Повышение качества поверхности металлов методами электрохимической и химической обработки: закономерности и технологические решения

• Автор: Балмасов, Анатолий Викторович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 338 с. : ил.

1.1. Факторы, влияющие на шероховатость поверхности при

электрохимической обработке

1.2. Использование электролитов на основе органических 3

растворителей для электрохимической обработки металлов

1.3. Применение нестационарных электрических режимов для

электрохимической обработки

1.3.1. Применение нестационарных режимов при катодном осаждении металлов

1.3.2. Применение нестационарных режимов при анодной обработке металлов

1.4. Химическое полирование металлов

Заключение и постановка задач исследования

Глава 2. Общая методика исследований и используемая

аппаратура
2.1. Методика поляризационных измерений
2.2. Определение выхода по току и качества поверхности
2.3. Методика фотоэлектрополяризационных измерений
2.4. Методика импедансных измерений
2.5. Температурнокинетический метод расчета эффективной энергии активации процесса анодного растворения
2.6. Ожеспектроскопические измерения
2.7. Ядерная протонная магнитная релаксация в водно органических растворах в присутствии парамагнитных ионов
2.8. Методика определения локализации процесса ЭХО и логарифмического индекса рассеивания ЛИР
2.9. Методика определения показателей электрохимической прошивки отверстий и погрешности копирования формы электродаинструмента
2 Определение электропроводности, плотности и вязкости исследуемых водноорганических растворов
2 Контроль качества гальванического покрытия
2 Определение рассеивающей способности электролита и распределения тока в гальванической ванне
2 Электроды и растворы
Глава 3. Анодное поведение металлов при высоких анодных
потенциалах
3.1. Анодное растворение в условиях замедленного массопереноса
3.2. Влияние состава и свойств раствора на показатели анодного 9 растворения металлов
3.3. Влияние поверхностных слоев на процесс анодного 8 растворения металлов
3.4. Использование методов фрактальной геометрии для описания 6 шероховатости поверхности металлов после анодного растворения
Глава 4. Применение нестационарных электрических режимов
для катодного осаждения и анодного растворения металлов
4.1. Влияние электрического режима на катодное осаждение серебра
4.1.1. Влияние режима электролиза на поляризацию при 4 электроосаждении серебра из полилигандных электролитов
4.1.2. Влияние режима электролиза на равномерность 6 распределения серебра по поверхности катода
4.1.3. Влияние режима осаждения на распределение 1 электрического поля
4.1.4. Влияние режима электроосаждения на физикомеханические 8 свойства серебряных покрытий
4.2. Влияние электрического режима на анодное растворение
металлов
4.2.1. Анодное поведение вольфрама и твердых сплавов в водно
органических растворах электролитов при импульсных режимах обработки
4.2.2. Влияние режима электролиза на показатели процесса
электрополирования серебра и сплава СрМ
Глава 5. Особенности химической обработки металлов
5.1. Повышение качества поверхности металлов методом 7 химического полирования
5.1.1. Разработка малоагрессивных растворов для химического 7 полирования титана
5.1.2. Особенности химического полирования меди
5.2. Подготовка поверхности титана перед электрохимическим
серебрением
5.3. Формирование пассивирующих слоев на поверхности серебра
Глава 6. Практическое применение результатов исследований
6.1. Применение водноорганических растворов электролитов для 0 размерной электрохимической обработки металлов
6.2. Электрохимическое удаление заусенцев с деталей после 8 механообработки в водноорганических растворах
электролитов
6.3. Совершенствование технологии серебрения титана
6.4. Применение нестационарного электролиза при серебрении 7 изделий из никелевого сплава
6.5. Пассивация серебряных покрытий
6.6. Химическое полирование изделий из меди и сплавов на ее 1 основе
Основные результаты работы и выводы
Литература


Кроме того, органические соединения могут участвовать в процессах комплексообразования, первой стадией которых является форхмирование на поверхности нерастворимого соединения. Согласно , эффективными блескообразователями при химическом полировании являются органические соединения, имеющие функциональные группы, склонные к образованию ионной и координационной связи в ортоположении. Авторы считают, что блескообразование в процессе химического глянцевания связано с выравниванием субмикрорельефа благодаря образованию на поверхности металла пленок хелатных комплексных соединений. Адсорбция ПАВ приводит к возникновению дополнительного потенциального барьера для выхода ионов металла. Повышая энергию активации ионного перехода по всей поверхности, потенциальный барьер уменьшает относительную разницу между энергиями активации на разных структурных составляющих, вследствие чего уменьшается энергетическая неоднородность поверхности металла. Преимущественная адсорбция на энергетически более активных участках приводит к выравниванию скоростей растворения структурных составляющих, что резко снижает микротравление поверхности 1,. Следует отметить, что адсорбционная и фазовая теории пассивности не отрицают, а дополняют друг друга. Согласно ,, адсорбционную стадию можно рассматривать как начальную, т. Уже в конце активнопассивного перехода в результате упорядочения частиц адсорбционного слоя возникает первый монослой оксида, обеспечивающий пассивацию металла. Новаковский, считает, что при детальном исследовании механизма пассивности хемосорбционный слой на поверхности оксидной пленки должен рассматриваться как единая поверхностная аквооксидная фаза . Положение и ориентация молекул сорбированных воды связаны с положением металлических и кислородных атомов оксидного слоя, а те сохраняют координационное и структурное соответствие с нижележащим оксидом. С другой стороны, он сохраняет водородные связи и с объемом воды. Значит, через него оксидный слой поверхностной фазы тоже в некотором смысле принадлежит раствору, как ансамбль частично сольватированных компонентов. Роль воды в адсорбционном процессе меняется в зависимости от потенциала электрода. При невысоком потенциале сорбция имеет чисто сольватирующий характер и прямо ведет к образованию растворенного катиона. Но выше критического потенциала пассивации акцепторная окислительная функция атома металла возрастает настолько, что сольватирующие его молекулы воды приобретают выраженные кислотные свойства, отдают протоны в раствор и превращаются таким образом из активирующего агента в пассивирующий. В соответствии с , пассивирующий слой является термодинамически неустойчивой системой, существующей лишь в динамическом режиме анодного растворения металла. МуН АгА о М уНлст а 1. М уНг2Аа М2 уН А а , 1. М шОо пом МпОт тМк тУ0К т пге, 1. При этом все процессы на межфазных границах и в объеме поверхностного слоя взаимосвязаны и самосогласованны. Поэтому вся поверхность непрерывно смещается в сторону металла. Ионы металла и кислорода движутся в поверхностном слое в противоположных направлениях по вакантным местам собственных подрешеток. В этом сходство анодного оксида и резистивного прианодного слоя. И тот и другой термодинамически неустойчивы и существуют только в состоянии динамического равновесия. Таким образом, при анодной поляризации металлического электрода возможно образование оксидного слоя на его поверхности, позволяющего металлу растворяться с заметной скоростью. Скорость растворения зависит от степени взаимодействия раствора с оксидом, дефектности поверхностного слоя и напряженности электрического поля в оксиде. Благодаря оксидному слою растворение приобретает более равномерный характер. Следует отметить, что устойчивое существование электроотрицательных металлов, таких как алюминий, титан, вольфрам и т. Например, при анодной обработке вольфрама в щелочных растворах суммарная реакция 1. У 6 0Н Ш ЗН 6 1. ГУН2С 1. Оксидные слои на поверхности металлов обнаружены при электрополировании серебра в аммиачнонитратном электролите , сурьмы в щелочноглицериновом электролите , ниобия ,, алюминиевых и титановых сплавов в кислотных растворах , и др.