Особенности определения рассеивающей способности электролитов хромирования и оценка равномерности хромовых покрытий

• Автор: Петроченкова, Инна Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новомосковск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Литературный обзор
1.1. Сравнительная характеристика электролитов хромирования
1.2. Методы измерения рассеивающей способности электролитов хромирования
2 Методика исследований
3 Измерение значений РС при высоких плотностях тока
3.1 Измерение РС электролитов при плотности тока до 5 А/дм2
3.2 Особенности измерения РС при плотностях тока выше 5 А/дм2
3.3 Основные показатели электролитов хромирования
3.4 Методика расчета рассеивающей способности по току и металлу
4. Влияние плотности тока на рассеивающую способность электролитов
хромирования
4.1. Влияние плотности тока на РС по току
4.2. Влияние плотности тока на РС по металлу
4.3. Влияние концентрации оксида хрома(УГ) на РС по току и металлу
5. Влияние температуры на рассеивающую способность электролитов
хромирования
5.1 Влияние температуры на рассеивающую способность по току
5.2 Влияние температуры на рассеивающую способность по металлу
6. Рассеивающая способность электролитов хромирования и равномер- 95 ность хромового осадка
Выводы
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Электроосаждение металлов, в том числе и хрома, является одним из эффективных методов улучшения эксплуатационных характеристик металлических изделий. При этом равномерность распределения толщины металлов по поверхности катода является одним из важных показателей, определяющих свойства гальванических покрытий. Равномерность покрытий определяется, прежде всего, рассеивающей способностью электролитов (РС) по металлу и току. Процесс хромирования из электролитов на основе три-оксида хрома занимает особое место среди остальных гальванических покрытий в силу специфических особенностей: чрезвычайно низкий катодный выход по току, низкая рассеивающая способность, применение высоких (до 100 А/дм2 и более) катодных плотностей тока. В то же время ГОСТ 9.309-84 позволяет измерять стандартные значения рассеивающей способности только при плотностях тока не выше 5 А/дм2 и не применим для измерения РС электролитов хромирования. Имеющиеся данные о рассеивающей способности электролитов хромирования часто противоречивы и имеют, как правило, качественные характеристики. Существующие методы исследования равномерности, позволяющие оценивать равномерность покрытий, базируются на стандартном значении рассеивающей способности. Отсутствие количественных данных по значениям РС и методики оценки равномерности в области отрицательных значений РС затрудняет направленный выбор электролитов хромирования и режимов электролиза для получения хромовых покрытий с заданными свойствами. На основании вышеизложенного является актуальным разработка метода оценки рассеивающей способности электролитов хромирования, установление значений рассеивающей способности электролитов хромирования на основе хромового ангидрида, изучение влияния температуры и плотности тока на величину РС и изучение возможности прогнозирования равномерности хромовых покрытий.
Работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно - иссле-

довательских работ Новомосковского института ФГБОУ ВПО Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева.
Цель работы. Установление значений рассеивающей способности электролитов хромирования в зависимости от температуры и концентрации и возможности прогнозирования равномерности осаждения хромовых покрытий на их основе.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- разработка метода оценки рассеивающей способности электролитов хромирования, позволяющего получать значения рассеивающей способности соответствующие стандартным;
измерение значений рассеивающей способности электролитов хромирования;
- исследование влияния температуры, плотности тока и состава на рассеивающую способность электролитов хромирования по металлу и току;
- анализ связи между равномерностью покрытий и рассеивающей способностью электролитов как в области положительных, так и в области отрицательных значений рассеивающей способности;
- разработка метода оценки равномерности хромовых покрытий.
Научная новизна.
- установлена количественная взаимосвязь рассеивающей способности по току и по металлу электролитов хромирования с температурой и плотностью тока.
- получены эмпирические уравнения, адекватно описывающие влияние температуры и состава электролита на рассевающую способность по току и металлу в электролитах, содержащих оксид хрома (VI) и серную кислоту.
- установлено, что между равномерностью хромовых покрытий и рассеивающей способностью по металлу электролитов существует монотонная зависимость как в области положительных, так и отрицательных значений рассеивающей способности;

ность перед опытом покрывали слоем никеля. Перед его нанесением катодные пластины тщательно зачищали наждачной бумагой, обезжиривали венской известью, промывали дистиллированной водой и высушивали. После этого наносили слой никеля, используя электролит никелирования состава (г/л): NiS04 6Н20 - 200; NiCl2 7Н20 - 40; Н3В03 - 30. Осаждение никеля проводили в течение часа плотностью тока 2 А/дм" при температуре 50 °С. После никелирования рабочую поверхность катодных пластин вновь обезжиривали венской известью, промывали дистиллированной водой, изолировали от контакта с электролитом электроизоляционным лаком (Clear RTV Silicon Gasket Maker), оставляя свободными верхние концы катодных пластин и рабочую поверхность. Во всех опытах рабочая поверхность на каждой пластине составляла 1 см2 Подготовленный таким образом катодный блок помещали в ячейку, устанавливали в нее анод, заливали исследуемый электролит. Собранную ячейку (рис. 2.3) включали в электрическую цепь (рис. 2.4) и проводили предварительное нанесение хромового покрытия в течении 5 минут. Затем приступали к измерениям. Напряжение на ячейку подавали от стабилизированного источника питания постоянного тока типа ТЕС-5010.
Рис. 2.3. Общий вид установки для измерения рассеивающей способности. 1 - ячейка; 2 - катодный блок; 3 - анод.