Высокопроизводительные процессы электроосаждения никеля и сплава никель-фосфор из электролитов, содержащих карбоновые кислоты

• Автор: Цупак, Татьяна Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 313 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЮ НИКЕЛЯ. Методы интенсификации электроосаждения никеля. ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ НИКЕЛЯ И СПЛАВА НИКЕЛЬФОСФОР. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ОСАДКОВ НИКЕЛЯ И СПЛАВА НИКЕЛЬФОСФОР. ГЛАВА 3. Диффузионномиграционные эффекты в растворах электролитов. Диффузионномиграционные эффекты в растворах электролитов при параллельном протскашш нескольких электрохимических реакций. Влияние комплексообразоваиия на диффузионномиграционный перенос в растворах электролитов при анодном растворении металлов. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСООЬРАЗОВАНИЯ НА МАССОПЕРЕНОС ПРИ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИИ МЕТАЛЛОВ, И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Влияние комплексообразоваиия на массоперенос в растворах, содержащих комплексы цинка с ионами фтора. Формиатнохлоридный электролит никелирования. Экспериментальные подгверждения влияния комплексообразоваиия на массоперенос в ацетатных и ацетатнохлоридных электролитах никелирования.


Добавление в раствор пероксида водорода способствует образованию беспористых, гладких, блестящих осадков без питтинга, при этом потенциал выделения металла приближается к равновесному 0. Снижение концентрации никеля в сульфаматном электролите приводит к росту твердости и внутренних напряжений растяжения в осадках и падению удельного сопротивления и относительного удлинения. В 0,4 М сульфаматном растворе при 3,5 и С никелевые покрытия удовлетворительного качества осаждают при плотностях тока до Адм2 1. Разработка технологий осаждения сплавов имеет большое практическое значение в связи с тем, что в технике существует тенденция к вытеснению индивидуальных металлов их сплавами, имеющими более широкий спектр свойств 2, 3, 4. Среди сплавов особое место принадлежит сплаву никельфосфор, который характеризуется высокой микротвсрдостыо и соответственно износостойкостью, повышенными защитными свойствами, особыми магнитными характеристиками, низким коэффициентом трения по ряду металлов 5, 6. Хорошая паяемость сплава никельфосфор позволяют использовать его для сообщения некоторым материалам способности к пайке 7. Совокупность перечисленных выше свойств определяет широкие возможности для применения покрытий сплавом никсльфосфор в различных областях авиационной промышленности, автомобилестроении, космической технике, электронной и ядерной промышленности, телекоммуникации, производстве синтетических материалов, вакуумной технике и других 3, 4, 6, 7, 8. Покрытия сплавом никельфосфор можно получать химическим и электрохимическим способами. Разработка процесса нанесения покрытий сплавом никельфосфор началось в г в Америке иод руководством Бреннера А. Большой вклад в исследование электроосаждения сплавов мсталлфосфор и раскрытие механизма процесса внесли Горбунова и Никифорова 4, Матулис с сотр. Вахидов 2. Химический метод имеет ряд преимуществ перед электрохимическим методом пониженная концентрация никеля в растворе, равномерная толщина покрытия, более простая технология. К недостаткам химического метода следует отнести высокую температуру раствора, более низкие скорость осаждения и стабильность раствора. В отличие от химического, электрохимический метод имеет следующие преимущества более низкая температура электролита, высокая скорость осаждения сплава, возможность изменения в широких пределах содержания фосфора в сплаве. Как известно условием совместного восстановления ионов на катоде являегся равенство потенциалов их разряда 2, 3, 5, 6, что можно реализовать путем изменения активностей концентраций разряжающихся ионов и величин перенапряжения их разряда на катоде. Для этих целей используют введение в состав электролитов различных комплексообразующих веществ, способствующих сдвигу равновесных потенциалов в сторону отрицательных значений 5, 7, и поверхностноактивных веществ, повышающих перенапряжение разряда более электроположительного компонента 5, 8, 9, а также осаждение электроположительного компонента на предельном токе 5, 9. В случае совместного разряда катиона металла М и некоторого аниона МОст сближение потенциалов их разряда может быть дополнительно достигнуто изменением активности ионов водорода в растворе 2, 1, 0. Так, согласно 1, содержание фосфора в сплаве зависит от рН0 электролита, увеличиваясь по мере роста кислотности от рН0 2,0 до 0,5. По данным 1 при уменьшении рН0 от 1,6 до 1,0 содержание фосфора в осадке сплава возрастает от до . Аналогичная зависимость влияния рНо на состав сплава никельфосфор отмечается Горбуновой и Никифоровой 4, Гольдштейном 2 и Садаковым с сотр. На основании анализа данных различных авторов и собственных исследований Вахидов предложил диаграмму электрохимического равновесия системы iНгО 3, 2, на основании которой можно выбрать условия электроосаждения сплава i. Из раствора солей никеля, содержащего анионы гипофосфита Н2РО2 или фосфита НгРОз при его электролизе продуктами восстановления могут быть никель, фосфор и водород. Исходя из термодинамических характеристик на катоде должен выделяться исключительно один водород. Однако, вследствие наличия перенапряжения его выделения на никеле 9 этот процесс затрудняется 2, 3. МО, 2 М i.