📄Работа №196472
Тема: Исследование влияния параметров электролиза на процесс электроосаждения цинк-никелевых покрытий
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Материаловедение
Объем:
84 листов
Год:
2018
Просмотров:
48
4840
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Реферат 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Получение и свойства покрытий на основе никеля и цинка 7
1.2. Механизм осаждения цинк-никелевых покрытий 8
1.3. Фазовые структуры цинк-никелевых покрытий 10
1.4. Факторы, влияющие на свойства цинк-никелевых покрытий 11
1.4.1. Влияние рН электролита 12
1.4.2. Влияние состава электролита 13
1.4.3. Влияние температуры электролита 14
1.4.4. Влияние плотности тока 14
1.4.5. Влияние перемешивания электролита 15
1.4.6. Влияние поверхностно-активных веществ 15
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методика эксперимента
2.1.1. Приготовление электролита для электроосаждения покрытий 19
2.1.2. Подготовка образцов 20
2.1.3. Установка для электроосаждения покрытий 20
2.1.4. Определение плотности тока в ячейке Хулла 21
2.1.5. Методика определения выхода по току покрытий 23
2.1.6. Исследование фазового состава электроосажденных покрытий....24
2.2. Обсуждение результатов
2.2.1. Влияние плотности тока на свойства покрытий 24
2.2.2. Влияние перемешивания на состав покрытий 39
2.2.3. Влияние температуры на свойства покрытий 53
ВЫВОДЫ 57
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 58
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 61
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Получение и свойства покрытий на основе никеля и цинка 7
1.2. Механизм осаждения цинк-никелевых покрытий 8
1.3. Фазовые структуры цинк-никелевых покрытий 10
1.4. Факторы, влияющие на свойства цинк-никелевых покрытий 11
1.4.1. Влияние рН электролита 12
1.4.2. Влияние состава электролита 13
1.4.3. Влияние температуры электролита 14
1.4.4. Влияние плотности тока 14
1.4.5. Влияние перемешивания электролита 15
1.4.6. Влияние поверхностно-активных веществ 15
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методика эксперимента
2.1.1. Приготовление электролита для электроосаждения покрытий 19
2.1.2. Подготовка образцов 20
2.1.3. Установка для электроосаждения покрытий 20
2.1.4. Определение плотности тока в ячейке Хулла 21
2.1.5. Методика определения выхода по току покрытий 23
2.1.6. Исследование фазового состава электроосажденных покрытий....24
2.2. Обсуждение результатов
2.2.1. Влияние плотности тока на свойства покрытий 24
2.2.2. Влияние перемешивания на состав покрытий 39
2.2.3. Влияние температуры на свойства покрытий 53
ВЫВОДЫ 57
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 58
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 61
📖 Аннотация
В данной работе проведено комплексное экспериментальное исследование влияния ключевых технологических параметров на процесс электроосаждения цинк-никелевых (Zn-Ni) покрытий из хлоридно-сульфатных электролитов. Актуальность исследования обусловлена необходимостью поиска эффективных и экологически безопасных альтернатив токсичным кадмиевым покрытиям, особенно в ответственных отраслях, таких как авиационная промышленность, где Zn-Ni сплавы демонстрируют превосходную коррозионную стойкость и термостабильность. Основные результаты показали, что во всем изученном интервале плотностей тока наблюдается аномальное соосаждение металлов с преобладанием цинка. Установлено, что увеличение плотности тока преимущественно влияет на скорость осаждения и толщину покрытия, а не на его состав. Ключевым выводом является доказательство возможности управления процессом за счет состава электролита: замена традиционной борной кислоты на органические буферные добавки позволила повысить допустимую плотность тока, выход по току и регулировать состав покрытия в сторону увеличения содержания никеля. Также выявлено дифференцированное влияние перемешивания, существенно интенсифицирующее процесс в одних электролитах и остающееся нейтральным в других. Научная значимость работы заключается в углублении понимания кинетики и механизма аномального соосаждения Zn-Ni, в то время как практическая ценность состоит в разработке рекомендаций по оптимизации состава электролита и режимов осаждения для получения покрытий с заданными свойствами. Теоретической основой исследования послужили фундаментальные труды в области прикладной электрохимии и электроосаждения сплавов, включая работы Н.П. Федотьева, Н.Т. Кудрявцева, А.Т. Ваграмяна и А. Бреннера.
📖 Введение
На сегодняшний день покрытия различными электролитическими сплавами играют огромную роль в различных отраслях промышленности в большинстве стран мира, потому что данные сплавы обладают рядом преимуществ перед покрытиями чистых металлов.
Альтернативной возможностью замены кадмиевых покрытий являются покрытия цинк-никелевых сплавов, даже несмотря на то, что кадмий использовался как единственный вариант защитного покрытия в авиационной промышленности.
Из-за своей высокой токсичности, соединения кадмия заменяли менее токсичными цинковыми покрытиями, однако, в неблагоприятных условиях на этих покрытиях образуются продукты коррозии в виде рыхлой пленки.
Особый интерес уделяется к сплавам цинка и никеля, потому что данные сплавы обладают надежной электрохимической защитой различных изделий от коррозии по сравнению с кадмием и цинком. Также сплавы Zn-Ni обладают более отрицательным потенциалом по сравнению со сталью, позволяющему использовать такие покрытия в качестве защитно-декоративных.
Также можно отметить еще одно важное преимущество цинк-никелевых сплавов - это стойкость к воздействию высоких температур в течение продолжительного времени без заметной потери качества защиты.
Главный недостаток цинк-никелевых покрытий - это сложность процессов, протекающих при электроосаждении сплавов, в результате которых невозможно определить, какими свойствами будут обладать полученные покрытия. Поэтому главными вопросами изучения данной темы считаются выявление общих закономерностей кинетики, механизма осаждения цинк-никелевых покрытий, их физико-химические свойства и режимы электролиза.
Целью настоящей работы является исследование влияния параметров электролиза на процесс электроосаждения цинк-никелевых покрытий из слабокислого хлоридного электролита.
Альтернативной возможностью замены кадмиевых покрытий являются покрытия цинк-никелевых сплавов, даже несмотря на то, что кадмий использовался как единственный вариант защитного покрытия в авиационной промышленности.
Из-за своей высокой токсичности, соединения кадмия заменяли менее токсичными цинковыми покрытиями, однако, в неблагоприятных условиях на этих покрытиях образуются продукты коррозии в виде рыхлой пленки.
Особый интерес уделяется к сплавам цинка и никеля, потому что данные сплавы обладают надежной электрохимической защитой различных изделий от коррозии по сравнению с кадмием и цинком. Также сплавы Zn-Ni обладают более отрицательным потенциалом по сравнению со сталью, позволяющему использовать такие покрытия в качестве защитно-декоративных.
Также можно отметить еще одно важное преимущество цинк-никелевых сплавов - это стойкость к воздействию высоких температур в течение продолжительного времени без заметной потери качества защиты.
Главный недостаток цинк-никелевых покрытий - это сложность процессов, протекающих при электроосаждении сплавов, в результате которых невозможно определить, какими свойствами будут обладать полученные покрытия. Поэтому главными вопросами изучения данной темы считаются выявление общих закономерностей кинетики, механизма осаждения цинк-никелевых покрытий, их физико-химические свойства и режимы электролиза.
Целью настоящей работы является исследование влияния параметров электролиза на процесс электроосаждения цинк-никелевых покрытий из слабокислого хлоридного электролита.
✅ Заключение
1. Исследовано влияние плотности тока, температуры, перемешивания, типа буферных добавок на процесс электроосаждения цинк - никелевых покрытий из хлоридно-сульфатных электролитов с различными буферными добавками и соотношением ионов Zn2+/Ni2+ = 1/6.
2. Установлено, что при осаждении цинк - никелевого покрытия во всем интервале плотностей тока наблюдается аномальное соосаждение цинка и никеля, то есть скорость осаждения цинка во всех опытах выше, чем скорость осаждения никеля. При этом увеличение плотности тока не влияет на состав покрытия, а только увеличивает толщину осаждаемого покрытия, повышает скорость осаждения цинка, никеля и покрытия, и, в большинстве опытов, ведет к повышению выхода по току.
3. Использование различных буферных добавок показало, что замена борной кислоты на органические кислоты позволяет повысить допустимую плотность тока без ухудшения качества покрытия, повысить скорость осаждения и выход по току. В этих электролитах плотность тока изменяет состав покрытия, приводя к увеличению содержания никеля.
4. Опыты с перемешиванием электролита показали, что в зависимости от состава электролита перемешивание по-разному влияет на скорость осаждения никеля и цинка. Наибольшее влияние перемешивание оказало на электроосаждение в электролите №1, увеличив скорости осаждения компонентов и повысив выход по току в 7-15 раз. На электроосаждение в электролите №2 перемешивание не оказало сильного влияния. В электролите с перемешиванием плотность тока сильно изменяла состав покрытия, увеличивая долю никеля.
5. Изучение влияния температуры электролита с добавками лимонной кислоты на электроосаждение показало, что скорость осаждения покрытия и его компонентов уменьшается с ростом температуры. С увеличением температуры доля никеля в покрытии возрастает. Покрытия, осажденные при температуре электролита 50 - 70 °С, обладают чёрным окрасом и ярким блеском.
2. Установлено, что при осаждении цинк - никелевого покрытия во всем интервале плотностей тока наблюдается аномальное соосаждение цинка и никеля, то есть скорость осаждения цинка во всех опытах выше, чем скорость осаждения никеля. При этом увеличение плотности тока не влияет на состав покрытия, а только увеличивает толщину осаждаемого покрытия, повышает скорость осаждения цинка, никеля и покрытия, и, в большинстве опытов, ведет к повышению выхода по току.
3. Использование различных буферных добавок показало, что замена борной кислоты на органические кислоты позволяет повысить допустимую плотность тока без ухудшения качества покрытия, повысить скорость осаждения и выход по току. В этих электролитах плотность тока изменяет состав покрытия, приводя к увеличению содержания никеля.
4. Опыты с перемешиванием электролита показали, что в зависимости от состава электролита перемешивание по-разному влияет на скорость осаждения никеля и цинка. Наибольшее влияние перемешивание оказало на электроосаждение в электролите №1, увеличив скорости осаждения компонентов и повысив выход по току в 7-15 раз. На электроосаждение в электролите №2 перемешивание не оказало сильного влияния. В электролите с перемешиванием плотность тока сильно изменяла состав покрытия, увеличивая долю никеля.
5. Изучение влияния температуры электролита с добавками лимонной кислоты на электроосаждение показало, что скорость осаждения покрытия и его компонентов уменьшается с ростом температуры. С увеличением температуры доля никеля в покрытии возрастает. Покрытия, осажденные при температуре электролита 50 - 70 °С, обладают чёрным окрасом и ярким блеском.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.