Электрохимическое осаждение сплавов никель-вольфрам и никель-вольфрам-бор

• Автор: Кабанда, Александр
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 с. : ил

1.1. Основные закономерности совместного заряда ионов металлов при электроосаждениисгшавов

1.2. Краткая история электроосаждения вольфрама и его сплавов

1.3.Механизмы осаждения вольфрама с другими металлами в водных растворах.

1.3.1. Гипотеза образования совместного комплекса вольфрама и металлаосадителя.

1.3.2.Ранние пленочные гипотезы

1.3.3.Современная радикальнопленочная модель

1.4.Электроосаждение сплавов вольфрама совместно с металлами

подгруппы железа

1.4.1 .Электроосаждение сплавов из кислых электролитов.

1.4.1а. Составы кислых электролитов и особенности процесса.

1.4.1 б. Оценка полу ченных осадков

1.4.2. Электроосаждение сплавов вольфрама с металлами подгруппы
железа из щелочных растворов
1.4.2а. Общая оценка растворов для практических целей
1.4.2Б.Сравнительные характеристики электролитов для осаждения
сплава с вольфрамом.
1.4.2Б1. Влияние концентраций металлов подгруппы железа.
1.4.2Б2. Влияние аммония и комплексообразователей.
1.4.2Б3. Влияние .
1.4.2Б4. Влияние плотности тока.
1.4.2Б5. Влияние температуры
1.В.Роль аммиака и солей аммония в растворе.
1.4.2Г.Комплексообразователи для металлов подгруппы железа
1 .4.2Г1 .Общая оценка.
1.4.2Г2 Лиганды никеля и кобальта в аммиачном растворе.
1.5.Особенности эксплуатации электролитов.
1.5.1 .Влияние примесей.
1.5.2.Аноды
1.6.Электроосаждение сплава ТНМУ из цитратных растворов
1.7.Физикомеханические и коррозионные свойства сплавов Ре,
и Со с вольфрамом.
1.8.Применение вольфрамовых сплавов и перспективы использования в технике
1.9.Вывод ы.
ГЛАВА.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Методика приготовления аммиачноцитратного электролита для осаждении сплава Ы1У и УВ.
2.2. Методика приготовления электролита для изучения поведения никелевых анодов
2.3.Методика подготовки образцов
2.4.Определение содержания никеля и вольфрама в электролите.
2.5. Методика определения состава сплава М.
2.6. Методика определения ВТ сплава, расчет средней толщины покрытия и продолжительности электролиза
2.7.Определения микротвердости
2.8. определение внутренних напряжений в сплаве.
2.9. Методика определения концентрации гидробората натрия в электролите
2 Методика коррозионных испытаний гальванических покрытий
сплавами никельвольфрам, никельвольфрамбор, никельбор
2 Определение рассеивающей способности электролитов.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ
СПЛАВОВ и i.i.
3.1 Разработка способы комбинировать никелевый, вольфрамовый и платинированный титан аноды и распределение тока между
3.1.1. Расчет распределения плотностей тока на электроды
3.2 Исследование возможностей стабилизации процесса электро
осаждения сплава никель вольфрам из аммиачно цитратного электролита.
3.3.Сравнительная характеристика внешнего вида осадков сплава ЛУ и У В.
3.4. Исследование основных закономерностей и взаимного влияния компонентов при электроосаждении сплавов ЬН ЬНВ
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СПЛАВОВ ЫГУ И УВ.
4.1 Изичение микротвердости сплавов ГПУ и ЫНУ.
4.2 Возможные причины увеличения микротвердости сплава В
4.3 Изучение коррозионностоикости сплавов КГШ и ЫГ7В.
5. Выводы
6. Литература
ВВЕДЕНИЕ


Давно известны аммиачноцитратные электролиты для электроосаждения сплавов вольфрама с металлами группы железа. Согласно ряд работ, именно из этих электролитов получают сплавы, твердосгь, износо и коррозионная стойкость, жаропрочность и жаростойкость которых сравнимы с аналогичными свойствами хромовых покрытий. Об, 1г, Яи. Более высокая теплопроводность только у пяти металлов. Этот металл имеет необычные механические свойства. Вольфрам наиболее легко соосаждается с металлами группы железа. Из за необычного сочетания свойств вольфрам находит большое применение в промышленности, несмотря на малую распространенность в природе и высокую стоимость. Твердость элекроосажденных вольфрамовых сплавов, пожалуй, самое интересное из его свойств она увеличивается после термообработки. ГЛАВА I. Основные закономерности совместного заряда ионов металлов при электроосаждении сплавов. В настоящее время при рассмотрении закономерностей совместного заряда ионов различают два типа электрохимических систем 1. Реальные сопряженные системы, в которых вследствие взаимного влияния восстанавливающихся ионов скорости разряда при совместном выделении металлов отличаются от скоростей разряда этих металлов в отдельности. В первом случае не учитывается влияние изменения природы поверхности электрода, изменение структуры и состава ДЭС, а также влияние изменения концентрации электролита и состояния ионов в растворе на скорость электродных процессов. Возможность соосаждения металлов на катоде зависит от относительных скоростей восстановления их ионов в данных условиях. Для совместного разряда ионов необходимым условием являются равенство потенциалов их восстановления I Е1Е2. Г1, г2 перенапряжение разряда данного вида ионов, характеризующее обратимые затраты энергии для поддержания определенной скорости процесса. Как видно из уравнения 2, сблизить потенциалы выделения металлов можно за счет изменения катодного перенапряжения и активностей разряжающихся ионов. Одним из способов сближения потенциалов выделения металлов является уменьшение активности ионов металла с более электроположительным потенциапом и увеличение активности ионов металла с более электроотрицательным потенциалом. Однако такой способ является эффективным лишь в том случае, если стандартные потенциал металлов близки, а перенапряжения практически одинаковы, как, например, при совместном осаждении олова и свинца из борфторисговодородного электролита 3, поскольку изменение акгивности двухвалентных ионов в раз вызывает смещение равновесного потенциала лишь в мВ. В случае сильно отличающихся стандартных потенциалов совместное выделение металлов может осуществлено в условиях, когда более электроположительный компонент выделяется на придельном диффузионном токе, например, при электроосаждении сплава 1пСд 4 из растворов простых солей. В противном случае на катоде образуются губчатые осадки. Более эффективным способом сближения потенциалов выделения металлов, значительно отличающихся по величине стандартных потенциалов, является связывание их в комплексные ионы разной прочности. При этом изменяются не только активности ионов, но и механизм их разряда. В случае комплексообразования потенциал осаждаемого металла Е смещается в более электроотрицательную сторону, как за счет изменения равновесного потенциала Ер, так и за счет увеличения перенапряжения г заряда ионов металла. Подбор комплексообразующих лигандов проводят таким образом, чтобы уменьшить активность ионов и увеличивать перенапряжение восстановления более электроположительного металла в большей степени, чем активность ионов и перенапряжение восстановления менее элекгроотрицательного металла. Значительных результатов в сближении потенциалов разряжающихся ионов добиваются путем воздействия на перенапряжение выделения компонентов сплава с помощью поверхностноактивных веществ ПАВ селективного действия 7. По Фрункину, адсорбированные молекулы ПАВ увеличивают расстояние между обкладками плотной части ДЭС, что и приводит к повышению энергии активации разряда 8.