Влияние состава жидкой фазы, природы аниона и строения циклических полиэфиров на кинетику электроосаждения и свойства металлорганических покрытий на основе меди, кадмия и их сплава

• Автор: Гешель, Светлана Валентиновна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 218 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Кинетика электроосаждения металлов в органических и водноорганических электролитах
1.2. Роль адсорбции ПАВ и металлокомплексов с органическими и неорганическими лигандами в кинетике разряда ионов

1.3. Особенности строения водно - спиртовых смесей, сольватации и

пересольватации в них ионов

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Объекты исследования

2.2. Методики исследования

2.2.1. Хронопотенциометрия

2.2.2. Хроновольтамперометрия

2.2.3. Метод импеданса

2.2.4. Методика стационарного электролиза
2.2.5. Методика определения микротвердости, адгезии и коррозионной стойкости покрытий
2.2.6. Методика исследования трибологических свойств покрытий
2.2.7. Методика определения износостойкости покрытий
2.2.8. Методика химического анализа состава покрытий
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Роль строения и концентрации циклических полиэфиров при электроосаждении меди и кадмия из водных сульфатных электролитов
3.2. Влияние природы краун-эфира на кинетику электроосаждения и износостойкость медных покрытий
3.3. Влияние состава водно-органического растворителя на электроосаждение меди в электролитах с добавкой и без краун-эфира

3.4. Влияние концентрации аниона на электроосаждение меди из сульфатных водно-этанольных электролитов
3.5. «Анионный эффект» при электроосаждении меди из сульфатного водно-этанольного электролита, содержащего циклический
полиэфир
3.6. Особенности влияния циклического полиэфира бензо-12-краун-4 на электроосаждение меди в сульфатных водно-этанольных электролитах
3.7. Влияние природы металла на эффективность и механизм действия краун-эфира при электроосаждении меди и кадмия из перхлоратных водно-этанольных электролитов
3.8. Влияние состава водно-этанольного растворителя на электроосаждение сплава Си-Сб в перхлоратных
средах
3.9. Влияние краун-эфира на кинетику совместного разряда ионов меди и
кадмия в перхлоратных водно-этанольных электролитах
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Электрохимическое выделение металлов из электролитов на основе органических и смешанных водно-органических растворителей делает возможным получение сверхчистых металлов, создание новых типов источников тока, интенсификацию процессов, формирование покрытий с новыми и улучшенными параметрами, позволяет получать покрытия с высокой адгезией на металлах с высокой степенью окисленности поверхности (А1, Тл) или неустойчивых в водных средах (и, Ве). В подобных средах возможно осуществление процесса в условиях, исключающих выделение водорода, что позволяет повысить физико-механические свойства покрытий и устранить наводороживание изделий при кадмировании или цинковании или же наращивать массивные осадки металлов, образующих летучие гидриды при водном электролизе (Аб, БЬ). В электролитах на основе органических и водно-органических растворителей возможно существование большего, чем в водных, числа разнообразных по природе и прочЕюети комплексЕЕЫх ионов, что увеличивает диапазон действия электролита. Наконец, в этих средах возможны принципиально новые способы электроосаждения металлов и сплавов, например, электролизом растворов биядерных комплексов. Все эти свойства неводных и водно-неводных систем, наряду с изменившимися условиями массопереноса, сольватации и адсорбции компонентов электролита на электроде, открывают новые возможности для дальнейшей интенсификации процессов электроосаждения обычных металлов и создания универсальных гальванических ванн по осаждению и соосаждению технически важных металлов, не выделяющихся из водных сред. В условиях расширяющихся требований к физико-мехарЕическим параметрам катодных отложений на первый план выдвигается проблема прогнозированного ведения процесса электролиза, обеспечивающего получение осадков с заданным комплексом свойств. Научно обоснованный подход к решению этой проблемы во многом базируется на знании природы адсорбированных и восстанавливающихся на
2.2.3. Метод импеданса
Емкость и сопротивление электродов (торец запрессованной в тефлон проволоки из Кд-о или электролитической меди диаметром 1мм) регистрировали с помощью моста переменного тока Р-5021 по последовательной схеме замещения при 1000 Гц с последующим пересчетом на параллельную схему в интервале потенциалов (х.с.э.) —1,6 -г — 0,7 В (кадмий) или —1,0 -г -0,1 В (медь). Для уточнения размеров рабочей части электрода использовали микроскоп МИ-1. Подготовку поверхности кадмия проводили по методике, описанной в [178]. Электрод перед опытом травили в горячей концентрированной H2SO4 до ровного серого матового цвета, полировали в смеси (1:1) СНзСООН и HNO3 до появления блеска, промывали и катодно поляризовали в растворе фона при потенциале на 100 мВ отрицательнее ECdq=0. Медный электрод полировали в растворе состава (г/л): Н3РО4-6О; HNO3-2O; СНзСООН-40 до ровного розового цвета, промывали и также катодно поляризовали в растворе фона. Ячейку перед опытом в течение 1ч продували электролитическим водородом. Частотная зависимость емкости в интервале 210-1000 Гц не превышала 5%.
2.2.4. Методика стационарного электролиза
Электролиз проводили в гальваностатическом режиме при комнатной температуре в электрохимической ячейке типа ЯСЭ-2 с коаксиальным расположением электродов. В качестве катодов использовали медь электролитическую. В качестве анодов - медь марки МБ или кадмий Кд-о. Площадь катода 2см2, анода 10см2. Медные электроды перед опытом травили химически в растворе Н№)з(1:1) в течение 2 мин. при 293К, затем промывали в холодной воде. Кадмиевые электроды обезжиривали этанолом, промывали и высушивали. Рабочую плотность тока задавали источником питания УИП-2. Силу тока в цепи регистрировали миллиамперметром М-253. Потенциал рабочего электрода фиксировали цифровым вольтметром ВК7-9 против насыщенного хлоридсеребряного