Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Влияние ультрадисперсных алмазов на кинетику осаждения цинка из цинкатных электролитов и улучшение коррозионной стойкости покрытий Жарков Дмитрий Владимирович

Влияние ультрадисперсных алмазов на кинетику осаждения цинка из цинкатных электролитов и улучшение коррозионной стойкости покрытий
<
Влияние ультрадисперсных алмазов на кинетику осаждения цинка из цинкатных электролитов и улучшение коррозионной стойкости покрытий Влияние ультрадисперсных алмазов на кинетику осаждения цинка из цинкатных электролитов и улучшение коррозионной стойкости покрытий Влияние ультрадисперсных алмазов на кинетику осаждения цинка из цинкатных электролитов и улучшение коррозионной стойкости покрытий Влияние ультрадисперсных алмазов на кинетику осаждения цинка из цинкатных электролитов и улучшение коррозионной стойкости покрытий Влияние ультрадисперсных алмазов на кинетику осаждения цинка из цинкатных электролитов и улучшение коррозионной стойкости покрытий Влияние ультрадисперсных алмазов на кинетику осаждения цинка из цинкатных электролитов и улучшение коррозионной стойкости покрытий Влияние ультрадисперсных алмазов на кинетику осаждения цинка из цинкатных электролитов и улучшение коррозионной стойкости покрытий Влияние ультрадисперсных алмазов на кинетику осаждения цинка из цинкатных электролитов и улучшение коррозионной стойкости покрытий Влияние ультрадисперсных алмазов на кинетику осаждения цинка из цинкатных электролитов и улучшение коррозионной стойкости покрытий
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Жарков Дмитрий Владимирович. Влияние ультрадисперсных алмазов на кинетику осаждения цинка из цинкатных электролитов и улучшение коррозионной стойкости покрытий : Дис. ... канд. хим. наук : 05.17.03 : СПб., 2005 108 c. РГБ ОД, 61:05-2/613

Содержание к диссертации

Введение

3. Аналитический обзор 11

3.1. Свойства и закономерности получения цинковых покрытий из цинкатных электролитов цинкования 11

3.1.1. Свойства цинковых покрытий 11

3.1.2. Механизм реакции и технологические режимы получения цинковых покрытий из цинкатного электролита цинкования 14

3.1.3. Характеристика электрохимических закономерностей получения цинковых покрытий из цинкатных электролитов цинкования 17

3.2. Композиционные электрохимические покрытия (КЭП) 20

3.2.1. История, терминология, классификация композиционных покрытий 20

3.2.2. Влияние дисперсной фазы на свойства КЭП 21

3.2.3. Влияние условий электролиза на закономерности получение КЭП 23

3.2.4. Механизм электрохимического соосаждения металлов и дисперсных частиц 25

3.2.5. Цинковые композиционные электрохимические покрытия 28

3.2.6. Получение, применение и характеристика ультрадисперсных алмазов (УДА) 29

3.2.7. Применение УДА для получения КЭП 30

3.3. Обработка оцинкованных изделий 33

3.3.1. Хроматирование цинковых покрытий 33

3.3.2. Фосфатирование цинковых покрытий 40

3.3.3. Выбор составов пассивации цинковых покрытий для исследования 46

4. Экспериментальная часть 48

4.1. Аппаратура, реактивы и основные методы исследования 48

4.1.1. Характеристика исходных веществ 48

4.1.2. Приготовление электролитов и растворов 49

4.1.3. Методика определения выхода цинка по току 52

4.1.4. Методика определения рассеивающей способности электролита 53

4.1.5.Методика снятия поляризационных кривых 54

4.1.6. Определение содержания УДА в цинковом покрытии 59

4.1.7. Методика снятия коррозионных кривых 65

4.1.8. Методика измерения микротвердости 65

4.1.9. Ускоренных коррозионных испытаний с использованием корродкод пасты 66

4.1.10. Методика измерения потенциала образования пассивной пленки 68

4.1.11. Методика коррозионных испытаний в 3% растворе NaCl 68

4.1.12. Методика коррозионных испытаний в камере солевого тумана 69

4.2, Результаты экспериментальных измерений и их обсуждение 71

4.2.1. Влияние добавок А1ДМ, УДА и АШ на свойства цинковых покрытий и параметры процесса осаждения из цинкатного электролита цинкования 71

4.2.1.1. Выбор концентрации основных компонентов ZnO и

NaOH электролита цинкования 71

4.2.1.2. Влияние добавки А1ДМ на катодную поляризацию 72

4.2.1.3. Влияние концентрации добавок УДА и АШ на катодную поляризацию 74

4.2.1.4. Совместное влияние добавок на катодную поляризацию 77

4.2.1.5. Совместное влияние добавок на анодную поляризацию 80

4.2.1.6. Определение механизма осаждения цинкового покрытия 82

4.2.1.7. Влияние добавок А1ДМ, УДА и плотности тока на выход цинка по току 84

4.2.1.8. Влияние добавок А1ДМ и УДА на рассеивающую способность цинкового электролита 87

4.2.1.9. Влияние УДА на микротвердость цинковых покрытий 88

4.2.1.10. Влияние добавок А1ДМ и УДА в цинкатном электролите на токи коррозии 90

4.2.2. Выводы о влияние добавок А1 ДМ и УДА на свойства цинковых покрытий и параметры процесса осаждения из цинкатного электролита цинкования 96

4.2.3. Разработка оксидно-фосфатного раствора пассивации цинковых покрытий на основе соединений трехвалентного хрома 98

4.2.3.1. Сравнительные коррозионные испытания с использованием корродкот - пасты 98

4.2.3.2, Выбор времени пассивации по изменению потенциала от времени при образования пассивной пленки 102

4.2.3.3. Скорость коррозии в 3% NaCI цинкового покрытия без п асси ваци и 105

4.2.3.4. Выбор раствора пассивации по результатам скорости коррозии в 3%NaCl 106

4.2.3.5. Влияния рН раствора на внешний вид и скорость коррозии пассивного цинка в 3% NaCl 108

4.2.3.6. Влияние времени пассивации на скорость коррозии в 3% NaCl 111

4.2.3.7. Влияние температуры раствора пассивации на скорость коррозии в 3% NaCl 113

4.2.3.8. Влияние концентрации C0SO4 на скорость коррозии в 3% NaCl 114

4.2.3.9. Коррозионные испытания в камере солевого тумана 115

4.2.4. Выводы по разработке раствора пассивирования цинковых покрытий не содержащих Сг6+ 116

5. Выводы 118

6. Литература

Введение к работе

В настоящее время трудно найти такую область производства, где в том или ином виде не использовались гальванические покрытия самого различного функционального назначения. Одним из основных функциональных свойств покрытий является защита материалов от коррозии.

Самым распространенным способом защиты металлов от коррозии, особенно стальных, являются гальванические цинковые покрытия. Не смотря на то, что цинк является не самым стойким к коррозии материалом, его широкое применение связано с сочетанием стойкости к окружающей среде и способности к обеспечению анодной защиты сталей с одной стороны и достаточно высокой распространенностью цинка в природе и дешевизны его неорганических соединений с другой стороны.

Закономерности образования цинковых покрытий изучены многими исследователями самым тщательным образом. На практике цинковые покрытия получают из целого ряда электролитов, но наибольшее распространение получили щелочные бесцианистые электролиты цинкования в наибольшей степени удовлетворяющие по комплексу таких параметров, как экономические, технологические и экологические. Усилия ученых по оптимизации условий получения цинковых покрытий в последние годы были направлены в основном на поиск различных поверхностно-активных веществ (ПАВ) и их композиций, улучшающих, а часто и определяющих, свойства покрытия и технологические параметры его получения[3,5,6]. В настоящее время изучено влияние сотен веществ пригодных для применения в качестве ПАВ в электролитах, и работы в этом направлении продолжаются.

В то же время, в связи с развитием научных и практических представлений о композиционных электрохимических покрытиях, представляющих собой гальванические покрытия, содержащие в своей структуре инородные микроскопические частицы, появляется возможность существенно изменить полезные свойства покрытий, такие как микротвердость, коррозионная стойкость, износостойкость. Данное направление в технологии гальванических покрытий получает все большее распространение [7,8 ].

Большинство цинковых покрытий для увеличения их коррозионной стойкости подвергают дополнительной обработке. Наиболее распространенными процессами, которые используют для этой цели, является хроматирование и фосфатирование. Хроматные покрытия, в основном, наносятся из растворов на основе шестивалентного хрома, но в связи с решением запретить в Европе применение хроматных покрытий [33], содержащих шестивалентный хром, соединения которого являются канцерогенами, в последнее время все больше исследований направлено на возможность получения пленок на основе соединений трехвалентного хрома или безхромовых пленок, коррозионные свойства которых будут соизмеримы со свойствами пленок на основе соединений шестивалентного хрома.

Таким образом, создание композиционного цинкового покрытия на основе новых дисперсных материалов, ультрадисперсных алмазов (УДА) и алмазной шихты (АШ), с улучшенными функциональными свойствами и нового раствора пассивирования, способного заменить растворы пассивирования цинковых покрытий на основе соединений шестивалентного хрома, является актуальной проблемой.

Целью работы является улучшение функциональных свойств и коррозионной стойкости цинкового покрытия. Работа состоит из двух частей:

1) В первой части изучается возможность осаждения композиционного электрохимического покрытия на основе цинка с ультрадисперсными алмазами или алмазной шихтой.

2) Вторая часть посвящена разработке раствора хроматирования цинковых покрытий на основе соединений трехвалентного хрома, пассивные пленки из которого будут соизмеримы по коррозионным свойствам со свойствами пленок из растворов на основе соединений шестивалентного хрома.

Научная новизна. Установлены кинетические закономерности соосаждения цинка с УДА и АШ, новых дисперсных материалов, относящихся к нанотехнологиям, на параметры процесса осаждения и свойства цинк-алмазных композиционных покрытий из цинкатного электролита цинкования. Установлено, что УДА и АШ незначительно влияют на катодную поляризацию, увеличивают выход цинка по току и коррозионную стойкость цинк-алмазных покрытий с блескообразующей добавкой А1 ДМ.

Практическая ценность. Разработана технология получения композиционного цинк-алмазного покрытия, с улучшенными функциональными свойствами. Разработан состав электролита для осаждения цинка с УДА и новый оксидно-фосфатный раствор пассивирования цинковых покрытий на основе соединений трехвалентного хрома, пассивные пленки из которого по своим защитным и декоративным свойствам не уступают пассивным пленкам из растворов хроматирования на основе соединений шестивалентного хрома.

На защиту выносятся следующие вопросы: -кинетика осаждения цинковых покрытий из цинкатного электролита цинкования в присутствии УДА и АШ -влияние блескообразующей добавки А1ДМ фирмы "Chemeta" на параметры процесса осаждения цинковых покрытий из цинкатного электролита цинкования -влияние УДА и АШ на выход по току, рассеивающую способность, микротвердость, коррозионную стойкость цинковых покрытий

- разработка раствора пассивирования цинковых покрытий не содержащего в своем составе соединений шестивалентного хрома

- результаты коррозионной стойкости пассивных пленок на цинковых покрытиях  

Механизм реакции и технологические режимы получения цинковых покрытий из цинкатного электролита цинкования

Роль и значение в технике защитных гальванических покрытий предопределяет постоянный поиск способов получения новых покрытий или улучшение известных. Одним из способов улучшения известных покрытий, а по сути создания нового вида покрытий, является способ получения гальванических покрытий с включенными в него инородными частицами другой фазы. Первые работы по получению таких покрытий относятся еще к 1930 г.,а начиная с 1970 годов данное направление получило развитие во многих странах мира, а покрытия нашли широкое применение в технике [7,17,18,29]. В соответствии с современными представлениями материаловедения гальванические покрытия с включенными в их структуру инородными мелкодисперсными частицами другой фазы квалифицируются как композиционные электрохимические покрытия (КЭП) [17]. Под композиционными материалами в настоящее время понимают гетерогенные материалы, состоящие из непрерывной фазы (матрицы) и распределенной в ней дисперсной фазы (включений).

КЭП классифицируют по характерным признакам, свойственным металлическим покрытиям. Основными характерными признаками КЭП являются способ получения, характер защиты, материал покрытия, состав, размер и вид дисперсных частиц.

При создании КЭП в качестве дисперсной фазы в соответствии с основной целью модифицирования гальванических покрытий, а именно повышения их механических свойств и коррозионной стойкости, применяют самые разнообразные дисперсные материалы, имеющие высокие прочностные характеристики и высокую химическую стойкость в различных средах. В частности используют бориды, оксиды, нитриды, карбиды, силициды... При этом форма частиц может быть также разнообразной сферической, многогранной, слоистой и нитевидной [17].

Виды материалов основы и дисперсной фазы определяют многообразие используемых для получения КЭП рецептур электролитов и технологических режимов.

Свойства КЭП определяются главным образом свойствами и содержанием исходных материалов в композиции.

Дисперсные частицы, внедряясь в электрохимически осаждаемый металл или контактируя с его поверхностью, нарушают кристаллическую структуру и образуют дефекты в кристаллической решетке, что приводит к изменению прочностных свойств металла [7,17,18,19]. Таким образом, наличие дисперсных материалов в электролите и их контакт с катодом приводит обычно к упрочнению осаждающегося осадка, вследствие того, что они нарушают правильную последовательность чередования атомных плоскостей.

Механические свойства твердых тел (в том числе и покрытий) в значительной степени определяются их структурой, причем на прочность тел существенно влияют микротрещины, являющиеся концентраторами , напряжений. Включенные в покрытие дисперсные частицы являются макробарьерами на пути микротрещин, дефектов и дислокаций, что приводит к упрочнению материала [7]. Твердость КЭП определяется условиями кристаллизации металла, содержанием и свойствами дисперсного материала, условиями электролиза и в большинстве случаев имеет более высокие значения, чем "чистые" металлы [17]. Наиболее доступным критерием оценки прочностных характеристик покрытий является их микротвердость. Другой основной характеристикой свойств КЭП является их коррозионная стойкость.

В случае, если КЭП в своем составе имеет электронейтральные частицы с коррозионной стойкостью выше метала, то коррозионная стойкость КЭП будет зависеть от площади перекрытия частицами общей поверхности КЭП. Также, чем больше частиц КЭП и меньше их размер, тем более коррозионностойким будет КЭП, так как при этом обеспечивается более равномерное распределение коррозионного тока по поверхности покрытия [7,18]. Кроме того, имеет значение влияние внутренних напряжений на скорость коррозии, так как потенциал напряженного металла положительнее, чем ненапряженного, вследствие чего напряженные участки будут являться анодами и сильнее корродировать [7]. Поскольку коррозионные процессы начинаются на открытых участках, то более плотная и однородная структура, обусловленная деформациями матрицы вокруг дисперсных частиц, способствует повышению коррозионной стойкости.

Цинковые композиционные электрохимические покрытия

Введенные в электролит УДА могут связывать кислотные или основные остатки, что может повышать катодную поляризацию и способствовать образованию мелкокристаллических осадков. Существенно, что неалмазный углерод, количество которого в УДА 0,4 - 1,5 мае. %, не составляет отдельной фазы или отдельных частиц и не определяется кристаллографически как графит или микрографит. Задача периферических неалмазных структур -обеспечить максимальное взаимодействие алмазной частицы с матричным материалом в момент его кристаллизации на катоде [12].

УДА, является мощным адсорбентом, и может адсорбировать на себе примеси, присутствующие в электролите. Известно, что центрами коррозионного процесса являются микрогальванические пары металл-примесь, а адсорбируя на себя примеси, УДА существенно снижают количество таких микрогальванических пар. Также, включаясь в покрытия, частицы УДА обеспечивают более равномерное распределение коррозионного тока по поверхности покрытия.

Во время электроосаждения взвешенные в электролите алмазные частицы взаимодействуют с поверхностью растущего осадка благодаря гидродинамическим, молекулярным и электростатическим силам. Этот сложный процесс приводит к образованию КЭП [17].

В силу малого размера частиц УДА и их невысокого содержания в покрытии (0,5 - 1,0%) существенное повышение износостойкости, микротвердости, коррозионной стойкости не может быть связано с твердостью алмаза. В основе улучшения металл-алмазных материалов лежит целый ряд позитивных изменений структуры осадка. Наличие в покрытии чрезвычайно развитых по площади и прочных по химическим связям граничных слоев металл-алмаз обеспечивает повышенную износостойкость и микротвердость. Высокая химическая и адсорбционная активность поверхности частиц УДА обеспечивает более высокий уровень упрочнения покрытия, чем поверхность других известных дисперсных частиц, не обладающих таким набором свойств, как УДА.

Ввиду высокой химической активности цинка, особенно в агрессивных атмосферах, цинковые покрытия склонны к образованию продуктов коррозии белого и серого цвета (так называемая "белая ржавчина"), в основном состоящая из основных гидрокорбанатов цинка, которые снижают защитную способность и ухудшают внешний вид покрытия.

Наиболее распространенными методами повышения защитной способности цинковых покрытий является хроматирование и фосфатирование. Практически всю оцинкованную продукцию подвергают хроматной или фосфатной обработке. Такая обработка значительно увеличивает время до образования "белой ржавчины",

В настоящее время разработка новых растворов и составов для защиты цинковых покрытий от коррозии не потеряла своей актуальности в связи с ужесточением или запрещением использовать некоторые вредные вещества» используемые при составлении растворов, например шестивалентный хром.

При взаимодействии цинкового покрытия с хроматирующим раствором протекают химические процессы, приводящие к окислению ионами водорода, соединениями шести валентного и трехвалентного хрома цинка с образованием на его поверхности пассивной пленки. Она представляет собой сложное соединение, состоящее из основных хроматов хрома Cr(OH)3 Cr(OH)Cr04 [4,5]. Механизм образования пассивной пленки описывается следующими реакциями [4,5]: Zn + 2H" = Zn2+ + H2 (6) НСг207- + ОН" = 2Cr042 + 2Н+ (7) 3H2 + HCr20/ = 2Cr(OH)3 + ОН (8) 2Сг(ОН)3 + СЮ42 + 2Н+ = Сг(ОН)3Сг(ОН)СЮ4 + 2Н20 (9)

Реакции (6)-(9) сопровождаются увеличением рН объема раствора вблизи поверхности цинкового покрытия, что приводит к образованию на нем трудно растворимых гидрооксидов цинка, трехвалентного хрома и их основных солей, которые заполняют поры в хроматной пленке [9]. Благодаря этому на поверхности цинка образуется плотный барьерный слой, защищающий покрытие от коррозии. На качество хроматной пленки оказывает большое влияние не только состав раствора и режимы хроматирования, но также температура сушки изделия с хроматированным цинковым покрытием, которая не должна превышать 60-70 С. Считается, что при термическом воздействии, при температуре выше 60 С, в результате дегидратации образуются микротрещины имеющие достаточно большие размеры [4,58].

Корректирование растворов хроматирования обычно не проводят, а заменяют раствор новым. Признаком необходимости замены является появление на хроматированном цинковом покрытии непрочно сцепленного рыхлого налета, который остается на сухой ткани при протирке цинкового покрытия.

Методика определения рассеивающей способности электролита

Приборы: потенциостат П-5848, миллиамперметр М 2007 с классом точности 0.2, трехэлектродная ячейка емкостью 50 мл.

Снятие коррозионных кривых проводили в растворе 3% NaCl в потенциостатическом режиме относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Перед снятием поляризационной кривой в 3% NaCl рабочий электрод площадью 1 см готовили аналогично методики описанной в 4.1.5. Поляризационные кривые снимали на свежеосажденном цинковом покрытии не менее 5-ти раз, после чего определяли среднее значение токов коррозии для каждого потенциала.

По полученным экспериментальным данным строили зависимости: i=f(-E) и lg(i) = f(- Е). По зависимости Jg(i) = f(- Е) с помощью экстраполяции прямолинейных участков катодной и анодной кривых определяли коррозионный потенциал и ток коррозии.

Приборы: микротвердомер ПМТ-3, микроскоп, окулярмикрометр.

В основе измерения микротвердости лежит метод статического вдавливания алмазной пирамидки под малой нагрузкой (2...200г.) в исследуемое покрытие. В данном случае была выбрана нагрузка 20г. Исследовались цинковые покрытия с содержанием УДА 0, 6, 10 г/л толщиной 10 мкм, осажденные на стальные образцы (СтЗ), из электролита состава 0,15 М (12 г/л) ZnO, 3 М (120 г/л) NaOH, 6 мл/л А1ДМ

Полученный ромбический отпечаток наблюдался под микроскопом и его диагональ измерялась с помощью окулярмикрометра. Одно измерение проводилось не менее 5 раз на двух образцах, после чего вычисляли его среднее значение и определяли микротвердость. Микротвердость определяли по следующей формуле: Н=1854 Р/(а 0.3)2, (21) где Р - нагрузка, г (20 г); а 0,3 - длинна диагонали отпечатка, мкм. Приборы: Климатическая камера, микроскоп Корродкот-испытания применяли для предварительного испытания защитной способности разрабатываемых пассивных пленок на цинковом покрытии.

Образцы изготовлены из стали ст 3 размером 7 3,5 см2. Перед испытанием они были подготовлены по следующей схеме : - Снятие окалины (наждачной шкуркой) - Промывка в проточной холодной воде - Обезжиривание венской известью - Промывка в горячей воде - Активирование в соляной кислоте 5,5 М (200 г/л) - Промывка в проточной холодной воде - Осаждение слоя цинка толщиной 10 мкм из исследуемого раствора - Промывка в проточной горячей воде - Сушка

Испытание проводили следующим образом: а) Образцы обезжиривали при помощи венской извести и высушивали б) Наносили равномерно на образцы тонкий слой корродкот - пасты при помощи кисточки. Корродкот паста имеет следующий состав: Хлорид железа 0,99 г Нитрат меди 0,21 г Хлорид аммония 6 г Каолин 180 г Вода дистиллированная 300 г в) Просушивали пасту на образце при комнатной температуре в течение 1 часа. г) Выдерживали образцы во влажной камере при 38 С и 80-90%-ноЙ относительной влажности. Продолжительность цикла-16 ч. д) По окончании выдержки образцы промывали от пасты под проточной водой. е) Выявляли на образцах дефекты при помощи визуального наблюдения и путем сравнения образцов выбирали лучшие. Каждое пассивное покрытие испытывал ось не менее 3-х раз.

Приборы: потенциостат П-5848, трехэлектродная ячейка емкостью 50 мл. Измерение потенциала образования пассивной пленки проводилось в исследуемом растворе пассивирования относительно хлорсеребрянного электрода сравнения. Перед экспериментом рабочий электрод площадью 1 см готовили аналогично приведенным подготовкам и осаждали слой цинка толщиной 10 мкм. Помещали электрод в ячейку с исследуемым раствором пассивации и измеряли изменение потенциала во времени. Кривые в одном растворе снимали не менее 3-х раз. По полученным экспериментальным данным строили усредненную зависимость: E=f(t)

Сравнительные коррозионные испытания с использованием корродкот - пасты

Коррозия, в соответствии с принятыми в системе международной стандартизации (ИСО) понятиями, представляет собой физико-химическое взаимодействие между металлом и средой, в результате которого изменяются свойства металла и частично происходит ухудшение функциональных характеристик металла.

Многообразие факторов, вызывающих и воздействующих на коррозию, многообразие видов коррозии делают получение полной коррозионной характеристики материала или покрытия предметом отдельного исследования.

В тоже время тот факт, что коррозия цинка достаточно хорошо изучена и основным коррозионным недостатком цинка и цинковых покрытий является их низкая стойкость в морской воде и морской атмосфере, предопределило в соответствии с целью данной работы направление проведенных коррозионных исследований. Это направление заключалось в оценке влияния добавок в цинкатном электролите на коррозионную стойкость получаемых покрытий в 3% растворе хлорида натрия в воде.

Как известно, сложность исследования электрохимической коррозии заключается в том, что на одной и той же поверхности происходят одновременно два процесса: окисление металла и восстановление окислителя. Причем, оба процесса должны протекать сопряженно, чтобы сохранялось равенство числа электронов, отдаваемых металлом и присоединяющихся к окислителю.

Независимое, но сопряженное протекание процессов окисления и восстановления позволяет рассматривать коррозию при помощи анодных и катодных поляризационных кривых, как описано в методике исследования. Сравнение величин токов коррозии для различных покрытий позволяет оценивать в первом приближении коррозионную стойкость этих покрытий.

Для определения токов коррозии в 3% NaCl снимали катодные и анодные поляризационные кривые. По полученным экспериментальным данным строили зависимости; lg(i) = f(- Е). С помощью экстраполяции прямолинейных участков катодной и анодной кривых определяли коррозионный потенциал и ток коррозии.

Сводные данные по токам коррозии для различных концентраций А1 ДМ и УДА приведены в таблице 7. Катодные и анодные поляризационные кривые в 3% NaCl представлены на рис.16-20.

По приведенным в таблице 7 данным можно сделать следующие выводы:

1. Увеличение концентрации блескообразующей добавки А1ДМ в электролите от 0 до 12 г/л закономерно приводит к повышению качества покрытия (покрытия становятся более мелкокристаллическими, блестящими) и росту коррозионной стойкости.

2. Увеличение концентрации добавки УДА от 0 до 10 г/л, приводит к уменьшению коррозионного тока и, следовательно, к повышению коррозионной стойкости покрытия. Этот факт можно объяснить, что частицы УДА, включаясь в покрытие, обеспечивают более равномерное распределение коррозионного тока по поверхности покрытия, тем самым, увеличивая в целом его коррозионную стойкость.

На основании предварительных испытаний выбраны следующие концентрации компонентов цинкатного электролита ZnO-0,15 М (12 г/л), NaOH-3 М (120 г/л)

Показано, что увеличение концентрации блескообразующей добавки А1ДМ в цинкатном электролите цинкования приводит к росту катодной поляризации, что закономерно приводит к повышению качества покрытия в области плотностей тока от 1 до 3 А/дм2, росту выхода по току и коррозионной стойкости покрытий.

Увеличение концентрации А1ДМ больше бмл/л нецелесообразно, т.к. не приводит к улучшению качества осадков, увеличению катодной поляризации, рассеивающей способности.

Обнаружена седиментационная неустойчивость добавок УДА и АШ в используемом электролите, в связи, с чем вести осаждение без перемешивания представляется нецелесообразным.

Исследовано влияние перемешивания на кинетику электроосаждения цинка из цинкатного электролита. Наблюдаемое увеличение предельного тока на катодных поляризационных кривых при перемешивании указывает на его диффузионную природу. Анализ поляризационных кривых позволяет сделать вывод о расширении интервала рабочих плотностей тока при перемешивании до 5 А/дм2.

Добавки УДА и АШ слабо влияют на катодную поляризацию, независимо от концентрации, незначительно облегчая выделение водорода, причем в электролитах с АШ в несколько большей степени, чем с УДА.

Добавка в электролит УДА или АШ не влияют на скорость анодного процесса.

С ростом концентрации УДА от 0 г/л до 10 г/л увеличивается выход по току и улучшается коррозионная стойкость покрытий.

Как показали исследования свойств покрытий, в отдельных случаях, можно рекомендовать замену УДА на АШ, из-за значительно меньшей стоимости последней, в концентрации аналогичной УДА. Для получения композиционных покрытий можно рекомендовать, следующий состав цинкатного электролита: 0,15 М (12 г/л) ZnO, 3 М (120 г/л) NaOH, А1ДМ 6 мл/л, УДА (АШ) 5-Ю г/л Режим: ік= 2-5 А/дм2, Т=18-25 С, перемешивание

Похожие диссертации на Влияние ультрадисперсных алмазов на кинетику осаждения цинка из цинкатных электролитов и улучшение коррозионной стойкости покрытий