Закономерности электроосаждения никеля из низкоконцентрированного хлоридного электролита

• Автор: Курнакова, Наталья Юрьевна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Научные основы и закономерности электроосаждения металлов и сплавов из электролитов, содержащих коллоидные и тонкодисперсные соединения электроосаждаемого металла.

1.2. Известные способы интенсификации процессов электроосаждения металлов.

1.3. Возможности повышения скорости электроосаждения металлов и сплавов из электролитов, содержащих коллоидные и тонкодисперсные соединения электроосаждаемого металла

1.4. Выбор объектов исследования.

1.4.1. Теоретическое обоснование выбора систем для изучения

1.4.2. Электролитическое осаждение никеля

1.4.3. Использование отходов производства в гальванотехнике

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1. Приготовление растворов и электроосаждение покрытий.
2.2. Поляризационные измерения.
2.3. Использование ультрафильтров для исследования механизма электроосаждения никеля
2.4. Определение прикатодного слоя
2.5. Потенциометрическое титрование
2.6. Рентгеноструктурные исследования
2.7. Методика исследования структуры поверхности.
2.8. Методики коррозионных испытаний.
2.9. Определение рассеивающей способности электролитов.
2 Измерение выхода по току.
2 Методики анализа электролитов
2 Хронопотенциометрические измерения
2 Хроновольтамперометрические измерения
2 Методики изучения физикомеханических свойств покрытий.
3. НИЗКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫЕ ХЛОРИДНЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ БЛЕСТЯЩЕГО НИКЕЛИРОВАНИЯ.
3.1. Разработка высокопроизводительного хлорид ного электролита блестящего никелирования.
3.1.1. Выбор блескообразующей добавки в хлоридные электролиты никелирования
3.1.2. Оптимизация состава высокопроизводительного низкоконцентрированного хлоридного электролита блестящего
никелирования
ЗЛ .3. Определение порядка электрохимической реакции.
3.1.4. Выбор буферной добавки
3.1.5. Влияние различных факторов на прикатодного слоя
3.1.6. Природа и состав тонкодисперсных соединений никеля
3.1.7. Основные результаты.
3.2. Закономерности электроосаждения никеля из низкоконцентрированного хлоридного электролита.
3.2.1. Влияние состава электролита на особенности электроосаждеиия
никеля.
3.2.2. Парциальные поляризационные характеристики электровосстановления никеля и водорода
3.2.3. Каталитическое выделение водорода.
3.2.4. Влияние агарагарового геля как фильтра для коллоидов на особенности электроосаждения никеля
3.2.5. Влияние анионного состава электролита и способа
приготовления на особенности электроосаждения никеля.
3.2.6. Основные результаты.
3.3. Физикомеханические свойства никелевых покрытий, осажденных
из низкоконцентрированного хлоридного электролита
3.3.1. Основные результаты
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ЛИТЕРАТУРА


В. Кузнецов 4 также считал, что в диффузионном слое возникают коллоидные соединения гидроксидов металла. По его мнению, возникновение у катода коллоидных соединений является вторичным процессом, первопричиной которого являются изменения В диффузионном слое у электрода, изза протекания параллельных реакций. Он полагал, что под действием водорода или
света коллоиды гидроксидов могут восстанавливаться до металла. Матулисом на основании исследования электролита никелирования Уоттса с различными добавками сделан вывод о влиянии дисперсности коллоидных частиц основных соединений никеля на качество получаемых осадков. Так, качество осадков улучшалось по мере увеличения дисперсности коллоидных соединений никеля. Кроме того, им было высказано предположение, что электроосажденный никель является результатом одновременно протекающих двух процессов разряда ионов никеля и восстановления до металла атомарным водородом пленки гидроксида, образующегося в результате защелачивания прикатодного пространства. Как утверждают авторы работ , , образование высокодисперсных золей в прикатодном слое является одним из необходимых условий роста блестящих гальванопокрытий. Определяющая роль при образовании блестящих покрытий отведена диффузионногидродинамическим факторам подвода или отвода ионов к поверхности электрода через пленку гидроксидов металлов, образующуюся при подщелачиваиии примыкающего к катоду слоя раствора. Авторы работ считают, что пленки гидроксидов коллоидного характера могуч восстанавливаться на катоде. Исследованиями В. А. Кайкариса экспериментально показана возможность восстановления коллоидных соединений металлов на катоде в форме компактного гальванопокрытия. Им обнаружено, что в присутствии коллоидных частиц соединений электроосаждаемых металлов и при обеспечении условий двухфакторной теории блескообразования достигается высокий блеск покрытий. Возможность восстановления коллоидных и тонкодисперсных соединении разряжающихся металлов на катоде изучалась в . Считают, что электровосстановление металлического хрома из растворов хромовой кислоты и солей хрома Ш происходит путем восстановления пленки коллоидов гидроксидов и основных солей хрома, наличие которой на поверхности катода в процессе формирования покрытия доказано экспериментально . В работах , систематическими исследованиями доказано существенное ускорение электроосаждения металлов и сплавов из электролитов, содержащих коллоидные и тонкодисперсные соединения электроосаждаемого металла, и в них впервые ввели в употребление термин электролитыколлоиды, под которыми подразумеваются электролиты, в которых восстановление металла происходит не только из простых и комплексных ионов, но также путем восстановления коллоидных и тонкодиснерсных соединений электроосаждаемого металла. Тонкодисперсные системы соединений металла, способные восстанавливаться на катоде, могут возникать как при приготовлении электролитов, так и при растворении анодов, а также и в результате протекания вторичных электродных процессов, например, подщелачивания прикатодного пространства, обусловленного разрядом ионов водорода, или специально вводиться извне. Массоперенос дисперсных частиц к катоду или образование дисперсных образований у катода за счет протекания вторичных реакций открывает возможность осуществления эффекта, приводящего к возникновению потоков ионов, в том числе разряжающихся ионов, и жидкости в слабо размешиваемой части диффузионного слоя электрода, которая преимущественно и представляет наибольшие затруднения для массопереноса конвекцией. При определенной концентрации дисперсной фазы можно рассматривать тонкодисперсные системы в диффузионном слое как подвижную систему пор. Так, в работах показано, что в качестве систем пор можно рассматривать не только мембрану с непрерывным жестким каркасом, но также и суспензию, золь, эмульсию. Эти представления нами переносятся на системы тонких дисперсий соединений элек троосаждаемого металла, которые подходят к катоду и восстанавливаются на нем вместе с ионами.