ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НИКЕЛЕМ ИЗ ЭЛЕКТРОЛИТОВ-КОЛЛОИДОВ С ОРГАНИЧЕСКИМИ ДОБАВКАМИ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ ФУРАНОВ

Введение……………………………………………………………………… 5
Литературный обзор………………………………………………………… 7
1.1 Электролиты никелирования…………………………………………... 7
1.2 Роль поверхностно-активных веществ в составе электролита………. 18
1.3 Современное состояние и направления исследования механизма электроосаждения гальванических покрытий никелем…………………..
20
Методика эксперимента……………………………………………………. 27
2.1 Объекты исследования………………………………………………..... 27
2.2 Аппаратура и реактивы………………………………………………… 27
2.3 Определение микротвердости покрытий………………………………
2.4 Определение выхода по току…………………………………………...
2.5 Хронопотенциометрические измерения……………………………….
2.6 Коррозионные испытания покрытий…………………………………..
2.7 Морфология поверхностей покрытий………………………………… 29
29
30
31
31
Результаты измерений и их обсуждение…………………………………...
3.1 Матрица планирования эксперимента…………………………………
3.2 Расчет опытов крутого восхождения………………………………….
3.3 Определение выхода по току водорода и никеля……………………..
3.4 Исследования механизма электроосаждения никелевого покрытия из электролита-коллоида…………………………………………………….
3.5 Физико-механические исследования…………………………………...
3.6 Морфология никелевых покрытий…………………………………….. 32
32
37
40

43
50
53
Заключение…………………………………………………………………... 60
Перечень использованных информационных ресурсов…………………... 62

Весь текст будет доступен после покупки

Проблема повышения надежности и долговечности различных приборов и механизмов является одной из важнейших задач современной техники, и ее актуальность возрастает с каждым годом в связи с ужесточением условий эксплуатации. Технология нанесения покрытия гальваническим способом является актуальным направлением в промышленности, так как позволяет получать покрытия с улучшенными эксплуатационными, защитными и декоративными свойствами.
Гальваническое производство является одним из наиболее опасных источников загрязнения окружающей среды, главным образом поверхностных и подземных водоемов, ввиду образования большого объёма сточных вод. В связи с этим в настоящее время развитие гальванотехники направлено на разработку экологически безопасных и экономически целесообразных технологий.
Наиболее перспективным решением этой проблемы является использование низкоконцентрированных электролитов-коллоидов никелирования. Достоинством таких электролитов считается высокая скорость осаждения покрытия при относительно низкой концентрации в растворе электроосаждаемых металлов.
Кроме того, интенсификация электроосаждения из электролитов, содержащих наночастицы соединений электроосаждаемого металла, не требует прокачивания или перемешивания, увеличения концентрации компонентов и температуры электролита, использования новой аппаратуры, оборудования и устройств, и таким образом, не является материалоемкой и энергоемкой.
Для получения более равномерного покрытия в электролит-коллоид рекомендуется вводить поверхностно-активные вещества (ПАВ). ПАВ стабилизируют коллоидные соединения, сообщают им положительный электрокинетический потенциал и вследствие этого увеличивать скорость электрофореза частиц дисперсной фазы в диффузионном слое катода. Влияние этих добавок оказывается различным в зависимости от природы осаждаемого металла и состава электролита.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Литературный обзор

1.1 Электролиты никелирования
Электролиты никелирования по составу основных солей можно разделить на 4 группы – сульфатные, сульфаминовые, хлоридные и борфтористые.
Электролиты никелирования содержат три основных компонента: соль никеля, являющуюся источником ионов осаждающегося на катоде металла, соли, способствующие повышению электропроводности растворов и депассивации никелевых анодов, буферные соединения [1].
Пассивация анодов приводит к разбалансу анодного и катодного выходов по току, в результате чего концентрация ионов никеля в растворе снижается, а электролит подкисляется. В качестве депассиваторов в электролит никелирования водят ионы хлора в виде NiCl2 · 6H2O или NaCl.
Электролиты никелирования чувствительны к изменению кислотности, поэтому рН электролита нужно поддерживать на определенном уровне. Вследствие низкого перенапряжения водорода катодный процесс всегда сопровождается выделением водорода, что приводит к подщелачиванию как прикатодного слоя, так и всего объёма в целом. Для этого вводят буферные добавки.
В электролиты никелирования вводят специальные добавки как неорганические, так и органические, которые повышают растворимость анодов, позволяют получить блестящие осадки с выравниванием покрытия основного металла, предупреждают питтинг, повышают твердость и уменьшают пористость осадков [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Кудрявцев, Н.Т. Электролитические покрытия металлами / Н.Т. Кудрявцев. – М.: Химия, 1979. – 352 с.
2. Левинзон, А.М. Электролитическое осаждение металлов подгруппы железа / А.М. Левинзон. – Л.: Машиностроение, 1983. – 96 с.
3. Ажогин, Ф.Ф. Гальванотехника: Справочное издание / Ф.Ф. Ажогин и [и др.]. – М.:Металлургия, 1987. – 736 с.
4. Функциональная гальванотехника: учебное пособие / В.И. Мамаев. – Киров : ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2013. – 208 с.
5. Гамбург, Ю.Д. Гальванические покрытия. Справочник по применению / Ю. Д. Гамбург. – М.: Техносфера, 2006. – 216 с.
6. Пурин, Б. А. Комплексные электролиты в гальванотехнике / Б.А. Пурин, В.А. Цера, Э.А. Озола, И.А. Витиня. – Рига.: Лиесма, 1978. – 267 с.
7. Лайнер, В.И. Основы гальваностегии / В.И. Лайнер, Н.Т. Кудрявцев. – М.: ОНТИ, 1936 г. – Ч.1. – 368 с.
8. Исаев, А.В. Кинетические особенности электроосаждения никеля на алюминиевые сплавы: Автореф. дис. канд. техн. наук. – Нижний Новгород, 2010. – 19 с.
9. Исаев, А.В. Исследования механизма катодного восстановления никеля в сульфаматном электролите / А. В. Исаев, А.Ю. Седаков // Новые промышленные технологии. – 2009. – С. 12-15.
10. Исследование влияния буферных добавок на рН прикатодного слоя при электроосаждении никеля из сернокислых электролитов / Е.Т. Цупак [и др.] // Новейшие достижения в области электрохимической обработки поверхности металлов: Тр. МХТИ. – 1977. – Вып. 95. – С.42–47.
11. Влияние некоторых насыщенных дикарбоновых кислот на процесс электроосаждения никеля./ И.Т. Кудрявцев [и др.] //Защита металлов. – 1977. – Т.13, №5. – С. 618?621.

Весь текст будет доступен после покупки