Школьнікова Тетяна Василівна. Електроосадження функціональних покрить сплавами нікелю з простих та комплексних електролітів

brief description

Школьнікова Тетяна Василівна. Електроосадження функціональних покрить сплавами нікелю з простих та комплексних електролітів: дис... канд. техн. наук: 05.17.03 / Національний технічний ун-т "Харківський політехнічний ін-т". - Х., 2004

Школьнікова Т.В. Електроосадження функціональних покрить сплавами нікелю з простих та комплексних електролітів. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 технічна електрохімія. Національний технічний університет Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2004 р.
Дисертацію присвячено розробці простих та комплексних електролітів катодного осадження функціональних покрить сплавами нікелю на основі солей сульфамінової кислоти, які мають активні каталітичні властивості при окисненні чадного газу й органічних сполук у газовій фазі, що викидаються хімічними й іншими виробництвами у вигляді відходів. Розроблено нетоксичний сульфаматно тіосульфатний електроліт нанесення покрить нікель срібло на сталеву основу. Дана технологія дозволяє одержувати крупнокристалічні осади Nі Ag з розвитою поверхнею, стійких до термоударів і механічних коливань. Ці осади використовують як поверхневі каталітичні матеріали при окисненні монооксиду вуглецю в повітряній суміші, а також в електротехнічних контактних пристроях.
На основі закономірностей електрохімічної, дифузійної і змішаної кінетики проведено аналіз кінетичних залежностей катодних процесів спільного осадження нікелю і срібла з сульфаматно тіосульфатного електроліту. Визначено вихід за струмом (93 - 96 %), розсіювальна здатність електроліту (14 - 15 %) і каталітичні властивості осадів. Ступінь окиснення чадного газу (при змісті його в повітряній суміші 3 - 5 %), на Nі Ag каталізаторі при температурі 250 - 3000С складає 93 - 98 %. Запропоновано технологічний процес електролітичного осадження функціональних покрить Nі Ag на сталеву основу. Він включає операції підготовки і розвитку поверхні підкладки з наступним осадженням системи Nі Ag з сульфаматно - тіосульфатного електроліту.

У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення науково технічної задачі, яка полягає у виявленні закономірностей сумісного осадження нікелю та срібла, що дозволяє встановити теоретичні і прикладні основи формування покриття нікель - срібло й розробці технологічного процесу їх осадження з доступних, нетоксичних сполук.
1. Запропоновано оптимальний склад електроліту, що включає комплексні тіосульфатні і сульфаматні аніони, шляхом проведення комплексних досліджень катодних і анодних процесів, що забезпечує осадження покриття нікель срібло.
2. Встановлено основні кінетичні закономірності катодного відновлення срібла з комплексного тіосульфатного електроліту. Відновлення іонів срібла перебігає при потенціалах на 350 mV негативніше в порівнянні з нітратним та фосфатним електролітами, що дозволяє використовувати тіосульфатні комплексні іони срібла для спільного осадження з іонами нікелю із сульфаматних електролітів.
3. Поляризаційними методами визначені кінетичні параметри катодного осадження нікелю із сульфаматних розчинів. У діапазоні концентрацій сульфамата нікелю 0,8 -1,2 моль/дм3на поляризаційних кривих при густині струму 0,1 А/дм2відсутня гранична густина струму.
4. На основі аналізу катодних поляризаційних залежностей і структури осадів встановлено, що осадження срібла супроводжується утворенням губчатих, а нікелю - компактних покрить. Обґрунтовано умови спільного катодного осадження срібла і нікелю із сульфаматного електроліту, що містить іони срібла (0,018 моль/дм3) і нікелю 0,2 - 1 моль/дм3.
5. На основі закономірностей електрохімічної, дифузійної і змішаної кінетики проведено аналіз кінетичних залежностей катодних процесів спільного осадження нікелю і срібла з сульфаматно тіосульфатного електроліту. Встановлено, що найбільш реальним є перебіг катодної реакції в умовах змішаної кінетики, зумовленої спільним впливом перенапруги переходу і дифузії.
6. Виявлено вплив основних компонентів електроліту на спільне осадження срібла і нікелю. Вміст в електроліті іонів тіосульфату 0,9 - 1 моль/дм3, срібла 0,0092 - 0,027 моль/дм3і сульфамата нікелю 0,8 - 1,2 моль/дм3дозволяє отримувати катодні осади Nі Ag зі вмістом срібла в сплаві 15 - 30 % у залежності від густини струму і вмісту іонів срібла в електроліті.
7. Встановлено особливості анодного розчинення нікелю і срібла у сульфаматно - тіосульфатному електроліті осадження системи Nі Ag. Гранична густина струму для срібла складає 1,3 А/дм2, а для нікелю 0,5 - 0,8 А/дм2, що не дозволяє переводити їх у пасивне становище при густині струму осадження сплаву Nі Ag.
8. Визначено вихід за струмом (93 - 96 %), розсіювальна здатність електроліту (14 - 15 %) і каталітичні властивості осадів. Ступінь окиснення чадного газу (при вмісті його в повітряній суміші 3 - 5 %), на Nі Ag каталізаторі при температурах 250 - 3500С складає 93 - 98 %.
9. Запропоновано технологічний процес електролітичного осадження функціональних покрить Nі Ag, які мають каталітичну активність та електропровідність. Ці властивості підтверджені досвідчено - промисловими випробуваннями технологічного процесу на ДНПО "Комунар".