Кинетические закономерности электроосаждения сплавов и композиционных электрохимических покрытий на основе цинка, полученных из малоконцентрированных кислых электролитов

• Автор: Гусев, Михаил Станиславович
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Механизм электроосаждения сплава i.

1.2. Факторы, влияющие на состав сплава ХпШ и на выход по току

1.3. Фазовые структуры покрытия

1.4. Особенности электроосаждения и свойства композиционных

электрохимических 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 Втг..
2.5.2. Методика определения коррозионной стойкости покрытия
2.5.3. Методика определения микротврдости покрытия.
2.5.4. Методика измерения потенциала электрода
2.6. Приборы, используемые в работе
2.7. Методы исследования.
2.7.1. Электрохимические методы.
2.7.2. Измерение приэлектродного слоя
2.7.3. Микроструктурный анализ
2.7.4. Лазерный массспектральный анализ
2.7.5. Вторично ионная массспектроскопия.
2.8. Статистическая обработка экспериментальных данных.
Глава 3.
3.1. Физикохимические свойства растворов, моделирующих
электролит электроосаждения покрытий i, iклл.
3.1.1. Физикохимические свойства растворов электроосаждения
сплава i
3.2. Термодинамические свойства растворов, электроосаждения сплава гп.
3.3. Электропроводность суспензии 2i20ЛЛ
Глава 4. Исследование кинетики электроосаждения сплава i , покрытия
гпСЬМСЬСколл и свойств получаемых осадков.
4.1. Потенциодинамическое исследование электроосаждения , 1 и 1 из растворов хлористых солей
4.2. Кинетические закономерности электроосаждения сплава i
4.3. Влияние режима электролиза на структуру и свойства цинкникелевых сплавов
4.4. Электроосаждение КЭП на основе 7л с коллоидным графитом
Список использованной литературы


Такое явление, часто наблюдаемое и для других систем при образовании электролитических твердых растворов или интерметаллических фаз, не может быть объяснено простыми термодинамическими эффектами, поскольку последние должны приводить к деполяризации при электроосаждении в сплав обоих компонентов. В общем случае сверхполяризация положительного компонента и деполяризация отрицательного не должны нарушать нормальное соосаждение, при котором соотношение компонентов в сплаве в отсутствие дополнительных осложнений не может быть ниже такового в растворе. В то же время при электроосаждении ряда сплавов, в частности i, из иекомплексных электролитов, были обнаружены аномалии, связанные с существенным ингибированием разряда электроположительного компонента электроотрицательным. Это явление связывают 9 с адсорбцией гидроксидов электроотрицательного компонента на электроде при повышении приэлектродного слоя, вызванном протеканием сопутствующей реакции выделения водорода. При осаждении сплава цинкникель из слабокислого хлоридного электролита было показано 7, что потенциал осаждения влияет на химический состав образующихся цинкникелевых пленок. Смещение потенциала в катодную область значений от 0, до 1,3В приводит к уменьшению содержания i в пленках, от ,3 до ,6 ат и от ,2 до ,2 ат, в зависимости от концентрации и состава электролита, соответственно для электролита с большей и с меньшей концентрацией компонентов. В зависимости от содержания солей цинка и никеля и их соотношения в электролите авторы 7 разделяют процесс осаждения сплава на две области нормального преимущественного включения никеля в сплав и аномального преимущественного включения цинка в сплав, в зависимости от используемого электролита, осаждения. Нормальное осаждение, согласно 7, достигается при изменении молярного отношения IIiI от 0,3до 3,0 и их общей концентрации в растворе 0,2 мольл. На определяющее влияние концентрации компонентов электролита на механизм процесса осаждения сплава цинкникель указывается в работе Н. С. Григоряна, В. Н. Кудрявцева, и др. Авторами изучено влияние концентрации ионов цинка 0. Отмечается возможность образования на поверхности электрода пассивирующей пленки, состоящей из гидроксидов, образующихся в процессе электролиза металлов. В области малых концентраций ионов цинка от ОД до 0,5 гл 6 она обуславливает низкие скорости выделения компонентов сплава и водорода. Увеличение концентрации цинка в электролите от 0,5 до гл приводит к увеличению количества образующихся гидроксидов, упрочнению и утолщению фазовой пленки на катоде, а следовательно, и к наблюдаемому усилению ингибирования процессов выделения цинка, никеля и водорода. Формирующаяся в этих условиях пленка менее прочна и более тонка, чем в разбавленных по ионам цинка электролитах, что может являться причиной снятия торможения процессов выделения цинка, никеля и водорода, при Сгп2 свыше гл. Таким образом, в зависимости от концентрации цинка в электролите на поверхности катода образуются различные по прочности и толщине фазовые пленки гидроксидных соединений разряжающихся металлов. Это предположение было подтверждено данными ожеэлектронной спектроскопии 6. Сгп свыше гл должно сопровождаться изменением состава сплава в тонких слоях. Данные ожеэлсктронной спектроскопии показывают, что первые слои покрытия сильно обогащены никелем. В процессе осаждения при увеличении толщины покрытия содержание никеля в сплаве уменьшается изза торможения, вызванного подщелачиванием, а содержание цинка в сплаве растет вплоть до образования энергетически выгодного интерметаллида 2п3 возрастает и катодный выход по току. Интересно отметить, что изменение состава сплава в описанном случае происходит в слое на порядок более толстом, чем описано в . Авторы работы также придерживаются предположения о первоначальном выделении электроположительного компонента на электроде. Так при катодном выделении сплава на инертном электроде в потенциостатических условиях из кислого электролита рЫ5 при суммарной концентрации по металлам ЗОгл, 1г2п221 были получены блестящие осадки сплава цинкникель, содержащие никель до мас. При этом количество никеля на внутренней поверхности оказалось в 3 раза выше, чем в объеме осадка и на его внешней поверхности.