Прогнозирование структуры и получение электролитических сплавов цинк-никель, цинк-кобальт с повышенными коррозионно-защитными свойствами

• Автор: Шестаков, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Электроосаждепие сплавов

1.1.1. Электроосаждение сплавов цинка.

1.1.2. Осаждение из комплексных электролитов

1.1.3.Влияние добавок на процесс электроосаждения цинковых сплавов.

1.2. Фазовый анализ

1.2.1. Типы металлических фаз.

1.2.2. Критерии фазообразования.
1.2.3. Фазовое строение сплавов на основе цинка.
1.3. Математическое моделирование процесса осаждения и
структуры сплава
1.3.1. Виды моделирования.
1.3.2. Задачи и возможности различных типов моделирования
1.3.3. Оптимизационное моделирование
1.4. Коррозия электроосаждепных сплавов и методы защиты
1.4.1 Металлические защитные покрытия.
1.4.2 Селективное растворение сплавов.
1.4.3. Равномерное и псевдоселективное растворение
1.4.4. Растворение с фазовым превращением и псевдоравномерное растворение.
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Получение электролитических сплавов.
2.2. Определение химического состава сплавов.
2.2.1. Фотоэлектроколориметрический метод определения 1 в сплавах.
2.2.2. Фотоэлектроколориметрический метод определения Со и Ъа в сплавах.
2.3. Метод рентгеноструктурного анализа
2.3.1. Качественный и количественный фазовый анализ.
2.3.2. Прецизионное определение параметров кристалической решетки.
2.4. Определение катодной поляризации
2.5. Микроструктурный анализ МСА.
2.6. Определение выхода по току
2.7. Определение прикатодного слоя
2.8. Определение физикомеханических и физикохимических свойств
2.8.1. Определение микротвердости.
2.8.2. Определение скорости коррозии
ГЛАВА 3. ФАЗОВЫЙ СОСТАВ СПЛАВОВ 7пЩ гпСо
3.1. Фазовый состав электрохимических сплавов ЪШ, ХпСо
3.1.1. Критерии фазообразования сплава 7мК
3.1.2. Критерии фазообразования сплава 2пСо
3.2. Экспериментальный фазовый состав сплавов 2иМ 7пСо
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ СПЛАВОВ 2пМ и Тм Со.
4.1. Электроосаждение става Ъ.
4.1.1. Влияние добавок на процесс электроосаждения сплавов гп
4.1.2. Влияние фазового состава на процесс электроосаждения сплава ТпК
4.2. Электроосаждение става 7лСо
4.2.1. Влияние добавок на процесс электроосаждения сплава
4.3. Важнейшие критерии процесса элсктроосаждсния сплавов гп,
ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ
СПЛАВОВ ХпК
5Л. Моделирование процесса электроосаждения сплавов ЪгШ с оптимальным фазовым составом и качеством
покрытия
5.1.1 .Описание математической модели
5.1.2. Результаты моделирования
5.2. Оптимизация процесса осаждения.
ГЛАВА 6. АНТИКОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА И МИКРОТВЕРДОСТЬ
ПОКРЫТИЙ СПЛАВАМИ 2пСо.
6.1. Коррозия сплавов ЪгШ ЪгСо.
6.1.1. Факторы влияющие на коррозию
6.1.2. Управление скоростью коррозии.
6.2. Микротвердость электроосажденных сплавов пМ 2п
ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Самыми востребованными из них являются сплавы i и в перспективе . Сплавы 7пРе вследствие хрупкости используются реже. На практике сплавы цинка применяются для защиты от коррозии днищ кораблей, аппаратуры, и сооружений, работающих в условиях морской воды, солевого тумана. В связи с разработкой нефтяных месторождений в шельфах Тюменского Севера актуальной становится защита нефтепромыслового оборудования от солевой коррозии. Большинство функциональных свойств гальванических покрытий, в том числе антикоррозионных, определяется структурой, в первую очередь фазовым и химическим составом сплава, наличием инородных включений. Как правило, оптимальными свойствами обладают смешанные кристаллы, в особенности твердые растворы и интерметаллические фазы. Так пирометаллургические сплавы 2п у фаза характеризуются наилучшими защитными свойствами при содержании вес . Но для гальванических осадков гп, полученных из различных электролитов, одинаковому химическому составу сплава отвечает другой фазовый состав. В электрохимических сплавах этот интерметаллид также обнаружен, но ни условия образования, ни границы гомогенности интермсталлида уфаза фактически не известны. Гальванопокрытия часто превосходят литые сплавы по чистоте осадка, равномерности, мелкокристалличности, ряду функциональных свойств, поэтому получение покрытий электрохимическими сплавами 2п, 2пСо, содержащими гомогенные интерметаллические фазы, является актуальной задачей, как в плане экономии дефицитных металлов, так и повышения качества покрытия и его эксплуатационных свойств. Цели и задачи работы. Прогнозирование фазового состава и оптимизация процесса электроосаждения сплавов цинкникель, цинккобальт с максимальными антикоррозионными и прочностными свойствами. Со. Объект исследования. Объектом исследования являлись сплавы 7п, 2пСо, содержащие интерметаллические фазы и осажденные из аммиакатных электролитов в присутствии специально подобранных бифункциональных изомерных ПАОВ о, м, п аминобензойные кислоты с прогнозируемым соотношением компонентов в растворе. Со с помощью критериев фазообразования. Разработка метода компьютерного моделирования для оптимизации процесса электроосаждения сплава 2пШ с заданным фазовым составом фаза п, с прогнозируемыми максимальными антикоррозионными и прочностными свойствами. Корреляция коррозионнозащитных свойств и микротвердости исследуемых сплавов цинка с прогнозируемыми структурными факторами фазовый состав, степень совершенства фазы, химический состав покрытия. Научная новизна. Показана возможность прогнозирования химического состава электролита осаждения на основе данных энтропийного критерия фазообразован ия и состава сплава, отвечающего данной промежуточной фазе. Показана возможность подбора ПЛОВ для электролита осавдсния на основании близости потенциалов ионизации для добавок и соосаждающихся металлов. Предложен механизм действия добавок. С помощью метода компьютерного моделирования проведена оптимизация процесса осаждения гомогенного сплава i фаза 1 с учетом требуемых максимальных коррозионнозащитных и прочностных свойств. Э эквивалент сплава а, 3, рьу. Современная техника предъявляет повышенные требования к новым технологиям и материалам. Важное место среди перспективных материалов занимают элсктроосаждснные покрытия сплавами с повышенными защитными и прочностными свойствами. Функциональные свойства большинства гальванических осадков зависят от их структуры фазового и химического состава сплавов, текстуры, дефектности кристаллической решетки, наличия включений, размера зерна и др. К сожалению, исследования формирующейся структуры электрохимических сплавов крайне малочисленны, а прогнозирование физикохимических и физикомеханических свойств покрытий за редким исключением фактически отсутствуют. Особый интерес вызывают сплавы с промежуточными фазами, обладающие экстремальными физикохимическими и физикомеханическими свойствами. Однако, применение последних сдерживается отсутствием надежных данных об условиях образования этих фаз, границ гомогенности фаз и прогнозирования особых функциональных свойств.