Хакимуллин Альфред Булатович. Электроосаждение сплава цинк-никель из щелочных электролитов

Короткий опис

Хакимуллин Альфред Булатович. Электроосаждение сплава цинк-никель из щелочных электролитов : диссертация ... кандидата химических наук : 05.17.03.- Казань, 2001.- 193 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-2/391-3

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
ХАКИМУЛЛИН АЛЬФРЕД БУЛАТОВИЧ
ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ СПЛАВА ЦИНК-НИКЕЛЬ
ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
( 05.17.03 - технология электрохимических
процессов и защита от коррозии )
УНИВЕРСИТЕТ
На правах рукописи
Диссертация на соискание ученой степени канди дата химических наук

Научный руководитель:
доктор технических наук,
профессор Кайдриков Р.А.
КАЗАНЬ-2001

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений 4
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ОСАЖДЕНИЯ ЦИН¬КА И СПЛАВА ЦИНК-НИКЕЛЬ ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 8
1.1. Кинетика и механизм катодного процесса в цинкатных растворах 8
1.2. Кинетика и механизм анодного процесса растворения цинка
в щелочных растворах 17
1.3. Механизм блескообразования в цинкатных электролитах
цинкования 25
1.4. Механизм соосаждения цинка с металлами
подсемейства железа 30
1.5. Функциональные свойства покрытий сплавом Zn-Ni 41
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ 59
2.1. Электроды, реактивы и материалы 59
2.2. Метод поляризационных кривых 59
2.3. Метод анодного растворения сплава 63
2.4. Методика анализа компонентов электролита 64
2.4.1. Определение цинка и гидроксида натрия в электролите 64
2.4.2. Определение содержания карбонатов в электролите 64
2.4.3. Определение содержание никеля 65
2.5. Оценка распределения сплава по составу и толщине 66
2.6. Определение функциональных и защитно-декоративных свойств
цинковых и цинк-никелевых покрытий 69
2.7. Определение выхода по току и скорости осаждения 72
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 74
3.1. Поляризационные измерения в системе NaOH-H20 74
3.2. Поляризационные измерения в системе Zn(II)-NaOH-H20 78
3.3. Поляризационные измерения в системе Zn(II)-NaOH-nonHaMHH-H20 84
3.4. Поляризационные измерения в системе

з
Zn(II)-NaOH-aMMHOcnHpT-H20 94
3.5. Поляризационные измерения в системе гп(11)-1ЧаОН-аминокарбоновая
кислота-Н20 97
3.6. Поляризационные измерения на цинковом электроде в системе
Zn(II)-Ni(II)-NaOH-H20 с добавками органических соединений. 101
3.7. Электроосаждение цинковых покрытий из цинкатных растворов 114
3.7.1. Поляризационные измерения цинкатных электролитов с
различными блескообразующими добавками. 114
3.7.2. Влияние материала анода на процесс формирования
цинкового покрытия из цинкатного электролита 117
3.7.3. Распределение толщины цинкового покрытия по длине
угловой панели 119
3.8. Электроосаждение сплава Zn-Ni из аминоцинкатных электролитов 122
3.8.1. Стабильность растворов для получения сплава Zn-Ni 122
3.8.2.Электроосаждение высоколегированного сплава Zn-Ni из системы Zn(II)-Ni(II)-aMHHOcnHpT-H20. 125
3.8.3. Электроосаждение низколегированного сплава Zn-Ni в системе
Zn(II)-Ni(II)-aMHHbi-H20. 130
3.8.4. Катодный выход по току и скорость осаждения Zn и сплава Zn-Ni
' из щелочных электролитов. 142
3.9. Анодное растворение сплава Zn-Ni 148
3.10. Гальваностегические характеристики электролита по результатам
полупромышленных испытаний 156
3.11. Сравнительные коррозионные испытания 174
ВЫВОДЫ 180
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 181

Список літератури

ВЫВОДЫ
1. Изучен механизм и кинетика влияния добавок ПАВ на основе ПТ АС и амино-соединений на процесс выделения водорода на цинковом электроде в щелочных и цинкатных растворах. Установлено, что добавки типа ПТАС в щелочных растворах влияют на выделение водорода двояко, при малых скоростях развертки потенциала (0,8...8мВ/с) они облегчают выделение водорода, а при высоких скоростях (40...80мВ/с) повышают перенапряжение выделения водорода.
2. Установлено, что PQ, и средний ВТ» полученные с помощью модифицирован¬ной угловой ячейкой ()-0,2...20А/дм2) в цинкатом электролите на основе NaOH с добавкой ПТАС-Б01, не уступают аналогам и имеют значение 64,6% и 25,1% соот¬ветственно.
3. Показано, что использование полиаминов в электролитах для получения сплава Zn-Ni предпочтительнее по сравнению с аминоспнртами благодаря меньшей депо¬ляризации выделения водорода и образованию устойчивых хелатных комплексов с Ni(II), которые не подвергаются гидролизу в течении длительного времени.
4. Разработан состав щелочного аминоцинкатного электролита для получения по¬крытий сплавом Zn-Ni (5...9% Ni) на стали и чугуне. Электролит имеет значения РСм-35,9% и средний ВТ-35%, что превосходит зарубежные и отечественные ана¬логи. Показано, что распределение состава сплава и скорость его осаждения явля¬ются стабильными во времени и поддаются регулированию с помощью корректи¬ровочных процедур.
5. Отработана методика стриппинговой вольтамперометрии определения химиче¬ского и фазового составов и катодного выхода по току сплавов Zn-Ni, полученных как из щелочных, так и слабокислых электролитов. Показано, что скорости раз¬вертки потенциала (1.. .2мВ/с) позволяют получать корректные результаты.