Разработка метода интегрального электрохимического контроля металлических гальванопокрытий

• Автор: Черепанов, Игорь Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.03, 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 109 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА И СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

1.1. Структура и свойства гальванопокрытий

1.2. Электрохимические методы исследования покрытий.

1.2.1. Определение толщины металлопокрытий методом локального электрохимического анализа при линейном изменении напряжения
1.2.2. Потенциостатический метод определения толщины покрытий в условиях локального электрохимического анализа.

1.2.3. Гальваностатический метод определения параметров покрытий

1.2.4. Кулонометрический вариант анализа покрытий.

1.2.5. Аппаратура электрохимических методов анализа покрытий.

. Анализ задач, возникающих при электрохимическом
исследовании состава и свойств гальванопокрытий
1.4. Выводы.
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.
2.1. Оборудование для электрохимических измерений и условия нанесения гальванопокрытий.
2.2. Исходные зависимости для расчета целевых параметров гальванических покрытий.
. Оценка метрологических характеристик метода
2.4. Выводы.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВ ИНТЕГРАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЙ
3.1. Конструктивные решения электрохимических датчиков.
3.2. Разработка модели электрохимических процессов при контроле гальванопокрытий
3.3. Выводы..
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДИК И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ В ПРИЛОЖЕНИИ К
ПРОМЫШЛЕННЫМ ОБРАЗЦАМ.
4.1. Контроль параметров покрытий на сложнорельефных металлических образцах.
4.2. Изучение коррозионных свойств металлических покрытия методом интегрального
электрохимического контроля.
4.3. Контроль параметров многослойных металлических покрытий и покрытий гальваническими сплавами
4.4. Повышение точности измерений реализацией интегрального электрохимического контроля покрытий с предварительной катодной обработкой поверхности
4.5. Оценка линейного износа металлических покрытий методом интегрального электрохимического контроля.
4.6. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Как показывают работы ряда исследователей, необходимую аналитическую информацию можно получить при помощи сравнительно простых и доступных методов контроля, которые объединяются под общим названием электрохимического дскристаллизационного анализа твердофазных объектов. Поэтому разработка электрохимических методов контроля металлических материалов представляется актуальной; особую значимость при этом имеет контроль гальванических покрытий, поскольку они являются наиболее приемлемым способом защиты металлов от коррозии в производственных условиях, улучшения их поверхностных свойств. При этом следует отметить, что контроль гальванических покрытий осложняется их структурной неоднородностью, наличием дефектов, возникновением фазовых слоев продуктов взаимной диффузии компонентов на границе покрытие -подложка. Для оценки параметров гальванопокрытий с учетом вышеперечисленных эффектов требуется разработка методов контроля интегрально по всей площади поверхности с учетом геометрических особенностей объектов. Таким образом, исключительно важно иметь информацию о состоянии всей поверхности покрытия, которая может быть представлена посредством ее картографирования по экспериментальным данным. Настоящая работа посвящена интегральному электрохимическому контролю (ИЭК) параметров металлических покрытий, среди которых наибольшее распространение имеют гальваноосадки на основе переходных <1 - металлов. Объектом исследования являются металлические покрытия на основе с! Предметом исследования являются методики анализа гальванопокрытий на сложнорельефных образцах различного функционального назначения, конструкции электрохимических датчиков, математические модели электрохимических процессов. Цель работы Разработка электрохимического метода и технических средств интегрального анализа гальванических покрытий на основе с! Разработка методик оценки и контроля толщины, износостойкости, и коррозионных свойств гальванопокрытий. Методы исследования. В работе использованы электрохимические методы: вольтамперометрия, хронопотенциометрия; методы прикладной электрохимии, методы автоматизации измерений. Научная новизна. Разработан метод интегрального электрохимического контроля гальванических покрытий на основе с! Предложена методика анализа для труднодоступных участков поверхности покрытий, предусматривающая удаление поверхностных оксидных пленок. Разработаны высокоэффективные конструкции электрохимических датчиков для контроля состава и свойств покрытий. Предложен новый критерий оценки коррозионных свойств гальванопокрытий, основанный на соотношении токов растворения покрытия и образца сравнения. Уточнена математическая модель процессов растворения металлов, протекающих в прижимной электрохимической ячейке, в приложении к контролю гальванопокрытий. Впервые предложен электрохимический способ оценки линейного износа покрытий при различных видах изнашивания. Практическое значение работы Результаты проведенных исследований использованы в производственном процессе при контроле гальванопокрытий на ФГУП «Боткинский завод». Основные положения диссертационной работы представляют интерес как учебный материал и используются в курсах лекций «Общая химия» и «Коррозия строительных материалов» в ВФИжГТУ. Научная и практическая ценность диссертационной работы подтверждается включением результатов в отчет РАН «Важнейшие результаты в области естественных, технических, гуманитарных и общественных наук» ( г. Научного совета РАН по аналитической химии ( г. Работа выполнена в Институте прикладной механики УрО РАН при поддержке гранта молодых ученых УрО РАН в соответствии с планами научно - исследовательских работ по темам 23. Исследование свойств структурно - неоднородных металлических материалов, пригодных для эксплуатации в экстремальных температурных условиях и активных средах» (№ гос. Исследование совмещенных термопластических процессов для оптимизации физико - механических свойств материалов и повышения качества изделий» (№ гос. Исследование металлических керамических структур бинарных неорганических соединений специального назначения и разработка экологически безопасных технологий их получения» (№ гос. Апробация работы.