Введение к работе
Актуальность темы. В современной радиоэлектронной технике, приборостроении и машиностроении важное значение имеет разработка новых видов покрытий, обладающих повышенной твёрдостью, износостойкостью, коррозионной стойкостью, паяемостью и другими эксплуатационными свойствами.
Основным препятствием для ускорения процессов электроосаждения металлов и сплавов является низкая скорость массопереноса реагентов к поверхности катода. Этого недостатка лишён ацетатный электролит никелирования (разработан Кудрявцевым Н. Т. и Цу-пак Т. Е.), в котором происходит ускорение массопереноса вследствие перемешивания прикатодного слоя водородом, выделяющимся совместно с никелем и за счёт эффекта миграции и экзальтации тока по никелю, поскольку в растворе практически отсутствуют электропроводящие частицы фона.
Соосаждение никеля с другими металлами и неметаллами из ацетатных растворов может значительно повысить физико-химические свойства покрытий. До настоящего времени электрохимические сплавы никель-вольфрам и никель-родий достаточно редко применялись в промышленности, поэтому перспективной является разработка технологии электроосаждения блестящих и полублестящих, коррозионностойких покрытий сплавами никель-вольфрам и никель-родий из ацетатно-хлоридного электролита.
Цель работы.
Разработка электролитов для осаждения сплавов никель-вольфрам и никель-родий, определение влияния состава электролитов и режима осаждения на состав покрытия сплавами и выход по току сплавов. Изучение физико-механических свойств покрытий и определение возможных областей применения.
Для реализации поставленной цели были намечены следующие основные задачи:
а исследовать влияния состава электролита и режима электролиза на состав покрытий сплавами никеля с вольфрамом и родием при использовании постоянного тока из ацетатно-хлоридных электролитов;
f0c- НАЦИОНАЛЬНА*] БИБЛИОТЕКА ,
«"raff!
изучить кинетические закономерности раздельного и совместного осаждения металлов в отдельности и сплавов никель-вольфрам и никель-родий;
а определить некоторые физико-химические и механические свойства покрытий сплавами никель-вольфрам и никель-родий, полученных при стационарном режиме электролиза;
а апробировать результаты исследований в лабораторных и промышленных условиях.
Научная новизна работы.
Установлено влияние состава электролита (концентрация металлов в растворе, рН. концентрация ацетата натрия) и режима электролиза (температура, перемешивание и плотность катодного тока) на выход по току и качество покрытий сплавом никель-вольфрам и никель-родий, осажденных из кислого ацетатно-хлоридного электролита. Установлены зависимости между содержанием металлов в сплаве от концентрации ионов металлов в растворе, катодной плотности тока, рН и температуры.
Определена лимитирующая стадия совместного и раздельного электроосаждения никеля и родия.
Изучены некоторые физико-химические и механические свойства покрытий сплавами никель-вольфрам и никель-родий, полученных электроосаждением из ацетатно-хлоридного электролита.
Практическое значение работы.
Разработан стабильный ацетатно-хлоридный электролит, позволяющий получать высококачественные покрытия сплавом никель-вольфрам.
Разработан стабильный ацетатно-хлоридный электролит, разбавленный по ионам родия, для получения покрытий сплавом никель-родий.
Изучены физико-механические свойства (микротвердость, износостойкость и др.) покрытий сплавами никель-вольфрам и никель-родий. Установлено, что свойства покрытий сплавами по некоторым параметрам превосходят свойства никелевых покрытий, полученных из ацетатно-хлоридного электролита.
Разработанный электролит для электроосаждения сплава никель-вольфрам прошел промышленное испытание.
На защиту выносятся:
результаты исследования влияния составов электролитов и режима электроосаждения на состав покрытий сплавами никель-вольфрам и никель-родий и выход по току сплавов;
результаты изучения кинетических закономерностей раздельного и совместного электроосаждения никеля с вольфрамом и родием из ацетатно-хлоридного электролита;
экспериментальные данные по физико-химическим и механическим свойствам покрытий сплавами никель-вольфрам и никель-родий из ацетатно-хлоридного электролита.
Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на III научно-технической конференции молодых ученых и аспирантов (г. Новомосковск, 2001 г.); всероссийских научно-практических конференциях «Защитные покрытия в машиностроении и приборостроении» (г. Пенза, 2001 г., 2003 г.); V Всероссийской научно-технической конференции «Новые химические технологии: производство и применение» (г. Пенза, 2003 г.); научно-практической конференции и выставке «Защита металлов от коррозии металлическими и неметаллическими покрытиями» (РХТУ им. Д. И. Менделеева, г. Москва, 2004 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Прогрессивная технология и вопросы экологии в гальванотехнике и производстве печатных плат» (г. Пенза, 2004 г.), Международном симпозиуме «Надёжность и качество 2005» (г. Пенза, 2005 г.).
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 10 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, описания методики эксперимента, раздела экспериментальных результатов и их обсуждения, выводов и списка литературы, включающего 134 наименования, и приложения. Работа изложена на 118 страницах машинописного текста, содержит 47 рисунков, 12 таблиц.
