Введение к работе
Актуальность работы. Алюминий, электрохимически (или
химически отполированный), обладает рядом весьма ценных
свойств, например, благоприятными фрикционными,
механическими и электрическими характеристиками.
Отполированные алюминиевые детали применяются в различных областях современной техники - радиоэлектронике, машино- и приборостроении, авиационной промышленности. Для прикладной электрохимии особый интерес представляют достаточно высокая коррозионная стойкость электрохимически (или химически) отполированного алюминия и повышение прочности сцепления при последующем нанесении гальванопокрытий. Вышеуказанные способы полировки особенно удобны для изделий сложной конфигурации, распространённых в приборостроении, радиоэлектронике, когда использование механического полирования практически невозможно. Для полировки макроучастков деталей, не имеющих электрического контакта с возможными внешними токоподводами, или при малых толщинах полируемых деталей, незаменимым является процесс химического полирования.
Сравнительно ограниченное использование' в практике процессов электрохимического полирования (ЭХП) и, особенно, химического (ХП) обусловлено, прежде всего, экологической проблемой. Наиболее известные универсальные серно-фосфорно-хромовокислые электролиты ЭХП обладают высокой агрессивностью и повышенной токсичностью. Процесс полирорки в них довольно продолжителен (до 10-20 мин.). Растворы обладают низким сроком службы (до пропускания 70-90 А»ч/л ). Из-за малого срока службы и высокой концентрации в них довольно ценных компонентов стоимость процесса полирования и обезвреживания остаётся высокой.
Наиболее перспективными являются бесхромовые электролиты полирования с улучшающими добавками поверхностно-активных органических веществ (ПАОВ), позволяющих интенсифицировать процесс полирования, повысить качество полировки изделий, улучшить технологичность процесса (снизить рабочие температуры, продолжительность электролиза), частично решить проблему экологнчности процессов (при использовании биологически нестойких ПАОВ).
Электролиты с известными добавками ПАОВ пригодны, в основном, для полирования сплавов алюминия с малым содержанием легирующих компонентов, обладают невысокой работоспособностью (90-100 А»ч/л), сильно вспениваются.
Разработка новых электролитов полирования с эффективными добавками ПАОВ сдерживается недостаточно полным исследованием механизма' анодного растворения алюминия (в частности, его ЭХП), влияния на него добавок ПАОВ.
Цель работы. Разработка экономичных универсальных легкорегенерируемых растворов с улучшающими добавками ПАОВ для процессов ЭХП алюминия и его сплавов, а также процесса ХП для алюминия без легирующих добавок, для их использования при обработке изделий радиоэлектронной аппаратуры, продукции ширпотреба на основании изучения механизма ЭХП, влияния добавок ПАОВ на анодное поведение алюминия, влияния легирующих компонентов сплавов на процесс ЭХП.
Научная новизна работы. Изучено явление отрицательного дифференц-эффекта (ОДЭ) при анодном растворении алюминия в растворе ЭХП при потенциалах полировки. Предложен механизм возникновения ОДЭ, обусловленный формированием на аноде твердофазной плёнки со смешанной ионно-дырочной проводимостью; первичное образование субионов А1+, мигрирующих через поверхностную плёнку и реагирующих с раствором, является причиной выделения водорода на транспассивном аноде.
Показано, что процесс ЭХП обусловлен не только образованием вязкого прианодного слоя раствора, а идёт в условиях наличия на поверхности алюминиевого анода плёнки, преимущественно оксидной природы.
Практическая ценность работы. Разработан экономичный, высокоработоспособный (до 150-180 А»ч/л), универсальный, не содержащий хромовый ангидрид, регенерируемый фосфорно-сернокислый глицериновый (ФСГ) электролит ЭХП с добавкой ремантадина. для обработки с высокой степенью чистоты поверхности деталей радиоэлектронной аппаратуры из алюминия и его сплавов (АДО, АД1, АД, АМц, АМг, А6Н, Діб). Электролит защищен авторским свидетельством. Проведены апробация и внедрение в опытную эксплуатацию в НПО "Салют" и в ОАО "Нижегородский завод точного машиностроения".
Разработан простой, малотоксичный, обладающий повышенной работоспособностью (до 200 А»ч/л) щелочной раствор ЭХП, пригодный для обработки алюминия и его сплавов разных марок (АДО, АД1, АД, АМц, АМг, А6Н, Діб), с высокой отражательной способностью полированной поверхности для использовании в продукции ширпотреба. На данный электролит имеется положительное решение на изобретение.
Разработан высокоскоростной электролит ХП алюминия, позволяющий повышать чистоту поверхности на 2-3 класса, 4
обладающий производительностью в 2-3 раза большей по сравнению с известными.
Разработан простой и не требующий сложного оборудования способ регенерации отработанных электролитов полирования с использованием активированного угля марки БДТ. Общая работоспособность ФСГ раствора с добавкой ремантадина увеличивается в 1,3-1,6 раза.
Апробация работы. Основные материалы докладывались и обсуждались:
- на межреспубликанской научно-технической конференции
"Прогрессивные технологии в электрохимической обработке
металлов и экология гальванического производства", 1990г.,
(Волгоград);
на всесоюзной конференции "Ресурсосберегающие технологии в гальванотехнике", 1991 г., (Севастополь);
на научно-техническом семинаре "Гальванические покрытия для товаров народного потребления", 1992 г., (Санкт-Петербург);
на всесоюзной конференции "Перспективы развития химии и практического применения каркасных соединений", 1992 г., (Волгоград);
- на нижегородской сессии молодых учёных, 1996 г., (Вьжса).
Публикации. По результатам работы имеется одно авторское
свидетельство на изобретение, одно положительное решение на изобретение и опубликовано 11 печатных работ.
