Механизм образования, структура и физико-механические свойства никель-бор покрытий, химически осажденных диметиламин-бораном

• Автор: Крутских, Вячеслав Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 190 с. : ил

Оглавление.
Введение.

Гл. I. Литературный обзор

1.1. О некоторых проблемах в исследовании механизма химического восстановления металлов

1.2. Структурные особенности химически восстановленных никелевых сплавов.

1.3. Физикохимические свойства никелевых сплавов с фосфором или бором

1.4. Применение химически осажденных никелевых покрытий. .

Гл. II. Методики исследования.

2.1. Химическое осаждение покрытий никельбор и никельфосфор

2.2. Анализ электролитов и покрытий.

2.2.1. Определение диметиламинборана в растворах.

2.2.2. Определение бора в покрытиях.
2.3. Методы изучения механизма реакций химического восстановления В и ХьР сплавов.
2.3.1. Массспектрометрический анализ водорода, выделяющегося в процессе химического осаждения В и Р покрытий
2.3.2. Определение электрохимических характеристик процесса химического восстановления МВ сплавов
2.4. Исследование структуры покрытий
2.4.1. Рентгенографический анализ покрытий
2.4.2. Определение водорода в покрытиях.
2.5. Изучение физикомеханических свойств химически осажденных покрытий
2.5.1. Твердость.
2.5.2. Износостойкость.
2.5.3. Внутренние напряжения.
2.6. Измерение электрических характеристик химически осажденных покрытий
2.6.1. Переходное электросопротивление.
2.6.2. Удельное электросопротивление.
2.6.3. Паяемость.
2.7. Магнитные измерения
2.8. Коррозионнозащитные и жаростойкие испытания.
2.8.1. Ускоренные коррозионные испытания.
2.8.2. Термическое окисление сплавов.
Гл. 1 Экспериментальная часть и обсуждение результатов .
3.1. Механизм реакций химического восстановления i и
i сплавов с участием ДМАБ и гипофосфита.
3.1.1. Донорная емкость ДМАБ в процессах химического восстановления i сплавов
3.1.2. Донорная емкость гипофосфита в процессах химического восстановления i сплавов
3.1.3. Исследование электрохимических характеристик процесса химического восстановления i сплавов
3.2. Структурные характеристики i покрытий.
3.2.1. Морфология поверхности
3.2.2. Структурнофазовый состав покрытий в исходном состоянии и после термообработки
3.2.3. Содержание водорода в покрытиях.
3.3. Механические свойства i покрытий
3.3.1. Твердость.
3.3.2. Износостойкость.
3.3.3. Внутренние напряжения.
3.4. Электрические характеристики i покрытий
3.4.1. Переходное электросопротивление.
3.4.2. Удельное электросопротивление.
3.4.3. Паяемость.
3.5. Магнитные свойства i покрытий
3.6. Коррозионнозащитные характеристики i покрытий
3.6.1. Ускоренные коррозионнозащитные испытания
3.6.2. Термическое окисление сплавов.
Гл. IV. Выводы.
Гл. V. Литература
Введение.
Актуальность


V. Ционским , показало, что восстановление ионов металла может идти двумя путями с участием адсорбированного атомарного водорода для этой реакции не исключены как химический так и электрохимический механизм или с участием адсорбированных продуктов каталитического разложения изученных восстановителей природа этих реакций, повидимому, не электрохимическая. Согласно электрохимическому механизму предполагается, что при сопряжении катодных и анодных процессов в отсутствии внешнего тока в системе устанавливается стационарное состояние, характеризующееся равенством абсолютных значений катодной и анодной плотности тока i Ц ii и соответствующим смешанным потенциалом Ет. В соответствии с данными Г. Электрохимическому восстановлению, приводящему к соосаждению с металлом фосфора и бора, могут подвергаться и сами восстановители по мнению Т. В. Ивановской и Г. V 4Н Зе Р Н 2Н ВН4 2Н0 е В Н ЗН2. Горбуновой и . Е 2,3 ЯТуТ 1Н 0. При разложении гипофосфита потенциал изменяется от 0, В рН5 до 0, В А Е 0, В, что довольно близко к рассчитанной величине для водородного электрода ЛЕ 0,4 В. В случае проз екания процесса восстановления Р покрытия с увеличением раствора увеличивается и потенциал химического осаждения 1 сплава от 0, В 4 до 0, В 9. Однако на этом основании представлять осаждение фосфора по электрохимическому механизму затруднительно, поскольку содержание фосфора в осадке в зависимости от раствора и соответственно потенциала имеет нелинейный вид. А.В. Ягминсне , исследуя зависимость содержания фосфора в осадке никеля от раствора, предлагает выделять три области кислотности с различной зависимостью относительно содержания фосфора ог раствора 1 кислые растворы 3 5 содержание фосфора уменьшается с до 7 ат. Р 2 нейтральные и слабощелочные 6 9 содержание фосфора увеличивается с 7 до ат. Р и 3 сильнощелочные содержание фосфора резко падает до 3 ат. Р. Таким образом, в кислых и сильнощелочных растворах восстановление фосфора идет по каталитическому механизму, т. Р покрытия содержание фосфора уменьшается. И2Р 2Н 2Р 2Н2Р 4 Н2 2Н. И только в нейтральнослабощелочных растворах содержание фосфора возрастает с увеличением и раствора и потенциала осаждения, т. НР 2Р 2НР2 Н2 2Н. И не учавствуют в реакции восстановления фосфора, т. ВН4 Н4 В 2,5Н2. Одной из основных причин сложности интерпретирования результатов электрохимического моделирования процессов химического восстановления металлов является возможность взаимного влияния катодных и анодных стадий. На основании обобщения большого экспериментального материала по применению электрохимической модели при изучении процессов химического осаждения меди, никеля, кобальта, серебра, золота, палладия Шалкаускас М. И. и Вашкялис А. Ю. выделяют четыре типа сопряжения катодных и анодных реакций I кинетически независимое протекание электрохимических реакций 2 замедление одной или обеих стадий 3 ускорение одной или обеих электрохимических реакций 4 замедление одной и ускорение друг ой реакции. Первый вариант сопряжения установлен лишь в немногих случаях при восстановлении никеля гидразинбораном и диметиламинбораном . Второй случай замедление реакций вероятно, связан с конкурирующей адсорбцией реагентов и продуктов реакции на каталитической поверхности. Такое торможение установлено при восстановлении серебра из цианистого комплекса гидразином и золота борогидридом . В третьем случае наиболее часто ускоряется катодная реакция. Это происходит при восстановлении меди формальдегидом, никеля гидразином и кобальта борогидридом. Наиболее вероятной причиной ускорения катодных реакций следует считать изменение каталитических свойств растущей поверхности при химическом восстановлении удаление пассивных пленок. Дальнейшее развитие электрохимического подхода к изучению механизма химического восстановления покрытий было сделано Меераксром . Образовавшийся радикал восстановителя К окисляется с выделением электрона К ОН КОН е . В случае гипофосфита образуется фосфит Н2РОз в случае борогидрида ион ВНзОН. ВОН4 т. Скорость этих реакций зависит от каталитических свойств покрытия, состава и раствора, а также смешанного потенциала.