Использование наноалмазов в гальванических циклах
Санкт-Петербургский Государственный Технологический Институт
Наноалмазы (НА) представляют собой частицы, близкие по форме к сферическим или овальным. Такие частицы могут образовывать седиментационно и коагуляционно устойчивые системы в электролитах.
При этом НА сочетают в себе свойства одного из наиболее твёрдых веществ в природе - алмаза с химически активной оболочкой в виде функциональных групп, способных участвовать в химических и электрохимических циклах.
Во время электроосаждения взвешенные частицы НА взаимодействуют с поверхностью растущего покрытия, благодаря гидродинамическим, молекулярным и электростатическим силам. Этот цикл приводит к формированию композиционного электрохимического покрытия.
Ультрадисперсные частицы алмаза в отличие от обычных инертных мелкодисперсных порошков являются не накопителями (второй фазой), а скорее специфическим структурообразующим агентом в цикле электрокристаллизации металла.
Проведенные поляризационные исследования для целой группы металлов, таких как медь, олово, серебро, никель, цинк, железо и хром, и для сплавов олово-свинец и серебро - сурьма, показали, что используемые добавки НА ведут себя, как обычные поверхностно-активные вещества, сдвигая поляризационные кривые в положительную или отрицательную сторону относительно металла, полученного из электролита без добавок. Они, также, влияют на площадку адсорбционного тока, уменьшая её значение при увеличении концентрации добавки. Кроме того, исследование электропроводности электролитов в присутствии НА всегда демонстрирует её увеличение, в некоторых случаях значительное (так, для железа увеличение электропроводности электролита в присутствии алмазной шихты при её концентрации 1-2 г/л происходит в два раза).
Сделанные расчёты коэффициентов электрохимического подобия, оценивающих рассеивающую способность электролитов, во всех случаях показывают её значительное увеличение; даже для стандартного электролита хромирования происходит значительное улучшение рассеивающей способности в 2 - 2,5 раза. В присутствии алмазной шихты для железа,полученного из фторборатного электролита, увеличение рассеивающей способности оценивается в 4 — 5 раз.
Во всех проведенных исследованиях было выявлено, что наличие НА в электролите облегчает выделение водорода; при этом, конечно, снижается выход по току металла.
В основе улучшения физико-химических свойств покрытий в присутствии НА лежит благоприятное воздействие их на структуру металлических покрытий в результате адсорбции НА. Для таких металлов, как медь, олово, серебро микротвёрдость повышается не столь значительно — на 30- 50 %, но зато резко снижается пористость металлов и в З - 4 раза повышается износостойкость покрытий, что чрезвычайно важно для таких металлов, как золото и серебро. Исследование цинкового покрытия, полученного из слабокислого и цинкатного электролитов, также демонстрирует снижение пористости покрытий и, как следствие, увеличение коррозионной стойкости, определённое с помощью измерения токов коррозии.
цикл хромирования из стандартного электролита в присутствии НА исследован в трёх режимах осаждения: твёрдом, износостойком и декоративном. Во всех случаях повышается твёрдость покрытия, в режиме твёрдого хромирования в области больших плотностей тока 90 — 120 А/дм2 можно получить микротвёрдость хромового покрытия с НА до 25000 - 27000 Мпа, износостойкость покрытия увеличивается в 2 - 3 раза. Защитная способность хрома возрастает в 5 -10 раз, что говорит о снижении пористости и трещиноватости. Значительно улучшаются физико-химические свойства железа, в 2-3 раза увеличивается твёрдость и износостойкость покрытий.
Все перечисленные исследования с добавкам наноуглерода (ультрадисперсных алмазов и алмазной шихты) дают нам основания сделать вывод, что такие добавки для гальвванических покрытий являются добавками нового поколения. Читайте далее: Evraz увеличивает выплаты, Чистая прибыль Borealis в III квартале выросла в 2,6 раза, Росбанк стал держателем 29,33% "Норникеля", Новая волна слухов на тему консолидации в мировой металлургии, Стратегия развития металлургической промышленности, Информационное обеспечение химического комплекса, Спрос на оцинкованную сталь растет, Высокие цены не помогли «Полиметаллу», Ультрадисперсные алмазы в гальванотехнике, Экологические, технологические и экономические аспекты замены шестивалентных растворов хроматирование (пассивирования), Использование гальванических шламов при производстве керамических пигментов, экологичность гальванических производств, часть2, Интенсификация цикла твердого износостойкого хромирования, Экологическая и экономическая эффективность в технологических решениях при организации гальванических производств и очистных сооружений промышленных сточных вод, Организация бессточных операций нанесения гальванических покрытий, часть 2, Стоимость ПЭНД на Азиатском рынке стремительно сокращается, Использование наноалмазов в гальванических циклах, Достижения в области электрохимических методов обработки металлов и нанесения гальванических износо-эрозионностойких покрытий, Получение парциальных кривых анодного растворения сплавов серебро-медь с использованием инверсионных электрохимических методов,
|
