Введение к работе
Актуальность темы. Одним из современных способов защиты металлических изделий от коррозии и износа в приборо- и машиностроении является нанесение химических Ni-P покрытий (химическое никелирование). Помимо высоких эксплуатационных характеристик они отличаются равномерностью толщины на деталях сложной конфигурации. Однако нестабильность используемых электролитов ограничивает срок их службы, вызывает неоправданный расход химикатов и угрожает экологической безопасности производства. Для совершенствования свойств химических Ni-P покрытий в них вводят третий компонент, например, Си, однако добавление больших количеств меди приводит к снижению скорости осаждения покрытий и нестабильности состава и свойств покрытий, а легирование малыми количествами меди мало изучено. Поэтому систематическое исследование условий получения с высокой скоростью химических покрытий сплавом Ni-P, легированных медью, обладающих стабильным составом и свойствами и способных заменить процесс химического никелирования, представляется актуальным.
Цель работы. Разработать стабильный состав слабокислых растворов и условия осаждения с высокой скоростью Ni-P покрытий, легированных медью, с повышенной коррозионной устойчивостью и износостойкостью.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
Исследовать соосаждение меди с никелем и фосфором при восстановлении гипофосфитом;
Оптимизировать состав раствора;
Определить оптимальные условия осаждения покрытий Ni-P-Cu;
4. Определить коррозионную устойчивость и износостойкость покрытий.
Научная новизна. Впервые систематическим исследованием соосаждения меди с
никелем и фосфором при восстановлении гипофосфитом из слабокислых электролитов показано, что введение в глицинатный раствор химического никелирования 0,1 -0,6 г/л соли меди приводит к увеличению скорости осаждения, повышению стабильности раствора и улучшению блеска покрытий, а введение более 1 г/л соли меди прекращает осаждение. Одновременное присутствие в растворе малоновой, янтарной и аминоуксусной кислот усиливает эти эффекты. Методом математического планирования установлены связи между составом сплава и скоростью осаждения его компонентов и покрытия в целом с составом электролита и условиями осаждения. Оптимизированы условия, обеспечивающие высокоскоростное осаждение покрытий Ni-P-Cu (0,2-1,7 % мас). Показано, что по своим коррозионным свойствам и износостойкости легированные медью Ni-P покрытия превосходят покрытия, полученные химическим никелированием.
Практическая ценность работы. Предложен состав слабокислого раствора для высокоскоростного осаждения Ni-P покрытий, легированных медью. Разработан процесс осаждения покрытия сплавом Ni-P-Cu (0,2-1,7 % мас), способный заменить химическое никелирование. Предложены методики корректирования состава раствора при его длительной эксплуатации.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции, посвященной 75-летию кафедры физической и коллоидной химии РГАУ - МСХА имени К.А.Тимирязева и на конференции молодых ученых и специалистов РГАУ. На выставке НТТМ-2006 получена медаль "За успехи в научно-техническом творчестве".
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК. Получен патент на изобретение.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, выводов, списка литературы. Общий объем работы 186 страницы машинописного текста, 23 таблицы, 61 рисунок, 145 ссылок.
