Закономерности электрохимического соосаждения цинка и никеля в сплав в хлораммонийных электролитах и технологические рекомендации

• Автор: Наливайко, Елена Витальевна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 117 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР л

1.1 Обоснование выбора объекта исследования.

1.2 Электроосаждение сплава цинкникель.

1.2.1 Электроосаждение цинкникелевых сплавов из сульфатных электролитов.

1.2.2 Сульфатнохлоридные электролиты для электроосаждения цинкникелевых сплавов

1.2.3 Электроосаждение сплавов цинкникель из хлоридных электролитов.

1.2.4 Электроосаждение цинкникелевых сплавов из щелочных электролитов.

1.2.5 Электроосаждеиие цинкникелевых сплавов из аммиакатных электролитов.

1.3 Закономерности соосаждения цинка и никеля в сплав

1.4 Ну ги повышения скорости процесса электроосаждения сплава цинкникель
2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Пригот овление электролитов и электроосаждение покрытий
2.2 Поляризационные измерения
2.3 Анализ сплава цинкникель
2.3.1 Рентгенофлуоресцентный анализ
2.3.2 Трилонометрический анализ сплава цинкникель.
2.4 Определение выхода по току сплава цинкникель
2.5 Методика коррозионных испытаний.
2.6 Определение прикатодного слоя
2.7 Микроскопические исследования сплава
2.8 Определение пористости покрытия.
2.9 Определение микротвердости цинкникелевого покрытия.
2. Определение рассеивающей способности электролита.
2. Рентгенофазовый анализ.
2. Синтез продукта конденсации диметилолтиомочевины и полиэтилен полиамина
3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАВНОВЕСНОГО СОСТАВА ХЛОРАММОНИЙНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ ЭЛЕКТРООСАЖДЕЫИЯ СПЛАВА ЦИНКНИКЕЛЬ
4 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ СПЛАВА ЦИНКНИКЕЛЬ В ХЛОР АММОНИЙНОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ.
4.1 Возможность образования и природа коллоидных частиц соединений электроосаждаемых металлов в приэлектродном слое
4.2 Кинетические закономерности электроосаждения сплава цинкникель.
4.3 Влияние добавки желатина на процесс электроосаждения сплава цинкникель .
4.4 Влияние плотности тока и величины на состав и выход по току сплава цинкникель.
5 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ СПЛАВА ЦИНКНИКЕЛЬ В НИЗКОКОНЦЕТРИРОВАННОМ ХЛОРА М М ОН И ЙI ЮМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ.
5.1 Влияние поверхностноактивных добавок на элсктроосаждение сплава цинкникель.
5.2 Влияние коллоидных частиц соединений электроосаждаемых металлов
на процесс нанесения сплава цинкникель
5.3 Кинетические закономерности электроосаждения сплава цинкникель.
5.4 Влияние плотности тока на состав и выход по току сплава цинкникель 6 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.
6.1 Технологический процесс электроосаждения сплава цинкникель из хлораммонийного электролита
6.2 Свойства и фазовый состав покрытий сплавом цинкникель.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В связи с этим весьма актуальным является исследование закономерностей элсктроосаждения сплава цинк-никель из электролитов, содержащих коллоидные соединения электроосаждаемых металлов, и получение коррозионно-стойких цинк-никелевых покрытий. Одним из путей улучшения эксплуатационных свойств цинковых покрытий является осаждение сплавов цинка с другими металлами. Высокая коррозионная стойкость хроматированных цинковых покрытий, легированных металлами группы железа, позволила в ряде случаев заменить ими экологически небезопасные кадмиевые покрытия. Так, например, по данным японской фирмы р$о1-СЬегшса1 цинк-никелевое покрытие, содержащее - % никеля, в 3 раза более стойкое, чем кадмиевое [4]. Другим важным качеством легированных покрытий (сплавов) является то, что их высокая коррозионная стойкость после хроматирования сохраняется в условиях более высокой температуры по сравнению с обычными цинковыми покрытиями. Такие покрытия применимы для защиты от коррозии, например, деталей в «подкапотном пространстве» автомобилей, в тормозных системах и в других местах, где температура при эксплуатации достигает -0 °С и выше [2]. В табл. Как видно из табл. Со, 2п-Мі и 2п-5п. Чаще всего цинковые покрытия легируют металлами группы железа (железо, кобальт, никель). Для электроосаждения сплава Zn-Fc обычно используют хлоридные и сульфатные электролиты. В зависимости от состава электролита и режимов осаждения концентрация железа в сплаве может составлять -%. При этом стационарный потенциал сплава в 5 % растворе №С1 сдвигается в положительную сторону, что свидетельствует о снижении про тек горного действия покрытия на коррозионное поведение стали, особенно при концентрации железа больше %. Наибольшей коррозионной стойкостью обладают покрытия, содержащие до % Ре. Такие покры тия обладают достаточными протекторными свойствами, что препятствует образованию на их поверхности ржавчины. В то же время их стационарный потенциал менее отрицателен, чем у чистого цинка, что приводит к уменьшению скорости образования «белой ржавчины». При содержании в сплаве более % Ре покрытие имеет низкую защитную способность, и оно по этому показателю уступает нелегированному цинковому покрытию. Следует отметить, что нет такого покрытия сплавом Zn-Fc, которое одновременно удовлетворяло бы всем требованиям потребителя - обладало бы максимальной защитной способностью, обеспечивало бы высокую адгезию красок и препятствовало образованию кратеров на поверхности лакокрасочных материалов в процессе их катодного электроосаждения. Поэтому за рубежом на листовую сталь для автомобилестроения обычно наносят двухслойные цинковые покрытия: нижний слой представляет собой богатое цинком покрытие из сплава 2п-Ре (до % Ре), иногда легированное никелем, кобальтом или хромом, а верхний - обогащен железом (- %). Промышленное применение нашли цинк-кобальтовые покрытия. Их осаждают из сульфатных или хлоридных электролитов, реже — из аммиакат-но-сульфатных. Состав сплава 2п-Со регулируют содержанием цинка и кобальта в электролите, плотностью тока и температурой. Изменяя эти параметры, можно получить гальванические осадки практически с любым соотношением компонентов, однако, при содержании в сплаве более % кобальта ухудшается как внешний вид, так и коррозионная стойкость покрытий. Дополнительное легирование цинк-кобальтового покрытия хромом и молибденом позволяет уменьшить содержание кобальта в сплаве, не снижая его коррозионной стойкости. Такие покрытия нашли применение при производстве оцинкованного листа. Содержание легирующих элементов в покрытии составляет, %: Со 0,2 - 2; Сг 0, - 0,1 ; Мо 0, - 0,5. Эти покрытия являются хорошим подслоем для нанесения полимерных композиций. В этом случае комбинированные покрытия обладают повышенными защитными свойствами. Авторы [5] предложили электролит для электроосаждения покрытия сплавами цинка, обладающего высокой коррозионной стойкостью без дополнительной обработки и улучшенной адгезией. У в виде производных вольфрамовой или фосфорновольфрамовой кислот, вольфраматов аммония, К, Са, № и т.