Обеспечение коррозионной стойкости и износостойкости гальванического покрытия сплавом медь-никель путем управления процессом осаждения

• Автор: Севостьянов, Николай Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.09, 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ 1СОРРОЗИОШЮСТОЙКОГО ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ

а 1ЛАВОМ МЕДЬНИКЕЛЬ.

1.1 Общие сведения электроосаждения сплавов

1.2 Комплексообразующая способность ионов меди и никеля в водных растворах

1.3 Гальванические сплавы меди

1.4 Гальванические сплавы никеля

1.5 Сплавы медьникель

1.6 Анализ литературных данных и выбор направления

исследования

2 ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ, ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И КОРРОЗИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПОКРЫТИЯ СПЛАВОМ МЕДЬНИКЕЛЬ
2.1 Технологические особенности осаждения гальванического
покрытия сплавом медьникель
2.2 Методы исследований физикомеханических свойств
покрытий сплавом медьникель.
2.3 Исследование структуры покрытий сплавом медьникель
2.4 Исследование шероховатости покрытий сплавом медьникель
2.5 Исследование внутренних напряжений покрытий сплавом
медьникель.
2.6 Исследование микротвердости покрытий сплавом медьникель.
2.7 Исследование переходного электросопротивления покрытий
сплавом медьникель.
2.8 Износостойкость покрытий сплавами медьникель
2.9 Коррозионные испытания покрытий сплавом медьникель
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХ1ЮЛОГИЧЕСКИХ И КИНЕТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ СПЛАВА МЕДЬНИКЕЛЬ ИЗ СУ ЛЬФОС А ЛИЦИЛАТ АММИАЧНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА
3.1 Методы проведения экспериментов
3.1.1 Методика приготовления электролита для электроосаждения сплава медьникель.
3.1.2 Методика исследования технологических закономерностей электроосаждения сплава медьникель.
3.1.3 Методика проведения химического анализа сплава и электролита
3.1.4 Методы исследования кинетических закономерностей электроосаждения металлов и сплава медьникель.
3.1.5 Методы исследования комплексообразования в сульфосалицилатноаммиачном электролите
3.2 Влияние технологических закономерностей на процесс электроосаждения сплава медьникель из сульфосалицилагноаммиачного электролита .
3.3 Кинетические особенности электроосаждения меди, никеля и сплава медьникель из сульфосалицилатноаммиачного электролита
3.4 Комплексообразование меди и никеля в сульфосалицилатноаммичном электролите.
3.4.1 Комплексные соединения меди с сульфосалицилатионом и аммиаком.
3.4.2 Комплексные соединения никеля с сульфосалицилагионом и аммиаком.
3.4.3 Влияние конкурентного присутствия ионов меди и никеля на состав и структуру комплексных соединений в сульфосалицилатно
аммиачном растворе
4 СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАННЫХ
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ С ЛАВА МЕДЬПИКЕ ЛЬ.
4.1 Алгоритм системы выбора состава покрытия сплавом медьникель и режимов электролиза
4.2 Практическое применение покрытий сплавом медьникель
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Согласно существующей теории электродных процессов 7, необходимым условием для совместного разряда нескольких видов ионов металлов является равенство их потенциалов восстановления. О КТ . ХуСг сп КТ . Ь а1с. Из этого уравнения вытекает, что сближение потенциалов выделения металлов с различными стандартными потенциалами можно осуществить изменением активности ионов в растворе и перенапряжением. Из уравнения 1. В, а двух валентного на 0,9В, а тысячекратное изменение на 0,4 и 0,7В соответственно . Для сближения потенциалов выделения двух металлов, значительно отличающихся по своим стандартным потенциалам, требуется такое большое различие в их концентрациях, которое при работе с простыми солями вызывает непреодолимые трудности. Уменьшение концентрации ионов, необходимое для более электроположительного металла, хотя и может сместить потенциал в отрицательную сторону, однако желаемый результат не будет достигнут, так как при очень низкой концентрации ионов металла для осаждения необходимо применять очень низкие плотности тока, что практически не представляет интереса. Следовательно, изменение концентрации металлов в растворах их простых солей может быть средством сближения потенциалов только для металлов с близкими электродными потенциалами. В растворах простых солей лишь немногие металлы имеют близкие потенциалы выделения, что позволяет осуществить их совместное осаждение, например никель и кобальт в сернокислых растворах, свинец и олово в кремнефторидном и фторборатном электролитах. Волее эффективным методом сближения потенциалов соосаждаемых металлов является комплексообразование , 5, 1, 2. Чем больше концентрация свободных катионов металла в растворе, тем меньше наблюдаемый сдвиг равновесного Потенциала металла. Если константа нестойкости комплексного иона электроположительного металла меньше константы нестойкости электроотрицательного, то потенциалы разряда ионов металлов сближаются. Кроме активности ионов при комплсксообразовании изменяется также поляризация металлов. Так, осаждение сплава Сип становится возможным при использовании цианистых растворов не только благодаря большей
прочности иона СиСЫ4 по сравнению с ионом. СЫ4 , но также и в силу большей степени поляризации меди по сравнению с поляризацией цинка в этих растворах. Поэтому при выборе лигандов для осаждения сплава необходимо принимать во внимание не только константу нестойкости, но и поляризуемость. Совместное осаждение на катоде двух металлов, значительно отличающихся равновесными потенциалами, может происходить при достижении предельного тока более электроположительного металла. Совместное осаждение сплавов, сильно отличающихся по стандартным потенциалам, можно осуществить из растворов простых солей, причем даже из концентрированных растворов. Это возможно благодаря выделению более элктроположтельного компонента на предельном токе. Схематически ход поляризационных кривых для такого случая показан на рисунке 1. Если в растворе имеются более положительные ионы металлов М и менее отрицательные М2, то при включении тока, превышающего предельный ток для положительных ионов металла М1, в процессе электролиза постепенно происходит уменьшение концентрации разряжающихся ионов у поверхности электрода практически до нуля. Потенциал электрода при этом возрастает до значений, когда становится возможным разряд ионов более электроотрицательного металла М2 потенциал ср2. Таким образом, на катоде будут разряжаться одновременно ионы двух видов. Примером такого случая является совместное осаждение из сульфатного электролита цинка и кадмия , стандартный потенциал которых составляет 0,В и 0,В соответственно . Однако полученные в этих условиях сплавы представляют малый интерес, так как они имеют низкое качество. Экспериментальный опыт совместного электроосаждения нескольких ионов металлов показывает, что в большинстве случаев электрохимические реакции являются сопряженными, г. Для осаждения сплавов могут быть использованы добавки поверхностноактивных веществ. Поверхностноактивные вещества могут адсорбироваться на всей поверхностью катода, либо на отдельных участках его поверхности.