Химическое осаждение никеля с цинком, вольфрамом, молибденом и марганцем

• Автор: Мухина, Анна Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Содержание работы

Введение

1. Литературный обзор

1.1. Химическое никелирование

1.1.1. Растворы химического никелирования

1.1.2. Структура и физикохимические свойства Р покрытий

1.2. Совместное химическое восстановление ионов нескольких металлов

1.2.1. Общие закономерности процесса

1.2.2. Осаждение никсльфосфорных покрытий, легированных другими металлами

2. Методика исследования

2.1. Характеристика применяемых образцов и подготовка поверхности

2.2. Нанесение слоя химического никеля и приготовление раствора никелирования
2.3. Контроль качества покрытий
2.3.1. Определение толщины покрытия
2.3.2. Определение пористости покрытий
2.3.3. Определение внутренних напряжений осадка
2.3.4. Определение коэффициента зеркального отражения
2.4. Анализ сплавов на содержание компонентов
2.4.1. Анализ сплава 4 Хп Р на содержание цинка
2.4.2. Анализ сплава ЬП У Р на содержание вольфрама
2.4.3. Анализ сплава 1 Мо Р на содержание молибдена
2.4.4. Анализ сплава Мп Р на содержание марганца
2.4.5. Фотометрический метод определения содержания фосфора
2.5. Оценка коррозионной эффективности покрытий
2.5.1. Импедансный метод оценки показателей коррозии
2.5.2. Определение показателей коррозии
с помощью ускоренных испытаний
2.6. Определение микротврдости и износостойкости
2.7. Исследование микроструктуры покрытий
и рентгеноструктурный анализ .
2.8. Электрохимические измерения
2.8.1. Определение изменения потенциала образца
в процессе металлизации
2.8.2. Электрохимическое моделирование
процессов осаждения сплавов
3. Экспериментальная часть и обсуждение результатов
3.1. Исследование процесса осаждения покрытий
3.1.1. Сплав никель цинк фосфор
3.1.2. Сплав никель вольфрам фосфор
3.1.3. Сплав никель молибден фосфор
3.1.4. Сплав никель марганец фосфор
3.1.5. Осаждение сплавов на стальную подложку
3.2. Содержание компонентов в сплавах
3.3. Измерение потенциалов сплавов
3.3.1. Сплав никель цинк фосфор
3.3.2. Сплав никель вольфрам фосфор
3.3.3. Сплавы никель молибден фосфор
и никель марганец фосфор
3.4. Электрохимическое моделирование процессов
3.4.1. Осаждение сплава 1
3.4.2. Осаждение сплава У Р
3.4.3. Осаждение сплава 1 Мп Р
3.4.4. Осаждение сплава 1 Мо Р
3.5. Внутренние напряжения осадков
3.6. Рентгеноструктурный анализ покрытий
3.7. Механические свойства покрытий
3.8. Коррозионные свойства покрытий
3.8.1. Определение показателей коррозии импедансным методом
3.8.2. Определение показателей коррозии ускоренным методом
3.9. Микроструктура поверхности
Рекомендация для промышленного использования
Выводы
Список литературы


Выбор режима для получения покрытий Ыь^п-Р, №-Мо-Р, М-Мп-Р и 1Ч-? Р с высокими механическими и коррозионными свойствами, а именно, температуры, скорости процесса, концентрации солей легирующих металлов, а также улучшение внешнего вида покрытий, путём введения добавок в растворы металлизации. Изучение свойств полученных покрытий. Выдача рекомендаций для промышленного использования процесса химического восстановления никеля и его сплавов с Мп, Мо, Zn и ? Научная новизна работы. Р покрытий, легированных Zni Мо, ? Ы1-2п-Р осадки высокого качества благодаря введению в раствор органических добавок. Практическая ценность. Предложены технологии осаждения М-^п-Р, Ыт-Мо-Р, М-Мп-Р и ЫМУ-Р с повышенными механическими и коррозионными свойствами из аммиачно-цитратного раствора. Выбранный раствор устойчив и довольно стабилен в работе, это значительно упрощает внедрение изученных процессов на гальваническом предприятии. Проведены производственные испытания технологического процесса химического нанесения сплава МЬ-2п-Р для металлизации медных, стальных и алюминиевых изделий на ЗАО НПП и «Кабельщик+». Достоверность результатов исследования. Результаты диссертационной работы и её выводы являются достоверными, научные положения аргументированы. Личный вклад. Автором лично получены, обработаны и систематизированы экспериментальные данные, приведённые в данной работе. Постановка задач исследования осуществлялась совестно с научным руководителем, обсуждение экспериментальных данных проводилось совместно с руководителем и соавторами публикаций. В настоящее время всё большее внимание уделяют увеличению производства изготовления деталей из различных металлов, металлопорошков и пластмасс, улучшению их технологических и экологических характеристик и повышению прочности конструкционных материалов. Металлизация может быть осуществлена различными способами (электрохимическим, термодиффузионным и т. Однако наибольший интерес представляет химическое восстановление металлов [1], что обусловлено возможностью получения новых свойств покрытия, при сравнительно простом процессе, не требующем сложного оборудования. Химически осаждённый никель обладает более высокими защитными свойствами из-за меньшей пористости, чем электрохимически осаждённый никель, а таюке потому, что осадки, содержащие в своём химическом составе фосфор, более стойки к агрессивным средам, чем чистый никель. Сплавы никеля с высоким содержанием фосфора (9-%) обладают хорошей пластичностью, низкой пористостью, низким уровнем внутренних напряжений, высокой коррозионной и износостойкостью [2]. А в работах [3,4] делается вывод о перспективности использования ЬН-Р-покрытий с низким содержанием фосфора. А*. Nal I2P + H -> NaH2P + H2. Механизм процесса химического никелирования очень сложен. Раньше считалось, что восстановительным агентом при химическом никелировании является атомарный водород - продукт гетерогенного взаимодействия гипофосфита с водой. Выявление того факта, что коэффициент использования гипофосфита, рассчитанный по соответствующим уравнениям, ни для одних условий проведения процесса не превышал %, дало повод для сомнений в достоверности этой гипотезы. Эти исследования были положены в основу ряда работ, в которых были предложены новые схемы механизма процесса химического никелирования. Согласно исследованиям Горбуновой K. M. и Свиридова В. В. [6, 7], механизм реакций при химическом никелировании представлен следующим образом. Первой стадией процесса является реакция взаимодействия гипофосфита с водой. Эта реакция, протекающая на каталитической поверхности, заключается в замене водорода из связи Р—Н в молекуле гипофосфита на группу - ОН из воды. Надс+е+Н^—> Н2. Наде '** ? Н2Оадс-+Н2+ОН-. Н2РОадс+ Нмс+ в - НРОз" + Н2. H раствора. Н2РОз" ионом ОН ~. М2* + 2 Н2РО-адс-г 2 ОН’ — № +2 Н2Р + Н2. При протекании реакций (5) и (6) могут также идти реакции (2) - (4), которые приводят к снижению коэффициента использования гипофосфита. Одновременно с восстановлением никеля протекает реакция восстановления гипофосфита до элементарного фосфора.