Закономерности активирования алюминия фторидом аммония и их использование в электрохимической технологии

• Автор: Смирнова, Юлия Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 132 с.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Реакционная способность алюминия и его активирование во фторидных растворах.

1.1.1 Образование естественных гидроксидных пленок на поверхности алюминия

1.1.2 Влияние и температуры на реакционную способность алюминия

1.1.3 Активирование алюминия во фторидных растворах.

1.2 Применение метода импедансной спектроскопии к изучению коррозии металлов в различных средах.

1.3 Обзор электролитов осветления

1.4 Работы в области непосредственного цинкования алюминия и легирования цинка марганцем

1.4.1 Работы в области непосредственного цинкования алюминия

1.4.2 Легирование цинка марганцем.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ АКТИВИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ ФТОРИДАМИ И ЕГО ВТОРИЧНОЙ СОЛЕВОЙ ПАССИВАЦИИ.
2.1 Методика измерений.
2.1.1 Приготовление растворов и их корректировка
2.1.2 одготовка образцов перед исследованием
2.1.3 Измерение электродного импеданса
2.1.4 Определение скорости коррозии объемным методом
2.1.5 Способ расчета ионных равновесий в растворе.
2.2 Расчет равновесного состава фторидсодержащих растворов.
2.2.1 Расчет ионных равновесий в гомогенной системе ШГГБОТ
2.2.2 Расчет ионных равновесий в гомогенной системе ШЗОЛГА
2.2.3 Расчет ионных равновесий в гетерогенной системе ОШДгА ЫН, Б2 Г.
2.3 Изучение возможности применения имнедансного метода для исследования активирования алюминия фторидами и его вторичной солевой пассивации.
2.4 Анализ влияния равновесного состава фторидных растворов на активирование и солевую пассивацию алюминия
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ СПЛАВОВ АЛЮМИНИЯ ПРИ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ В РАСТВОРЕ ОСВЕТЛЕНИЯ
3.1 Методика экспериментов.
3.2 Влияние составляющих электролита осветления на процесс активации
3.2.1 Аналитическая химия кремния и алюминия
3.2.2 Разработка методики анализа алюминия
3.2.3 Разработка методики анализа кремния.
3.2.4 Влияние азотной кислоты на процесс осветления.
3.2.5 Влияние серной кислоты на процесс осветления
3.2.6 Исследование влияния солей аммония и некоторых окислителей
на процесс осветления.
3.3 Оптимизация состава раствора осветления
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЯ ЦИНКМАРГАНЕЦ НА АЛЮМШ1ИЙ И ЕГО СПЛАВЫ
4.1 Методика экспериментов.
4.1.1 Приготовление и корректировка электролита.
4.1.2 Проведение электролиза и подготовка поверхности алюминиевого электрода.
4.1.3 Определение выхода по току
4.1.4 Определение рассеивающей способности электролита
4.1.5 Определение процентного содержания маршнца в сплаве.
4.1.6 Контроль качества покрытий
4.1.7 Получение поляризационных кривых
4.2 Исследование возможности совместного осаждения цинка и марганца на алюминий.
4.2.1 Влияние марганца на условия активирования и солевую пассивацию алюминия
4.2.2 Влияние ионов марганца на качество цинковых покрытий
4.3 Влияние аммонийных солей на качество покрытий.
4.4 Влияние сульфата цинка на качество покрытий,
4.5 Влияние поверхностноактивных веществ на качество покрытий
4.6 Влияние , времени выдержки деталей в электролите без тока и толщины покрытия на качество гальванических осадков.
4.7 Исследование технологических характеристик электролита
4.8 Исследование коррозионной стойкости и защитных свойств покрытий
4.9 Эксплуатация электролита и способы его корректировки
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Наиболее благоприятные условия для образования новой оксидной пленки при нанесении покрытий создаются при промывке алюминия в воде и переносе влажных изделий в гальваническую ванну при непосредственном способе покрытия или ванну для получения контактной пленки. Детальные исследования образования, роста и структуры естественных пленок, образующихся на алюминии в воде, приведены в Основное увеличение толщины аморфной пленки до 8 нм происходит в момент погружения алюминия в воду. В естественных условиях за время порядка 5 с на свежей поверхности пленка достигает толщины 1 нм. Рост ее ускоряется при повышении температуры и влажности. Растворение алюминия в воде происходит в 3 этапа образование аморфного оксида, его растворение, осаждение гидроксида алюминия. При дальнейшем обезвоживании гидроксида алюминия А1ОНЫ оловые группы ОН могут превращаться в оксогруппы О, образуя бемит. Вместе с отщеплением воды при старении пленка становится менее рыхлой за счет образования новых химических связей. Таким образом, пленка гидроксида алюминия в общем случае представляет собой соединение полимерного характера, структура которого зависит от условий и времени образования. Она может содержать гидроксогруппы, олгруппы и оксогруппы, обладающие различной реакционной способностью. В настоящем разделе работы рассматриваются факторы, которые влияют на реакционную способность алюминия и температура раствора. Тенденция влияния на коррозионное поведение алюминия рис. Пурбэ. Детальный анализ диаграммы приводится в работе 5,6. АОА
Рис. Диаграмма Пурбэ для алюминия. Ввиду амфотерности алюминия на диаграмме рис. III и IV в кислых и щелочных растворах, область термодинамической устойчивости I и область пассивности II. Из диаграммы следует, что при достаточно отрицательных значениях электродного потенциала алюминий находится в области невосприимчивости термодинамической устойчивости и разрушаться не должен. Однако, практически реализовать это состояние не удается в связи с тем, что в результате разложения воды происходит повышение щелочности раствора и сдвиг в область растворения в виде алюминатионов . Влияние температуры на равновесия в системе передается диаграммой потенциалрНтемпература. Обстоятельные расчеты этой диаграммы проведены Лоусоном . Область существования стабильных пленок с увеличением температуры сужается и сдвигается к низким значениям . Харт 9 электронографическим методом показал, что в дистиллированной воде при температуре ниже С образуется сначала аморфная барьерная пленка, поверх которой образуется бемит, а затем байерит. При С скорость коррозии алюминия растет при образовании бемита и падает при образовании байерита. Диаграмма потенцналрНТ отражает только некоторые характерные черты коррозионного поведения алюминия . Результаты исследований в различных средах показывают, что в водных растворах не только при доступе кислорода или окислителей, но также и при их отсутствии алюминий обычно находится в пассивном состоянии . Для агрессивных растворов в ряде работ используют термин активное состояние. Однако, согласно , активное состояние при коррозии алюминия вряд ли реализуется. Реакционная способность алюминия возрастает в кислых и щелочных средах, особенно при увеличении температуры. В отличие от нейтральных растворов, где скорость коррозии алюминия с повышением температуры проходит через максимум, в кислых и щелочных растворах она непрерывно возрастает . Наиболее сильное увеличение реакционной способности происходит в щелочной среде . Скорость саморастворения атюминия достигает максимальных значений при . Уменьшение скорости растворения при более высоких концентрациях щелочи связывают с образованием на поверхности металла слоя твердых алюминатов или продуктов их гидролиза . Характерной особенностью коррозии алюминия в щелочной среде является отсутствие влияния на скорость процесса анионного состава раствора, в том числе газоген и дов СГ, Г . Эго связано с тем, что химическое сродство алюминия к ОН намного больше, чем к другим ионам. В кислой среде реакционная способность алюминия меньше, чем в щелочной. Процесс также протекает через стадию образования и разрушения поверхностного оксида ,.