Электрохимическое поведение и физико-химические свойства функциональных покрытий на основе сплавов системы Fe-Ni-Cr

• Автор: Асташкина, Галина Геннадьевна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 186 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Общие закономерности электрокристаллизации металлов и сплавов

1.1.1. Механизмы процесса зарождения металлических кристаллов.

1.1.2. Факторы, определяющие характер образования и роста кристаллов в процессе электроосаждения металлов
1.2. Кинетика катодных реакций при эле ктро выделен и и отдельных компонентов сплавов железа и их свойства.

1.2.1. Специфика применения металлов группы железа.

1.2.2. Кинетические закономерности электроосаждения железа и никеля

1.2.3. Электроосажденис хрома

1.3. Механизм электроосаждения сплавов железа и их свойства

1.3.1. Условия электроосаждения сплавов
1.3.2. Кинетические закономерности электроосаждения сплава железохром .
1.3.3. Особенности процесса катодного осаждения сплава железоникель .
1.3.4. Механизм и кинетика процесса совместного разряда ионов Сг и М2 .
1.4. Влияние различных факторов электролитического формирования сплавов путем соосаждения из растворов на их структуру и свойства
1.4.1. Влияние условий электролиза.
1.4.2. Влияние величины приэлектродного слоя на процесс электрокристаллизации сплавов в условиях протекания сопутствующего процесса выделения водорода
1.4.3. Смачивание поверхности сплавов растворами электролитов
1.5. Выводы.
Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.
2.1. Объекты исследования
2.2. Приготовление растворов.
2.2.1. Методика приготовления водного электрода сравнения
2.3. Исследование физикохимических свойств растворов
2.4. Подготовка поверхности
2.5. Электроосаждение покрытий.
2.5.1. Методика определения выхода по току Вт
2.6. Приборы, используемые в работе
2.7. Методы исследования.
2.7.1. Электрохимические методы
2.7.2. Измерение рНх приэлектродного слоя
2.7.3. Методика определения смачиваемости
2.8. Микроструктурные исследования.
2.8.1 .Вторичноионная массспектрометрия
2.8.2. Рентгенофазовый анализ.
2.8.3. Микроструктурный анализ
2.9. Физикохимические методы исследования
2.9.1. Методика определения шероховатости.
2.9.2. Методика определения адгезии .
2.9.3. Методика определения микротвердости
2.9.4. Методика коррозионных испытаний
2 Статистическая обработка экспериментальных данных.
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Кинетические закономерности и свойства.
сплавов Сг, i, модифицированного хромом, i
3.1.1. Электроосаждение Сг на подложку из стали . Влияние подслоя из
сплава i.
3.1.2. Влияние подслоя из электролитического сплава i на условия формирования хромового покрытия Л.
3.1.3. Кинетические закономерности электроосаждения хрома на электроде из стали до и после модифицирования сплавом i
3.1.4. Влияние состава электролита на свойства сплава .
3.1.5. Роль процессов комплексообразования и адсорбции при электроосаждении сплава .
3.1.6. Закономерности электроосаждения сплава i и его свойства
3.2. Влияние сопутствующег о процесса выделения водорода на кинетику сплавообразования и свойства сплавов i, , iСг.
3.3. Взаимосвязь между микрорельефом поверхности,
смачиваемостью и .
3.3.1. Влияние условий электролиза на смачиваемость покрытий , i.
3.3.2. Влияние поляризации на смачиваемость сплава растворами
рабочего электролита x2 уСгС1ъ НС
3.3.3. ВлияниерН на смачиваемость осадков сплава i.
3.3.4. Морфология поверхности осадков слава i
Выводы.
Список литературы


В результате, при включении катодного тока на хронопотенциограммах рабочего электрода никель происходит ступенчатое изменение потенциала, связанное с переходом от области потенциалов, соответствующей выделению никеля и железа, к значениям потенциалов, при которых начинается интенсивное выделение водорода. Происходящее при этом изменение концентраций ионов водорода в диффузионном слое, синхронно регистрировавшиеся с помощью микросурьмяного электрода, показало повышение рИх рас вора в околоэлектродном слое как при электроосаждении никеля рис. Рис. Рис. При возрастании скорости выделения водорода потенциал индикаторного электрода не только перестает уменьшаться, но и в точках А, Б, В и Г рис. Нх у поверхности электрода. Изменение рИ раствора в околоэлектродном слое относительно невелико при низких рН в объеме раствора рис. Н5 рис. При этом возможно снижение рН3 околоэлектродного слоя ниже стационарного значения, устанавливающегося на электроде при продолжительном электролизе. Скорость реакции при потенциале первого участка определяется, согласно разрядом ионов Я. При некотором значении катодного потенциала мВ на поверхности катода начинается образование зародышей кристаллов железа. На втором участке поляризационных кривых этот процесс является определяющим скорость электродной реакции. От условий его протекания зависит качество катодного осадка. Увеличение раствора от 1 до 2,5 вызывает замедление скорости электроосаждения железа на катоде. Электролиз переходит в состояние катодной пассивности. Согласно литературным данным , это явление связано с образованием в прикатодном слое с понижением кислотности раствора гидрооксида железа, который блокирует поверхность катода. В результате дальнейший рост осадка металлического осадка происходит на образовавшемся слое гидрооксида, в структуре катодного покрытия возникает слоистость. С увеличением кислотности явление катодной пассивности исчезает. Все условия, способствующие преимущественному перед выделением железа разряду ионов водорода в начале электролиза, благоприятствует для активирования поверхности катода, и соответственно, улучшению сцепляемости осадка железа с основой. Таким образом, увеличение кислотности, способствуя повышению выхода водорода, уже в начале электролиза изменяет характер формирования осадка железа, обеспечивая высокую прочность сцепления его с основой. В н. Рис. Согласно механизм электроосаждения железа можно представить следующим образом увеличение отрицательного потенциала катода относительно равновесного сопровождающееся бурным выделением водорода, вызывая возрастание тока на участке ОЛ рис. В точке Л начинается кристатлизация железа. С появлением первых кристаллов электролитического железа и по мерс распространения их по всей поверхности катода перенапряжение выделения водорода увеличивается, поэтому скорость разряда ионов уменьшается и на участке АБ наблюдается резкое снижение тока. В точке Б поверхность катода покрывается электролитическим железом настолько, что перенапряжение разряда ионов Ре1 резко снижается, начинается спонтанный рост образовавшихся зародышей, и плотность тока на электроде возрастает уже в основном за счет разряда ионов железа. Величина критической плотности тока, при которой в начале электролиза начинается зарождение кристаллов металла, зависит от кислотности раствора. В частности, в растворах электролитов железнения при 0,5 она составляет 1,8. Адм2. При электроосаждении никеля параллельно с процессом электроосаждсния М также протекает процесс выделения водорода, который влияет на морфологию и микроструктуру получаемых покрытий . Согласно электронномикроскопическим исследованиям В. М. Козлова было обнаружено, что тонкая структураосадков никеля, полученных при различных плотностях тока и различных рНу характеризуется в основном двумя видами структурных несовершенств дефектами двойникового типа и субзерен ными границами дислокационного типа. С повышением катодной плотности тока средний размер зерен электролитического 1 уменьшался. При этом наиболее совершенная структура наблюдалась в никелевых покрытиях, полученных из электролитов с умеренной кислотностью . Д7, 2Н 2е Нг Т.