Электроосаждение цинк-никелевых сплавов ,- выпускная квалификационная работа

Содержание

Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Получение и свойства анодных покрытий на основе никеля и цинка 9
1.2. Механизм осаждения сплава Zn-Ni 10
1.3. Фазовые структуры цинк-никелевых покрытий 12
1.4. Факторы, влияющие на состав Zn-Ni покрытия и на выход по току 16
1.4.1. Влияние температуры 17
1.4.2. Влияние плотности тока 17
1.4.3. Природа электролитов 18
1.4.4. Влияние рН электролита 19
1.4.5. Влияние перемешивания электролита 20
1.4.6. Влияние поверхностно-активных веществ 20
1.5. Методы контроля покрытий 22
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методика эксперимента
2.1.1. Приготовлений электролита для осаждения сплава 25
2.1.2. Подготовка поверхности образцов 25
2.1.3. Контроль состава электролита 25
2.1.4. Установка для электроосаждения сплава 27
2.1.5. Методика определения выхода по току сплава 27
2.1.6. Методика определения толщины осажденного покрытия29
2.1.7. Коррозионные испытания 29
2.1.8. Пористость покрытий и прочность сцепления покрытий
с основным металлом 29
2.1.9. Исследования фазового состава электроосажденных покрытий30
2.2. Обсуждение результатов 31
2.2.1. Влияние плотности тока и температуры на свойства покрытия 31
2.2.2. Влияние перемешивания на состав покрытия 36
2.2.3. Влияние скорости перемешивания и температуры
на свойства покрытия 40
2.2.4. Влияние времени осаждения сплава на состав покрытия 44
2.2.5. Оценка истинной толщины осажденного покрытия 46
2.2.6. Влияние концентраций солей осаждаемых металлов в электролите
и температуры на свойства покрытия 48
ВЫВОДЫ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 57
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 99
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 100

Введение

Покрытия электролитическими сплавами приобретают всё большее распространение в различных отраслях приборостроения, машиностроения и промышленности, так как они имеют ряд преимуществ перед покрытиями чистыми металлами. Осаждение двух и более металлов позволяет получать покрытия, сочетающие полезные свойства каждого металла. За счет образования сплавов покрытия могут приобретать более высокую коррозионную стойкость в агрессивных средах, полупроводниковые, антифрикционные, магнитные, декоративные свойства.
Интерес к сплавам цинка и никеля обусловлен надежной электрохимической защитой изделий от коррозии и альтернативной заменой кадмиевых покрытий. Так же изделия с таким покрытием сохраняют способность к формовке, свариваемости и окрашиванию. Однако, не смотря на востребованность такого покрытия, использование ограниченно. Причиной этого является сложный механизм электроосаждения сплава, что приводит к непредсказуемым свойствам покрытия. Представления о кинетике и механизме осаждения цинк-никелевого сплава, физикохимических свойствах и режиме электролиза являются актуально проблемой.
Целью настоящей работы является изучение влияния параметров электролиза на процесс электроосаждения Zn-Ni сплава из слабокислого электролита.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Заключение

1. Исследование влияния плотности тока на процесс электролиза
показало, что при любой температуре увеличение плотности тока повышает
скорость осаждения сплава и увеличивает толщину покрытия.
2. Влияние температуры проявляется в повышении доли никеля в сплаве
и увеличении выхода по току осаждаемого сплава. Электронномикроскопический метод анализа показал, что при увеличении температуры
размер зерна покрытия увеличивается.
3. При изучении влияния перемешивания на процессы электролиза
установлено, что перемешивание не влияет на скорость осаждения никеля, но
влияет на скорость осаждения цинка, из чего мы сделали вывод, что никель
осаждается в кинетическом режиме, цинк – диффузионном или
диффузионно-кинетическом режиме.
4. Введение в электролит поверхностно-активного вещества приводит к
увеличению доли никеля в сплаве и повышению выхода по току.
5. Исследованиями поперечного сечения шлифованного образца
установлено, что истинная толщина покрытия не соответствует расчетной,
что, возможно, связано с наличием пор в покрытии, однако, наличие
сквозных пор в покрытии выявлено не было. Состав сплава по толщине
осажденного покрытия не является постоянным.
6. Одновременное повышение температуры (выше 50 °С) и плотности
тока при электроосаждении приводят к охрупчиванию осажденного
покрытия, что вызвано высокими внутренними напряжениями.
Варьирования параметров осаждения сплава из использованного
электролита позволяют осаждать сплавы различных составов. Покрытия
лучшего качества получились в результате осаждения сплава при низких
плотностях тока и повышенных температурах (до 40 °С).

Литература

1. Антипов К.Ф. Справочник технолога машиностроителя: справочник
в 2-х томах / под ред. В.М. Кована, – 2-е изд., испр. и доп. – М.:
Машиностроение, 1963. – Т. 1. – 887с.
2. Федотьев Н.Н. Прикладная электрохимия: учебник. – Л.: Химия,
1962. – 624 с.
3. Кудрявцев Н.Т. Электролитическое покрытие металлами. М.:
Химия, 1979. – 352 с.
4. Бахвалов Г.Т. Защита металлов от коррозии – М.: Металлургия,
1964. – 290 с.
5. Кудрявцев Н.Т. Электроосаждение сплава цинк-никель. – М.:
Машиностроение, 1970. – 216 с.
6. Аверкин В.А. Электролитическое осаждение сплавов: сборник. – М.:
машгиз, 1961. – 218 с.
7. А.с. 524866 СССР, МКИ С 25 D 3/56. Электролит для осаждения
цинк-никелевых сплавов / В.Н. Бурков, З.В. Николаева, Т.А.
Сторожок, Б.А. Никитин. – №2123282/01; заявл. 10.04.75; опубл.
15.03.76, Бюл. №30.
8. Brenner A. Electrodeposition of Alloys. Principle and Practice // New
York and London: Academic Press inc. – 1963. V. I & II. – P. 267-407.
9. Григорян Н.С. Взаимное влияние компонентов в процессе
электроосаждения сплава цинк-никель / Н.С. Григорян, В.Н.
Кудрявцев, П.А. Ждан // Физикохимия поверхности и защита
материалов. – 1989. – Т. 25, №2. – С. 288-290.
10. Гаевская Т.В. Электрохимически осажденные сплавы цинк-никель /
Т.В. Гаевская, Т.В. Бык, Л.С. Цыбульская // Журнал прикладной
химии. – 2003. – Т. 76, №10. – С. 1625-1630.
11. Zech N. Anomalous codeposition of Iron group metals. Experimental
Results // N. Zech, E.J. Podlaha, D. Landolt // J. Electrochem. Soc. –
1999. – V.146, №8. – P. 2886-2891.
12. Zech N. Anomalous codeposition of Iron group metals. Mathematical
model // N. Zech, E.J. Podlaha, D. Landolt // J. Electrochem. Soc. – 1999.
– V.146, №8. – P. 2892-2900.
13. Харламов В.И. К вопросу об аномальном осаждении сплава цинкникель из сульфатно-хлоридных электролитов / В.И. Харламов, А.В.
Вакка, Т.Л. Азарченко, Т.А. Ваграмян // Электрохимия –1991. –
Т.27, №8. – С. 1062-1065.
14. Шестаков М.А., Жихарева И.Г. Прогнозирование условий
образования интерметаллидов / М.А. Шестаков, И.Г. Жихарева, В.П.
Щипанов // Химия и химические технологии – 2006. – Т. 49, №12. –
С. 62-66.
15. Бык Т.В., Цыбульская Л.С. Формирование, структура и свойства
электрохимически осаждаемых цинк-никелевых сплавов / Т.В. Бык,
Л.С. Цыбульская, Т.В. Гаевская //НАН Беларусии – 2002. – №1. –
С. 54.
16. Бык Т.В., Цыбульская Л.С. Формирование, структура и свойства
электрохимически осаждаемых цинк-никелевых сплавов / Т.В. Бык,
Л.С. Цыбульская, Т.В. Гаевская //НАН Беларусии – 2002. – №2. –
С. 6.
17. Эллиот Р.П. Структуры двойных сплавов: справочник в 2 ч / под
ред. И.И. Новикова, – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Металлургия, 1970.
– Ч. 2. – 472с.
18. Кудрявцев Н.Т. Электролитическое покрытие сплавом цинк-никель
для защиты стальных изделий от коррозии / Н.Т. Кудрявцев, К.М.
Тюнина, С.М. Фигнер // Журнал прикладной химии. – 1962. – №5. –
С. 1035-1043.
... всего 31 источников