Электроосаждение сплава никель-фосфор из сульфатно-сукцинатно-хлоридных электролитов

• Автор: Юй Фэй
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 с.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЮ СПЛАВА

НИКЕЛЬФОСФОР

1.1 Условия совместного электроосаждения никеля и фосфора.

1.2.Механизм электрохимического осаждения сплава никельфосфор

1.3. Влияние различных факторов на процесс электроосажденяя сплава никсльфосфор

1.3.1. Влияние компонентов раствора

1.3.2. Влияние условий электролиза.

1.4. Свойства электрохимического сплава никельфосфор.
1.5. Выводы из обзора литературы
2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.
2.1. Приготовление электролитов и их составы
2.2 Анализ электролита
2.2.1 Определение концентрации ионов никеля в электролизе
2.2.2. Определение концентраций гипофосфита и фосфита натрия.
2.2.3. Определение концентрации ионов хлора
2.3. Буферные свойства электролита
2.4. Определение электрической проводимости.
2.5.Проведение электролиза и определение выхода по току сплава
2.6. Определение состава сплава.
2.6.1 .Определение содержания фосфора в сплаве фотометрическим
мет дом
2.6.2.Определение содержания фосфора в сплаве атомноэмиссионным
спектральным методом.
2.6.3.Определение примесей в сплаве никельфосфор.
2.6.3.1.Определение углерода в сплаве
2.6.3.2. Определение кислорода в сплаве
2.6.3.3. Определение водорода в сплаве
2.7. Рентгеноструктурный анализ сплава никельфосфор
2.8. Дериватографический анализ сплава никельфосфор
2.9. Измерение микротвердосги сплава никельфосфор
2Термообработка сплава никсльфосфор
2 Получение катодных поляризационных кривых.
. Получение суммарных катодных поляризационных кривых
. Получение парциальных катодных поляризационных кривых .
2 Получение анодных поляризационных кривых
2 Исследование стабильности процесса электроосаждения сплава никельфосфор при длительном электролизе.
3.РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Буферные свойства сульфатносукцинатпохлоридных электролитов
3.2. Электрическая проводимость сульфатносукцинатнохлоридных электролитов.
3.3. Влияние состава электролита и режима электролиза на состав сплава.
3.4. Влияние состава электролита и режима электролиза
на выход по току сплава никельфосфор
3.5. Влияние различных факторов на катодную поляризацию
3.5.1. Влияние состава электролита на суммарные катодные поляризационные кривые
3.5.2. Влияние состава электролита на парциальные катодные поляризационные кривые.
3.5.3. Влияние состава электролита на выделение водорода
3.6. Влияние состава электролита и условий электролиза на показатель рассеивающей способности
3.7. Исследование анодного процесса.
3.8.Влияние состава электролита, режима электролиза и режима термообработки на микротвердость сплава никельфосфор
3.8.1. Микротвердость сплава никельфосфор.
3.8.2.Дериваторафический анализ сплава никсльфосфор
3.8.3 Рентгеноструктурный анализ сплава никельфосфор
3.9. Содержание примесей в сплаве никельфосфор.
3 Исследование стабильности процесса электроосаждения сплава никсльфосфор из сульфатносукцинатнохлоридного электролита
. Влияние количества прошедшего электричества на концентрацию
гипофосфит и фосфитионов в растворе.
. Влияние количества прошедшего электричества на концентрацию
ионов никеля и хлора в растворе.
. Влияние количества прошедшего электричества на рН0 и электропроводимость электролита.
. Влияние количесгва прошедшего электричества на выход по току и свойства сплава никельфосфор.
. Влияние длительного электролиза на катодные поляризационные кривые
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Экспериментальные результаты зависимости состава элекгролита и свойств осадков сплава от количества прошедшего электричества и установления сроков корректировки раствора по расходуемым компонентам. Ль Пг перенапряжение выделения ионов. Реализовать равенство 1. Для этих целей используют введение в состав электролитов различных комплексообразующих веществ, способствующих сдвигу равновесных потенциалов в сторону отрицательных значений ,, поверхностноактивных веществ, повышающих перенапряжение разряда более элекгроположительного компонента ,,, осаждение электроположительного компонента на предельном токе ,. В случае совместного разряда металла М2 и некоторого аниона МОт описывающихся уравнениями 1. МгМ, 1. МОт2ш1 Г2еМтН 1. Н0 2,0 до 0,5. По данным при уменьшении рНо от 1,6 до 1,0 содержание фосфора в осадке сплава возрастает от до . Аналогичная зависимость влияния рН0 на состав сплава никельфосфор отмечается Горбуновой и Никифоровой А. А., Гольдштейном М. Е. и Садаковым Г. А. с сотр. На основании анализа данных различных авторов и собственных исследований интересный метод выбора условий электроосаждения сплава никельфосфор предложил Вахидов . Согласно диаграмме электрохимического равновесия системы i рис. Н2еН2 Ер0,9рН 1. Ер0,, 1. Н3РНеР2Н Ер0,,,9. Н2Р2НеР2Н Ер0. НзР0з2Н2еНзРН Ер0,,9рН 1. Н2РОз2Н2еН2Р Н Ер0,,9рН 1. НР0з2ЗН2еНРТн Ер0,,9рН 1. Н2РОз НН3РОз рН1, 1. НРОРГ2 рН6, 1. Н2Р ННяР рН2, 1. РНП3Р р1, 1. НГОНН2Р рН7, 1. НзРГ2еНзРН Ер0,,9рН 1. Н3РН2еН2РОзН Ер0,,9рН 1. НгР2Г Г2еН2Р Н,0 Ер0,,9рН 1. Н2Р Н2еЕГР0з2Н2О Ер0,,9рН 1. Рис. Диаграмма электрохимического равновесия системы РН при С . Концентрация веществ принята равной 0, мольл, а коэффициент активности равным 0. НРН2еНР2Н Ер0,,9рН 1. Н2Р 4НЗеРЗН Ер0,,9рН0,0ж1ан2роз 1. Н2Р 2Н Н2РНН 1. Н2РНН2РО3Н2 1. Т2 РН2РРН ЮН 1. Судя по термодинамическим характеристикам этих процессов, на катоде должен выделяться исключительно один водород. Сближение потенциалов разряда ионов никеля и гинофосфита или фосфита линии 1 и 2 3 может быть достигнуто изменением концентраций соответствующих компонентов раствора , а также связыванием никеля, как более благородного элемента, в комплексные соединения ,, каковыми могут являться комплексы типа ЫНгРОгЬ и Н2Р , а также ЬН2РзГ . Из представленной диаграммы рис. Кислая среда рНо2 в большей степени способствует разряду фосфорсодержащих анионов, хотя при этом значительная доля тока идет на выделение водорода. Повышение рНо больше 2 по мнению Вахидова Р. С. и сотр. По мере возраст ания становится возможным химическое восстановление сплава . Из изложенного следует вывод, что, варьируя значение никелевых электролитов, содержащих донор фосфора, можно получать осадки с различным соотношением компонентов и, как следствие, с различными физикохимическими свойствами ,,. Впервые возможность элекгрохимического осаждения никеля с фосфором была показана Бреннером А. Кушем Д. Вильямсом Е. Однако подробного исследования механизма включения фосфора в катодный осадок ими проведено не было. Так, Федотьсв Н. П. и Вячеславов II 0, обнаружив деполяризацию восстановления никеля, предположили, что фосфор переходит в осадок электрохимически и химически, не определив, однако, соотношения между этими процессами. В пользу элскгрохимического механизма в указанной работе говорит близость расчетного потенциала выделения фосфора из фосфористой кислоты 0, В и экспериментально определенного потенциала выделения сплава 0,В. Бондарь В. В., Мельникова М. М., Полукаров Ю М. По мнению этих исследователей, доля химической реакции сост авляет от 5 до от общего объема в зависимости от условий процесса электролиза температуры, рН0, i. Горбунова , Никифорова Л. А. считают, что основная роль в восстановлении фосфора отводится электрохимической реакции 1. Н3РН еР2Н 1. В работах 2 высказывается предположение, что фосфор может включаться в катодный осадок из фосфорной кислоты, причем этому процессу предшествует ее восстановление до фосфорноватистой кислоты. С другой стороны показано , что в водной среде процесс восстановления фосфорной кислоты реализовать практически невозможно. Алимпиева С. Д. и др.