Разработка процесса химического осаждения никель-фосфорных покрытий, легированных медью

• Автор: Моргунов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 186 с. : ил.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Общие принципы химического осаждения металлов.

1.2. Химическое никелирование с использованием и Всодержащих восстановителей.

1.3. Химическое осаждение никельфосфорных покрытий.

1.3.1. Механизм процесса химического никелирования.

1.3.2.Условия получения ЬПР покрытий.

1.3.3. Состав и свойства иикельфосфорных покрытий.

1.4. Химическое осаждение сплавов на основе никеля

1.4.1. Получение тройных сплавов и композиционных покрытий

1.4.2. Осаждение покрытий никельфосформедь.

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Экспериментальные методики.
2.2. Математическая обработка результатов экспериментов.
3. ЭКСПЕРИМЕНТ А ЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1. Предварительные исследования электролита для осаждения сплава никельфосформедь
3.1.1. Выбор состава раствора для осаждения сплава.
3.1.2. Исследования состава растворов для осаждения сплава никельфосформедь
3.1.3. Исследование буферной способности растворов для осаждения сплава.
3.1.4. Поляризационные кривые осаждения сплава.
3.2. Оптимизация количественного состава раствора для осаждения ЫЬРСи покрытий
3.3. Влияние условий осаждения на скорость процесса и состав получаемых покрытий
3.4. Корректирование состава раствора при длительной эксплуатации
3.5. Коррозионные и физикомеханические свойства покрытий сплавом
никельфосформедь.
3.5.1. Коррозионная стойкость нетермообработанных покрытий.
3.5.2. Коррозия термообработанных никельфосформедных
покрытий.
3.5.3. Физикомеханические свойства никельфосформедных
покрытий
4. ВЫВОДЫ.
5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


Термическая обработка повышает пластичность, но не позволяет повысить твердость сплава, а напротив, вызывает ее снижение с ГПа до , ГПа, поэтому область применения таких покрытий ограниченна. Декоративность покрытий также низкая цвет от темносерого до коричневого. По этим причинам гидразинсодержащие растворы применяются очень редко. ЫаВН4, диметиламинборан СНМНВНз, диэтиламинборан С2 МНВН3 и гидразинборан Н2Н4ВН3. Эти вещества являются сильными восстановителями, причем их требуются для реакции в меньшем количестве, чем азот и фосфорсодержащие восстановители, и продукты их окисления медленнее накапливаются в растворе. Полученные покрытия содержат в своем составе бор, придающий поверхности изделия повышенную твердость и износостойкость, высокую температуру плавления и пониженное переходное сопротивление. Процесс ведут в сильнощелочных растворах, чтобы избежать гидролиза борогидрида обязательно введение стабилизатора. При высоком содержании борогидрида, пониженной концентрации таллия и низкой температуре осаждаются черные матовые покрытия, при противоположных значениях этих параметров формируются сатинированные и полублестящие осадки. Плотность загрузки до дм2л. Эти растворы работают при пониженных температурах, что важно при металлизации пластмасс, но скорость осаждения невелика. ДМАБ растворим в воде, ДЭАБ и ГБ вводятся в виде спиртовых растворов, бензольных или гексановых растворов. ДМАБ работает в кислых и щелочных растворах, ДЭАБ и ГБ только в щелочных. При оптимальном и пониженных температурах растворы стабильны. Содержание бора в покрытиях из борогидридных растворов 5 7, в остальных случаях 1 3,5. Увеличение приводит к снижению содержания бора. Покрытия также содержат много водорода до 0,. При нагревании водород уходит из покрытия при 0 С практически полностью. При содержании бора менее 2,5 осадки кристалличны твердый раствор бора в никеле, при содержании бора более 5,5 аморфны, при средних значениях обнаруживаются аморфная и кристаллическая фазы. При термообработке выделяются фазы боридов БИзВ и БГьВ, придающие системе твердость ГПа в исходном состоянии, причем независимо от содержания В, и до ГПа после термообработки при 0 0С. Покрытия, термообработанные в этих условиях, характеризуются и максимальной износостойкостью. Коэффициент трения со сталыо составляет 0, 0,, в присутствии смазки 0,1 0,. Покрытиям свойственны растягивающие напряжения 0 МПа. Изделия с покрытиями могут подвергаться сварке без применения защитной атмосферы. Очень мало контактное электрическое сопротивление мОм при малом содержании В. Такие покрытия хорошо паяются. Фосфорноватистая кислота Ы3РО2 и ее соли являются сильными восстановителями в меньшей степени восстановительные свойства выражены у фосфористой кислоты Н3РО3. Величины стандартных электродных потенциалов приведены в таблице 1. В водных растворах волны восстановления солей кислот фосфора не наблюдается. Существует мнение , , что фосфорноватистая кислота и гипофосфит натрия не дают волны восстановления в нейтральных, кислых небуферных и слабобуферных водных растворах. Однако показано, что в кислых растворах при добавлении гипофосфита натрия увеличивается волна разряда иона гидроксония из фона . Авторы исследовали хропопотенциометрически катодное восстановление гипофосфита натрия в этаноле и пришли к выводу, что гипофосфитионы на платиновом электроде при плотностях тока до 0, Асм2 не восстанавливаются, электродный процесс обусловлен только разрядом ионов водорода, а гипофосфитионы, адсорбируясь, облегчают разряд их либо каталитически, либо путем смещения потенциала в отрицательную сторону. Катодное восстановление анионов и молекул фосфористой и фосфорноватистой кислот до элементарного фосфора может быть связано с их адсорбцией на поверхности электродов . Так адсорбционная способность анионов снижается в ряду Н2Р ЬЬРОз Н2РО. Повышение температуры с до С вызывает усиление адсорбции. Показано , что поверхностная активность анионов кислот фосфора линейно растет с увеличением логарифма времени до некоторого постоянного значения. С изменением потенциала в анодной области адсорбция аниона Н2Р на меди уменьшалась.