Электроосаждение никеля из разбавленных по металлу ацетатно-хлоридных электролитов никелирования в условиях стационарного и импульсного режимов электролиза

• Автор: Пеганова, Надежда Викторовна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 222 с. : ил.

1.1 Электроосаждение никеля из растворов с пониженным содержанием металла.

1.2 Методы интенсификации электроосаждения никеля

1.3 Физикомеханические свойства никелевых покрытий

1.4 Коррозионные свойства никелевых покрытий.

1.5 Особенности электроосаждения металлов при импульсном электролизе. Формы импульсного тока. Роль импульсов и пауз в электродных процессах.

1.5.1 Выход по току осадков никеля и скорость их осаждения

1.5.2 Влияние параметров импульсного тока на морфологию, субструктуру и свойства никелевых покрытий.

1.5.3 Влияние импульсных токов на содержание примесей в осадках

1.6 Выводы из обзора литературы

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Приготовление электролита

2.2 Анализ электролита.
2.2.1 Определение концентрации ионов никеля.
2.2.2 Определение концентрации ионов хлора
2.3 Измерение электрической проводимости электролита.
2.4 Подготовка катодов для электроосаждения никеля.
2.5 Определение шероховатости поверхности основы.
2.6 Определение выхода по току никеля
2.6.1 Определение выхода по току никеля в стационарном режиме
2.6.2 Определение выхода по току никеля в импульсном и двухимпульсиом режимах
2.7 Определение пористости никелевых покрытий.
2.8 Измерение микротвердости никелевых покрытий.
2.9 Определение пластичности покрытия.
2. Получение катодных поляризационных кривых
. Получение суммарных катодных поляризационных.
. Получение парциальных катодных поляризационных.
2. Расчет равновесного состава и концентрационных изменений компонентов раствора на основе ацетата никеля при стационарной диффузии.
2. Расчет равновесного состава и концентрационных изменений компонентов раствора на основе ацетата никеля при нестационарной диффузии.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1 Влияние состава электролита и режима электролиза на качество осадков никеля по внешнему виду, выход по току, допустимую катодную плотность тока и скорость осаждения никеля.
3.1.1 Электрическая проводимость электролитов никелирования
3.2 Исследование особенностей массопереиоса в электролитах на основе ацетата никеля
3.2.1 Равновесный состав электролитов никелирования
3.2.2 Поверхностные концентрации компонентов электролита на
основе ацетата никеля
3.2.3 прикатодого слоя ацетатного электролита в зависимости от режима электролиза.
3.3 Кинетика электродных процессов в электролитах никелирования .
3.3.1 Влияние состава электролита и режима электролиза на изменение
потенциала и тока во времени.
3.3.2 Влияние состава электролита и режима электролиза на
суммарные и парциальные катодные поляризационные кривые
выделения никеля и водорода.
3.4 Физикохимические свойства никелевых покрытий
3.4.1 Микротвердость осадков никеля
3.4.2 Защитные свойства никелевых покрытий.
3.4.3 Морфология осадков никеля
ГЛАВА 4. ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Так, при
температуре С и рН0 3,5 интервал катодных плотностей тока 0,5,0Адм, а при рН0 4,,5 осадки хорошего качества получаются до Адм2, при рН0 5,,5 допустимая катодная плотность тока ДОп равна Адм2. Для температур С при рН0 4,0 доп практически постоянна Адм2. При понижении температуры до С доп составляет Адм2 при рН0 4,0. Ацетатнохлоридный электролит никелирования с относительно низкой концентрацией солей никеля 0,5 мольл позволяет получать матовые и полублестящие осадки при повышенных плотностях тока до Адм2. Разбавление ацетатного электролита по никелю до гл не приводит к снижению допустимой плотности тока и выхода по току металла . Дальнейшее разбавление раствора по основному компоненту уменьшает допустимую катодную плотность тока и незначительно сказывается на выходе по току. Так, при содержании никеля в растворе гл ло составляет Адм2 при рН0 4,5 и С, а ВТп . Разбавление по никелю до 6 гл вызывает снижение лоп до 6 Адм2, а ВТМ до при тех же условиях получения покрытий, что соответствует скоростям электроосаждения никеля из традиционных электролитов при концентрации металла 0 гл . Адм2 получаются полу блестящие светлые осадки. При плотностях тока выше допустимых значений наблюдается подгар включение основных соединений никеля по краям образцов . Экспериментально и методами расчетов установлено, что возможность проведения процесса никелирования в ацетатнохлоридном электролите при повышенных катодных плотностях тока обусловлена хорошей буферной способностью этих электролитов, как в объеме, так и в прикатодном слое, а также высокой стабильностью поверхностных концентрацией никельсодержащих частиц ,,. Расчетные и экспериментальные данные определения рНя в ацетатнохлоридном электролите показывают, что при совместном выделении водорода с
никелем в интервале пло тностей тока до Адм наблюдается незначительное увеличение рНБ по сравнению с рНо электролита . Это объясняется тем, что в процессе электроосаждения металла и выделения водорода высвободившиеся ионы Ас разряд происходит из частиц Ы1Ас2, Ы1Ас,ПАс, которые в силу действия принципа электронейтралыюсти в диффузионном слое, притягивают ионы Н к катоду, в результате чего прикатодный слой подкисляется и подщелачивания не происходит даже при высоких 1к. Расчеты показывают, что поверхностная концентрация никельсодержащих частиц 1ПАс2, 1Ч1Ас, Ыг поддерживается высокой в широком интервале плотностей тока до Адм2 , особенно при низких значениях рНо раствора рН0 3,,5 ,. Ы1Ас2 и НАс. Сделан вывод о том, что аномально высокая скорость электроосаждения металла должна иметь место при выполнении двух условий присутствие в растворе комплексов многозарядных катионов с менее заряженными анионами, имеющих состав и приблизительное равенство коэффициентов диффузии разряжающихся ионов металла. Причем, чем прочнее комплекс, т. Ас в растворе, тем больше поток по никелю . Важно, что подобный эффект, приводящий к значительной интенсификации процессов, отмечен и в других комплексных электролитах, содержащих комплексный катион МЬ в электролитах кадмирования хлоридных и ацетатных , фторидном электролите цинкования . В впервые было показано, что для комплексных электролитов, содержащих в своем составе только ТПАс1 и Ас что означает большую величину константы образования комплекса МАс явление предельного тока вообще отсутствует и весь ток переносится только за счет миграции . В работах , было также показано, что комплексообразование всегда увеличивает предельный ток катодного выделения металлов из комплексных катионов. Таким образом применение электролитов, в которых выделяющийся металл находится в составе комплексного катиона, можно рассматривать как один из способов интенсификации электроосаждения металлов. Одним из новых направлений интенсификации электроосаждения металлов является использование электролитовколлоидов ,,, в которых металл разряжается одновременно из ионов и дисперсных систем соединений данного металла коллоидов, тонких взвесий. Дисперсная система в прикагодном слое представляет собой подвижную систему пор.