Многокритериальный подход при разработке и выборе ресурсосберегающих составов растворов для электроосаждения металлических покрытий

• Автор: Фадина, Светлана Валерьевна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Ресурсоемкость и ресурсосбережение в гальванотехнике

1.2 У дельный унос раствора

1.2.1 Инженерно-технические основы регулирования удельного 23 уноса раствора

1.2.2 Физико-химические основы регулирования удельного 30 уноса раствора

1.3 Характеристика растворов, применяемых для нанесения 34 металлических покрытий

1.4 Математическое моделирование составов растворов для 56 электроосаждения металлов и сплавов
1.5 Выводы
Глава 2. Методика экспериментов
2.1 Физико-химические методы исследования
2.1.1 Определение удельного уноса растворов
2.1.2 Определение вязкости технологических растворов
2.1.3 Определение поверхностного натяжения технологических 66 растворов
2.1.3.1 Метод отрыва кольца
2.1.3.2 Метод максимального давления пузырьков
2.1.4. Определение плотности технологических растворов
2.2 Математические методы
2.2.1 Методы непараметрической статистики
2.2.2 Методы параметрической статистики
2.2.3 Статистическая обработка результатов экспериментов

Глава 3. Показатели ресурсоемкое составов растворов для
электроосаждения металлических покрытий
3.1 Концентрация ионов электроосаждаемого металла
3.1.1 Изменение концентрации осаждаемого металла
3.1.2 Определение граничных значений критерия
3.2 Сумма концентраций основных компонентов раствора
3.2.1 Изменение суммы концентраций основных компонентов 91 растворов
3.2.2 Определение граничных значений критерия
3.2.3 Работоспособность критериев ресурсоемкое сг и

3.3 Компонентный состав раствора
3.3.1 Изменение числа компонентов растворов
3.3.2 Определение граничных значений критерия
3.4 Устойчивость состава раствора
3.4.1 Изменение показателя устойчивости Ас/сср
3.4.2 Определение граничных значений критерия
3.5 Методика выбора составов растворов для электроосаждения 125 металлических покрытий
3.6 Эффективность использования ресурсосберегающих составов 133 растворов
Глава 4. Зависимость удельного уноса раствора от различных
факторов
4.1 Зависимость удельного уноса раствора от концентрации ПАВ
4.2 Зависимость удельного уноса раствора от скорости извлечения 149 образцов
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А. Проверка соответствия распределения данных
нормальному распределению
Приложение Б. Акт об использовании результатов работы

ВВЕДЕНИЕ
Проблема рационального использования природных ресурсов является одной из важнейших для развития промышленности, в том числе и гальванотехники. Известно, что гальваническое производство является крупнейшим потребителем тяжелых металлов, их химических соединений, а также воды. Содержание компонентов раствора, уносимых поверхностью обрабатываемых деталей, в сточных водах достигает нескольких десятков тонн. Для уменьшения экологической опасности гальванического производства необходимо минимизировать унос раствора в промывные воды, а главное, разрабатывать и внедрять в производство ресурсосберегающие технологии. Экономическая целесообразность внедрения
ресурсосберегающих технологий в гальваническое производство обусловлена тем, что существенно снизятся затраты на очистку сточных вод, организацию и эксплуатацию локальных очистных сооружений.
К настоящему времени для электроосаждения металлических покрытий разработаны тысячи составов растворов. Однако при выборе состава раствора отсутствуют какие-либо количественные критерии ресурсоемкое, а основное внимание уделяется только функциональным свойствам покрытий и технологическим характеристикам растворов.
Определение количественных показателей ресурсоемкое составов растворов для электроосаждения металлических покрытий, а также создание методики выбора ресурсосберегающих составов растворов является актуальной научно-практической задачей.
Актуальность работы. Ресурсосбережение представляет собой основу концепции создания экологически безопасных, бережливых технологических процессов и является важнейшим направлением развития промышленности и, в том числе, гальванотехники. Оценки ресурсоемкое гальванического

В работе [99] показана возможность применения низкоконцентрированных растворов с сохранением требуемого качества покрытий. В растворе травления меди, содержащем 200-400 г/л СгОэ, 40-50 г/л Н2804 снижали концентрацию хромового ангидрида и определяли скорость травления меди. Было установлено, что возможно снижение концентрации СгОз в 1,56 раза (с 250 до 160 г/л) с сохранением высокой скорости травления меди. Важно отметить, что при этом увеличивается емкость раствора по меди, а значит и срок его эксплуатации.
В работе [100] исследовано электроосаждение хромовых покрытий из низкоконцентрированного (Ю0г/лСгО3) раствора (концентрация СЮ3 в стандартном электролите достигает 400 г/л). Установлено, что из такого электролита осаждаются блестящие покрытия с повышенной коррозионной стойкостью.
Авторами [101] показано, что процесс электроосаждения никеля из низкоконцентрированного (24 г/л КП2+) коллоидного раствора можно проводить при таких же высоких плотностях тока (с той же скоростью), как и в высококонцентрированных электролитах.
Для электроосаждения никелевых покрытий авторами работ [102 - 104] разработаны высокопроизводительные низкоконцентрированные растворы на основе карбоновых кислот.
К настоящему времени для электроосаждения металлических покрытий разработаны тысячи составов растворов и предпринята попытка их классификации и унификации построения названий [105].
Составы «обычных» (не комплексных) растворов, разработанных для электроосаждения металлических покрытий (Ъл, N1, Си, Сг, Сб, Бп, РЬ, Бе) до 1952 г. приведены в табл. 1.8, до 1984 г. - в табл. 1.9, до 2011 г. - в табл. 1.10 по популярности в соответствии с рис. 1.1.