину серебро и залудить. Наносилась паста с серебром и запекалась в муфельной печи.

В процессе работы выявлена большая нестабильность в качестве лужения, т.е. лудимости серебряной поверхности.

Обратился к "букварю" http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4022.html.

Там есть пара таких фраз:

При комнатной т-ре С. не взаимод. с О2 воздуха, но при нагр. до 170°С покрывается пленкой оксида Ag2O.

Ага, думаю, когда пластина с серебром остывает при доступе кислорода, то она окисляется. Чем больше кислорода, тем толше пленка окисла.

Но дальше читаю такое:

Оксид Ag(I) (гемиоксид) Ag2O при нагр. выше 100°С разлагается до Ag и О2

И тут впадаю в непонятки. Та пленка, которая образовалась при температуре выше 170 град будет разлагаться на Ag и О2 при снижении температуры в печке до 160-150...100 град?

Если да, то никакой оксидной пленки после остывания не должно быть?

Если же это имеется в виду процесс в вакууме (распад оксида), то как можно быстро удалить пленку в нормальной атмосфере при нормальной температуре? Окунуть пластину в нашатырный спирт?

Подобно соединениям меди (I), осадки AgCl и Ag2O могут растворяться в растворах аммиака с образованием комплексных соединений

Или это только для осадков стреляет? А если это действительно и для поверхостной пленки, то что будет из себя представлять комплексное соединение на поверхности? Надо ли потом использовать какие-то химикаты для смывки этих соединений или достаточно прополоскать в воде? И сколько минут полоскать, чтобы смыть аммиак?

После удаления оксидной пленки она не восстановится в течение года, двух? Если не буду греть деталь?

 

Еще попутный вопрос по качеству самой пленки. На ней иногда появляются "кратеры" (вывернутые наружу "лепестки" металла). Как будто микрогранаты взрываются под пленкой серебра. Вот тут (книга "Аналитическая химия сребра") написано, что

Серебро устойчиво по отношению к кислороду воздуха, однако при повышенных температуре и давлении образует окись Ag20. Серебро, особенно расплавленное, поглощает значительные количества кислорода — до 22 объемов.

Давление должно быть обязательно выше атмосферного? Или и при атмосферном тоже будет поглощать, только в меньших количествах? И где-то попадалась фраза, что при остывании и выделении кислорода обратно в окр.среду возможен взрыв. Может ли быть повреждение поверхности результатом таких микровзрывов, связанных с выделением поглощенного при запекании пасты кислорода?

 

ЗЫ Прошу не судить строго за возможно нелепые вопросы. Как-то мимо химии прошел в школе, о чем очень сожалею.

[aversun 4 046]

Не должно быть на поверхности серебра существенной пленки окисла, да и та снималась бы флюсом при пайке. Серебро всегда отлично паяется. Что за пасту вы используете для вжигания серебра в керамику и как паяете, с каким флюсом. Здесь, например, рекомендуют пасту с карбонатом серебра, при нагревании до 400 градусов она разлагается с образованием чистого серебра, которое прочно сцепляется с подложкой.

[aversun 4 046]

Эффект ваших микровзрывов скорее всего в другом, серебро при нагревании, особенно до температуры выше 400, активно поглащает кислород, один объем серебра может поглатить 5 объемов кислорода, при быстром охлаждении такого серебра и наблюдаются микровзрывы, связанные с выделением кислорода, вскипание. Эффект известный, по этому рекомендуют плавить серебро под толстым слоем угля, что бы не допустить кислород к поверхности металла. Кроме того, возможны некоторые побочные эффекты связанные с составом подложки.

[vopros 0]

Меня интересует, прежде всего, теоретическая сторона вопроса.

Не понятно, например, что будет происходить с поверхностью серебра при температуре 169 град.?

Оксид еще не будет образовываться? Как изменяется скорость образования оксида с повышением температуры выше 170 град. ? При достижении какой температуры (300, 400 или 500 град) он перестает образовываться?

Если я выдержу покрытие в течение достаточно длительного времени (1-2 часа, к примеру) при температуре выше 100, но ниже 170 (150, к примеру), то я гарантированно ликвидирую оксид на поверхности? Чтобы даже не подозревать его во влиянии на качество лужения.

Кстати, чем активнее используемый флюс (аммоний хлористый в глицерине, к примеру), тем лучше лудится. Означает ли это, что на поверхности есть оксидная пленка? Или плохая лудимость, улучшаемая активаторами, может иметь другую природу? Какую, например? Неровность поверхности?

 

Что касается поглощения кислорода. Не совсем понял это "возражение": "Эффект ваших микровзрывов скорее всего в другом". Я об этом (поглощении кслорода при нагреве) и спрашивал, точнее, предполагал причиной в своем вопросе.

Не понятно, почему поглощенный по всей толщине пленки кислород не образует оксид по всей же толщине пленки при соответствующей температуре? Или он вытесняется из объема до того, как температура снизится до температуры образования оксида. При какой температуре кислород полностью вытесняется (350-300-200 град)? При какой температуре (если идти от высокой к низкой) начинается образование оксида (250-200-180 град)?

Возможно ли использование угля в качестве защиты от кислорода в муфельной печи при температуре вжигания пасты 750-850 град? Мне кажется, он будет сгорать.

А что еще можно использовать в качестве защиты (поглотителя) при такой высокой температуре?

 

Паста используется серо-белого цвета, с запахом скипидара. Названия не знаю. Поверхность получается не блестящая, под микроскопом видна структура, схожая с декоратвной отделкой стен "наляпыванием" раствора.

 

Спасибо за ответы.

[aversun 4 046]

Я думаю, что вам можно вообще забыть об оксиде серебра, есть он, или его нет, не важно, при температуре пайки он все-равно разлагается. Поглащение же серебром кислорода, процесс не химический, а физический. Уголь насыпают на поверхность расплава серебра в тигле, там он выгорать не успевает. Если есть возможность, попробуйте продувать камеру инертным газом, например, азотом. Кроме того, я же вам привел ссылку на работу, где говорится о возможности реакции серебра с подложкой. Паять серебро рекомендуют припоями с содержанием 2-2,5% серебра, типа ПСр-2, ПСр-2,5, что бы предотвратить растворение нанесенной пленки серебра в припое. Паять серебро рекомендуется флюсом ВТС, неплохо работает и ЛТИ-120.

[vopros 0]

Спасибо!