Кинетические закономерности электроосаждения цинка из хлораммонийного электролита

• Автор: Пчелинцева, Юлия Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Кинетические закономерности электроосаждения

цинкового покрытия.

1.2. Механизм действия ПАВ и их влияние на качество

электролитического цинка

1.3. Некоторые вопросы разряда ионов металла из комплексов.

1.4. Процессы, происходящие в объеме электролита при изменении состава раствора, концентрации компонентов и температуры

1.5. Новодороживание цинкового покрытия и стальной основы

1.6. Повышение защитной способности цинковых покрытий

Глава 2. Методика эксперимента
2.1. Объекты исследования
2.2. Приготовление растворов.
2.3. Исследование физикохимических свойств растворов
2.4. Подготовка поверхности электрода
2.5. Электроосаждение покрытий.
2.5.1. Методика определения выхода по току Вт.
2.5.2. Методика определения рассеивающей способности РС гальванических ванн
2.6. Приборы, используемые в работе
2.7. Методы исследования.
2.7.1. Электрохимические методы.
2.7.2. Измерение приэлектродного слоя. .
2.8. Микроструктурные исследования.
2.8.1. Вторично ионная массспектроскопия.
2.8.2. Микроструктурный анализ
2.9. Методика коррозионных испытаний.
2 Математическая обработка экспериментальных данных.
2 Статистическая обработка экспериментальных данных
Глава 3.
3.1. Физикохимические свойства растворов, моделирующих электролит цинкования
3.2. Термодинамические свойства растворов, моделирующих электролит цинкования
Глава 4. Кинетические закономерности электроосаждения цинка из хлораммонийного электролита во взаимосвязи с превращениями в объеме электролита.
4.1. Потенциометрическое исследование комплексообразования
в водных растворах с добавками .
4.2. Изучение кинетики и механизма электроосаждения цинка
из растворов, моделирующих хлораммонийный электролит.
4.3. Влияние природы раствора и режима электролиза на состав и свойства электролитического цинка.
Список использованной литературы


Не исключена возможность образования внутрикомплексных клешневидных соединений Н3В с продуктами конденсации 8,. Известно , что увеличение и повышение температуры способствуют образованию крупнокристаллического цинкового осадка. В последние годы наибольший интерес у исследователей и практиков вызывают цинкатные электролиты, благодаря простому составу, низкой концентрации ионов цинка, высокой рассеивающей способности. Следует отметить, что покрытия хорошего качества получаются только в присутствии ПАВ. На механизм электровосстановлеиия из цинкатных электролитов нет единой точки зрения. Геришер предполагает , что разряд цинка происходит из цинкатного комплекса 2пОН42 по двухстадийному механизму, в то время, как по мнению Бокриса по четырехстадийному. К аналогичному заключению пришли авторы и других работ ,. Был установлен более сложный механизм разряда цинкатных комплексов, включающий как химические, так и одноэлектронные стадии переноса заряда ,. Н 2 2Н Н 2Н, 1. НгО, 1. Н 2Н, 1. ОН 1. Такая последовательность стадий получила в литературе название химический электрохимический химический электрохимический СЕСЕ механизм. ОН, 1. ОН, 1. Как видно, во всех рассмотренных случаях электрохимически активной является незаряженная частица 2. ОН, 1. Схемы разряда гидроксокомплексов цинка II рассмотрены в работах ,. ОН42 7пОН2 ЮК 1. ОН он
1. Исследования, проведенные методами хронопотенциометрии, вольтамперометрии и температурно кинетическим методом , подтвердили стадийный механизм процесса. Согласно результатам рентгенофазового анализа , в области потенциалов от 1, до 1, В покрытие состоит из металлического цинка, его оксидов и гидроксидов. Замедленной стадией процесса может быть как диффузия цинка в твердой фазе оксида или гидроксида цинка, так и диффузия цинката через поры пленки. Наиболее вероятен второй механизм, т. Т.И. Поповой показано, что катодное восстановление оксидных соединений цинка в растворах щелочей возможно при потенциалах отрицательнее 1,В . По мнению Н. Т. Кудрявцева 1, А. Г.Кагштонова с соавторами, причиной получения компактных покрытий цинком является эффект уменьшения толщины диффузионного слоя вследствие его перемешивания пузырьками выделяющегося в процессе электролиза водорода и,
следовательно, увеличение скорости массопереноса ионов 2пОН4 в приэлектродном слое. Выделяющийся водород изменяет структуру и свойства электролитического покрытия и материала основы. Известно , что предварительное подпотенциальное осаждение многих металлов, в том числе цинка, может повлиять на зародышеобразование и закономерность роста объемного осадка. Для процесса слабокислого цинкования известен эффект, когда предварительное осаждение долей монослоя адатомов цинка приводит к существенному уменьшению скорости проникновения водорода через железную мембрану при последующем электроосаждении цинка . Для получения осадков хорошего качества необходимо уменьшить скорость реакции разряда, что может быть осуществлено за счет введения в электролит различного типа ПАВ . Способность ионов 2 взаимодействовать с анионами, присутствующими в электролите приводит к изменению перенапряжения процесса электроосаждения и, соответственно, к изменению качества электролитического цинка. Показано, что перенапряжение электроосаждения Ъп возрастает при замене СГ, Ас ионов на . Это явление объясняется тем, что ионы 2 могут сильно взаимодействовать с ионами , образуя
комплекс металлион, константа устойчивости которого составляет при С. С ионами Ас или СГ цинк образует очень непрочные комплексы металлион, константы устойчивости которых составляют соответственно 0, и при С . Джиньзянь Ю. Ханзия Я. Зиньпинь А. СГ, Ас и 4 ионы следует механизму мгновенного трехмерного зародышеобразования с последующим ростом. Природа анионов сказывается в основном на плотности нуклеации при осаждении цинка, что проявляется в различной морфологии поверхностей. В присутствии ионов хлорида и ацетата осажденная пленка цинка стремится к формированию многослойной структуры, тогда как в растворе сульфата цинк осаждается в виде нерегулярных гранул .