Введение к работе
Актуальность работы. Электроосаждение металлов, в том числе и хрома, является одним из эффективных методов улучшения эксплуатационных характеристик металлических изделий. При этом равномерность распределения толщины металлов по поверхности катода является одним из важных показателей, определяющих свойства гальванических покрытий. Равномерность покрытий определяется, прежде всего, рассеивающей способностью электролитов (PC) по металлу и току. Процесс хромирования из электролитов на основе триоксида хрома занимает особое место среди остальных гальванических покрытий в силу специфических особенностей: чрезвычайно низкий катодный выход по току, низкая рассеивающая способность, применение высоких (до 100 А/дм и более) катодных плотностей тока. В то же время ГОСТ 9.309-84 позволяет измерять стандартные значения рассеивающей способности только при плотностях тока не выше 5 А/дм и не применим для измерения PC электролитов хромирования. Имеющиеся данные о рассеивающей способности электролитов хромирования часто противоречивы и имеют, как правило, качественные характеристики. Существующие методы исследования равномерности, позволяющие оценивать равномерность покрытий, базируются на стандартном значении рассеивающей способности. Отсутствие количественных данных по значениям PC и методики оценки равномерности в области отрицательных значений PC затрудняет направленный выбор электролитов хромирования и режимов электролиза для получения хромовых покрытий с заданными свойствами. На основании вышеизложенного является актуальным разработка метода оценки рассеивающей способности электролитов хромирования, установление значений рассеивающей способности электролитов хромирования на основе хромового ангидрида, изучение влияния температуры и плотности тока на величину PC и изучение возможности прогнозирования равномерности хромовых покрытий.
Работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно - исследовательских работ Новомосковского института ФГБОУ ВПО Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева.
Цель работы. Установление значений рассеивающей способности электролитов хромирования в зависимости от температуры и концентрации и возможности прогнозирования равномерности осаждения хромовых покрытий на их основе.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
разработка метода оценки рассеивающей способности электролитов хромирования, позволяющего получать значения рассеивающей способности соответствующие стандартным;
измерение значений рассеивающей способности электроли-
тов хромирования;
исследование влияния температуры, плотности тока и состава на рассеивающую способность электролитов хромирования по металлу и току;
анализ связи между равномерностью покрытий и рассеивающей способностью электролитов как в области положительных, так и в области отрицательных значений рассеивающей способности;
- разработка метода оценки равномерности хромовых покрытий.
Научная новизна.
установлена количественная взаимосвязь рассеивающей способности по току и по металлу электролитов хромирования с температурой и плотностью тока.
получены эмпирические уравнения, адекватно описывающие влияние температуры и состава электролита на рассеивающую способность по току и металлу в электролитах, содержащих оксид хрома (VI) и серную кислоту.
установлено, что между равномерностью хромовых покрытий и рассеивающей способностью по металлу электролитов существует монотонная зависимость как в области положительных, так и отрицательных значений рассеивающей способности;
Практическая значимость.
предложен метод оценки рассеивающей способности электролитов хромирования, позволяющий получать значения рассеивающей способности, соответствующие стандартным.
предложен способ оценки равномерности хромовых покрытий по известной рассеивающей способности электролита хромирования, позволяющий на основании данных о рассеивающей способности рассчитать, не проводя эксперименты, распределение металла.
Научные результаты использованы в Новомосковском институте РХТУ им. Д.И. Менделеева для разработки на их основе лабораторной работы по курсу «Основы электрохимических технологий».
Результаты работы используются при проведении мероприятий по повышению рассеивающей способности электролитов хромирования на ОАО «Полема», г. Тула.
Обоснование достоверности полученных результатов. Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием научно-обоснованных методов исследования и современного оборудования. Обработка экспериментальных данных приведена с учетом статистических критериев воспроизводимости результатов измерений.
Личный вклад. Личный вклад состоял в анализе и обобщении литературных данных по теме работы, постановке задачи, выборе направления ее решения, проведении
экспериментальных исследований, анализе и обсуждении полученных результатов, формировании выводов совместно с руководителем.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы доложены на IV, V Международных научно-практических семинарах «Современные электрохимические технологии в машиностроении» (Иваново. - 2003); Международной научной конференции «Успехи в химии и химической технологии» (М. - 2004); Международных научных конференциях «Математические методы в технике и технологиях» (Кострома. - 2004, Казань. - 2005); научной конференции профессорско-преподавательского состава и сотрудников Новомосковского института РХТУ им. Д.И. Менделеева (Новомосковск. - 2004, 2006, 2007, 2011); V, VI, VIII, IX научно-технических конференциях молодых ученых и аспирантов Новомосковского института РХТУ им. Д.И. Менделеева (Новомосковск, - 2003, 2004, 2006, 2007); Международной научно-технической конференции «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии» (Плес Ивановской области ИГХТУ, -2010).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 9 статьях, в том числе 3 статьи опубликованы в журналах рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка использованной литературы из 143 наименований. Работа изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 45 рисунков и 23 таблицы. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
