автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.03, диссертация на тему:Электроосаждение белой бронзы из триполифосфатно-пирофосфатного электролита
Автореферат диссертации по теме "Электроосаждение белой бронзы из триполифосфатно-пирофосфатного электролита"
<- л
1
НА ПРАВАХ РУКОПИСИ
ОДИНОКОВА ИРИНА ВЯЧЕСЛАВОВНА
ЭЛЕ1СГРООСАЗКДЕННЕ БЕЛОЙ БРОНЗЫ ИЗ ТРИПОЛИФОСФАТНО-ПИРСФОСФАТНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА
05.17.03 - технология электрохимических процессов
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва 1996
Работа выполнена в Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева на кафедре технологии электрохимических производств.
Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор Тютина K.M.
Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Космодамианская JI.B.
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Шлугер М.А.; кандидат технических наук, старший научный сотрудник Лукьянова Л.Г. •
Ведущее предприятие - Московская государственная академия прикладной биотехнологии.
Защита диссертации состоится ^/S^^^A-c/ 19g6
1
г. в -чУ час. в ауд^у'-:К''>на заседании диссертационного совета Д 053.34.06. в Российском химико-технологическом университете им.Д.И.Меделеева, по . адресу:125047, Москва, А-47, Миусская пл., д.9.
С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре университета.
Автореферат разослан -t'h^Hdlj 1995 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
В.Т.Новиков
Общая характеристика работы
Актуальность темы
Современный уровень развития техники предъявляет особые требования к гальваническим покрытиям, такие как высокая коррозионная стойкость, твердость, износостойкость, паяемость, электропроводность и другие, в зависимости от назначения и условий эксплуатации изделий. В настоящее время промышленность испытывает большую потребность в покрытиях, которые обеспечивали бы хорошую паяемость и сохранение -прочности паяного шва в условиях повышенных температур (300°С). При этом большое значение имеет растека-емость припоя по покрытию, нанесенному на детали. Эти проблемы сейчас решаются почти исключительно путем применения покрытий благородными металлами, такими как серебро, золото. Однако дефицит и высокая стоимость указанных металлов заставляют искать новые покрытия, позволяющие хотя бы частично их заменить. Одной из возможностей замены благородных металлов является использование покрытий бронзой. Покрытия белой бронзой легко полируются и хорошо паяются, имеют внешний вид и коэффициент отражения близкие к серебру. Микротвердость бронзы выше микротвердости серебряных покрытий и ее переходное сопротивление более стабильно при эксплуатации в промышленной атмосфере. Помимо перечисленных областей применения бронзовые покрытия, благодаря красивому внешнему виду, могут применятся для декоративных целей, а также взамен никелевых покрытий. До настоящего время покрытия белой бронзой получали из дорогих токсичных цианидных растворов. Сведения в литературе об электроосаждении белой бронзы из триполифосфат-но-пирофосфатных электролитов отсутствуют.
Цель работы
Разработка процесса электроосаждения защитно-декоративного и функционального покрытия сплавом олово-медь из безцианидного малотоксичного полилигандного электролита, позволяющего получать постоянные по составу покрытия с повышенным содержанием олова
- г -
(60-70 %) в широком интервале плотностей тока. Исследование основных закономерностей электроосаждения и эксплуатационных характеристик электролита, выбор оптимальных условий осаждения и способов восполнения расходуемых компонентов. Исследование основных физико-химических свойств покрытия.
Научная новизна
Впервые исследованы основные закономерности электроосаждения высокооловянистой белой бронзы из триполифосфатно-пирофосфатного электролита. Показано влияние плотности тока. рН, перемешивания, температуры на состав сплава, выход по току и качество осадка. Сравнением поляризационных кривых процессов выделения меди и олова раздельно и в сплав установлено, что ионы меди в сплав разряжаются с деполяризацией до потенциалов -0,58+0,6 В и сверхполяризацией при более отрицательных значениях потенциалов. Разряд олова в сплав облегчен во всей рабочей области потенциалов. Показана зависимость химического и фазового состава сплава от потенциала электрода и даны объяснения происходящих процессов.
Практическая ценность
Для замены цианидных электролитов и сокращения расходов серебра разработаны основы технологии электроосаждения белой бронзы из малотоксичного и доступного триполифосфатно-пирофосфатного электролита. Покрытие обладает высокой защитной способностью и микротвердостью, хорошо паяются, имеют низкие ВН. Покрытия могут быть использованы как функциональные и защитно-декоративные в различных отраслях промышленности. Электролит успешно прошел опытно-промышленную проверку в ТОО "Промсервис" г. Переславль-За-лесский.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы изложены в докладах и выступлениях на семинарах и конференциях: научно-техническом семинаре "Теория и практика электрохимических процессов и экологические аспекты их использования" - Барнаул, 1990; Межреспубликанской научно-технической конференции "Прогрессивная технология электрохимической обработки металлов и экологии гальванических производств" - Волгоград, 1990; научно-технический семинар "Электроосаждение покрытий сплавами" - Москва, 1992; научно-технический семинар "Гальванические покрытия для товаров народного потребления" - Санкт-Петербург. 1992.
Объем и структура работы
Диссертация состоит из введения, литературного обзора, описания методики экспериментов, раздела экспериментальных результатов и их обсуждения, выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 140 страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков, 20 таблиц. Список использованной литературы включает 127 наименований.
Содержание работы
1. Литературный обзор. Проанализированы сведения о различных составах электролитов для электроосаждения сплава олово-медь. Показано, что одним из наиболее используемых электролитов является цианидно-станнатный электролит, но он обладает рядом недостатков: токсичностью,дороговизной, необходимостью вести осаждение при повышенных температурах (60-70°С). Сравнение литературных данных по бесцианидным электролитам электроосаждения мед-но-оловянных сплавов показало, что наиболее перспективным для нанесения высокооловянистых бронзовых покрытий относительно постоянного состава является пирофосфатный и триполифосфатный электролиты.
2. Методика эксперимента. Полилигандный электролит готовили на дистиллированной воде и использовали реактивы: пирофосфат калия (К4Р207*ЗН20) марки "ЧДА",триполифосфат калия (К5Р301О) марки "Высший сорт", сульфат меди (CuS04*5H20) марки "ХЧ", сульфат олова (SnS04) марки "ХЧ". Кинетику катодных процессов изучали в электролитах различного состава методами поляризационных измерений (потенциостатическим и потенциодинамическим). Потенциодина-мические поляризационные измерения проводили при скоростях развертки потенциала 1-20 мВ/сек на стационарных электродах из олова, меди и сплава олово-медь, а также на качающемся и вращающемся дисковом электродах. Потенциостатические измерения проводили на стационарных электродах,покрытых сплавом олово-медь. Все потенциалы в работе приведены относительно нормального водородного электрода. Кинетические исследования выполняли при помощи потен-циостата ПИ-50-1.1. самопищущего потенциометра типа X,Y-REC0RDER-4103 (ЧССР). Состав сплава определяли электрогравиметрическим методом и методом рентгеновской флуоресценции на приборе "FISHERSCOPE X-RAY-1600/1" фирмы "Helmut Fisher GMBH". Рентгеноструктурные исследования фазового состава выполняли на стационарном рентгеновском дифрактометре "Дрон-2" на медном излучении СиКа. Мессбауэровские спектры осадков сплава снимали на спектрометре ядерного гамма-резонанса ЯГРС-4М, работающего в режиме постоянных ускорений. Морфологию поверхности гальванических покрытий исследовали на микроскопе "Olympus" (Japan) при увеличении х 200,500. ( Автор выражает благодарность нач.сектора Афи-церовой В.Н. и инженеру Макеевой Н.В. за проведенные анализы и предоставленную возможность работы на оборудовании в лаборатории НИЦЭВТ и коллективу кафедры "Рентгеноструктурного анализа" Московского института стали и сплавов за методическую помощь).
Рассеивающую способность электролитов определяли в щелевой ячейке Молера с пятисекционным разборным катодом и рассчитывали по методу Кудрявцева-Начинова. Микротвердость покрытий олово-медь измеряли на приборе ПМТ-3 с нагрузкой 50 г. Способность к пайке осадков олово-медь оценивали по ГОСТ 9.302.9-79 по растеканию припоя ПОС 61 с бескислотным флюсом ФКС. Защитную способность покрытий определяли методом измерения контактных токов в двухэлектродной системе контактирующих металлов "сталь 08КП -
- 5 -
покрытие Бп-Си" по методу Л.И.Розенфельда.
3. Экспериментальные результаты и их обсуждение
Одной из основных задач исследований была разработка малотоксичного электролита для электроосаждения сплава олово-медь. Оптимизацию состава электролита и режима осаждения сплава проводили методом математического планирования эксперимента с использованием ротатабельного плана второго порядка Бокса-Хантера. За независимые переменные были приняты концентрации всех компонентов электролита (Х1-соль меди, Х2-соль олова, ХЗ-триполифосфат калия, Х4-пирофосфат калия), а также катодная плотность тока Х5. Предварительно убедились в незначимости коэффициентов четвертого взаимодействия. Необходимое количество опытов 25=32, величина звездного плеча 2, количество опытов в центре плана 6. Обработку результатов вели по двум параметрам: У1 -выход по току (%) и 42 -состав сплава (масс. % Бп). Получены два уравнения регрессии, представляющие собой математическую модель электролита.
Исследованные диапазоны концентраций и плотностей тока:
XI Х2 ХЗ Х4 Х5
СиБ04 *5Н2 0 3п304 К5Р3010 К4Р207*ЗН20 1к
г/л г/л г/л г/л А/дм2
О 10 10 300 70 1,0
+1 15 12 350 85 1.3
-1 5 8 250 55 0,7
+2 20 14 400 100 1.6
-2 0 6 200 40 0.4
Итоговые уравнения регрессии имеют следующий вид: в кодированных координатах: У! = 71.3+7, 42Х! +5,17Х2-5Х5+6, 6Х! Х5+4,75Х2Х3+5,33X^+5,1Х32 + +3,46Х52
У2 = 72, 6-6, 5Х, -3,17Х4 -2, 625Х! Х5 -2, 5Х3 Х4 +2, 45Х!2
в натуральных координатах: У! = 477-7,18Х, -И. 66Х2-1, 7Х3-138Х5+4, 4Х, Х5+0, 0475Х2Х3+0. 213Х12 +
+0,002Х3г+38.4Х52 Уг= 90,1-19.15Х1+0,233Х3+0,79Х4 + 17.5Х5-1,75Х1Х5-0,0033Х3Х4 + +0, 098Х!
Адекватность уравнений регрессии проверялась по критерию Фишера. Экспериментальный критерий Фишера уравнения регрессии для выхода по току - 2,84, для состава сплава -1,72. Табличный критерий Фишера равен 4,6, следовательно уравнения регрессии адекватно описывают экспериментальные данные. На основании математического моделирования был рассчитан состав для электроосаждения сплава с содержанием олова 60-70% полилигандного электроли-та(г/л): сульфат меди-20,сульфат олова-10,триполифосфат ка-лия-400, пирофосфат калия-100. Вероятно, в триполифосфатно-пиро-фосфатном электролите медь и олово присутствуют в виде смешанных комплексов следующего состава:[Си(Р207)(Р3010)]7~ и [Зп(Р207)(Р301О)]7".
В электролите оптимального состава изучали влияние плотности тока и рН на состав осадков,катодный выход по току и качество получаемого покрытия. В результате этих исследований установлено, что плотные, светлосерые,полублестящие, мелкокристал лические осадки сплава толщиной до 25 мкм можно получать из электролита оптимального состава при рН - 8,5-9,0 в интервале плотностей тока от 0,5 до 1,7 А/дм2,при 1=18-25° С. С ростом плотности тока от 0.5 до 1,7 А/дм2 содержание олова в сплаве увеличивается от 60 до 70%. выход по току незначительно снижается от 100 до 86%.
Поляризационные кривые электроосаждения сплава олово-медь из полилигандного электролита имеют весьма сложный вид (рис. 1,кр. 3). Выделение сплава начинается при потенциале близком к -0,18 В. До потенциала -0,55 В наблюдается монотонный рост скорости катодного процесса. При смещении потенциала катода вплоть до -0,58 В в электроотрицательную область скорость про-
Рис.1. Поляризационные кривые осаждения меди (1), олова (2) и сплава олово-медь (3), парциальные кривые выделения в сплав меди (4) и олова (5) из триполифосфат-но-пирофосфатного электролита. Скорость качания катода 80 кач/мин.
цесса снижается, на кривой наблюдается спад тока. Дальнейший рост отрицательного потенциала до -0,68 В вновь приводит к увеличению скорости катодного процесса . При более отрицательном потенциале отрицательнее -0,68 В происходит торможение катодного процесса, которое наблюдается до потенциала -0,75 В. Дальнейшее смещение потенциала катода в область электроотрицательных значений вызывает увеличение скорости катодного процесса. При потенциалах отрицательнее -1,1 В качественных осадков получить не удается.
Следует отметить, что такой характер поляризационной кривой сохраняется с различным содержанием лигандов в электролите,, при различных гидродинамических режимах электроосаждения сплава и разных скоростях развертки потенциала (от 1 до 20 мВ/с), при снятии кривой в прямом и обратном направлении. Причем спад тока на поляризационной кривой связан с областью потенциалов -О,58+-0,68 В.
Как видно из кривой, одной и той же плотности тока могут соответствовать разные потенциалы осаждения сплава и следовательно разные составы сплава. Поэтому осаждение вели в потенциостати-ческих условиях. Поскольку качественные покрытия осаждаются только при перемешивании, исследования проводили при различных скоростях качания катода.
Исследование влияния потенциала электрода на состав сплава олово-медь показало, что при смещении потенциала катода в электроотрицательную область до -0,58 В содержание олова практически не меняется (табл.1 и рис.2). Затем в области потенциалов -0,58+ -0,68 В происходит скачкообразное изменение состава сплава, резко возрастает содержание олова в осадке. При потенциалах отрицательнее -0,68 В содержание олова в сплаве меняется незначительно и составляет около 60%. Выход по току сплава при смещении потенциала электрода до потенциала -0,58 В практически не менятся и близок к 100%, затем при дальнейшем увеличении потенциала до -0,9 В незначительно падает до 95-88 %.
Рис.2. Зависимость состава сплава олово-медь и фазового состава от потенциала электрода. Скорость качания катода 80 кач/мин.
Таблица 1.
Влияние потенциала катода на состав сплава и выход по току, при различных скоростях качания.
■Е | 0 кач/мин 1 40 кач/мин 1 80 кач/мин
! | Состав 1 1 _ | 1 ВТ | 1 | Состав 1 1 ВТ | 1 | Состав | В1
1 | % Бп 1 % Си | 1 1 1 % 1 % Бп 1 % си ! 1 1 1 % 1 % Бп 1 % Си | %
250 18 82 100 33 67 100 33 67 100
480 22 78 100 36 64 100 33 67 100
580 37 63 100 37 63 100 33 67 100
680 55 45 95 65 35 93 67 33 88
780 51 49 90 60 40 90 60 40 86
880 52 48 85 60 40 88 63 37 80
Изучение процессов раздельного осаждения меди и олова из триполифосфатно-пирофосфатных электролитов показало, что выделение меди и олова происходит с существенным торможением катодных процессов. Снижение содержание свободного лиганда в электролитах облегчает разряд меди и олова. Торможение катодных процессов в обоих случаях, видимо, вызвано адсорбцией свободного лиганда и образованием на поверхности электродов пассивных адсорбционных пленок, на существование которых в полифосфатных электролитах достаточно обоснованно указывается в ряде работ (Пурин Б. А., Ваграмян Т. А., Напух Э.З., Шепелева Е.В.). Исследование катодной поляризации при раздельном осаждении меди и олова на вращающемся дисковом и качающемся электродах показало, что процессы контролируются не только кинетическими, но и диффузионными ограничениями. вызванными доставкой разряжающихся комплексных анионов и проникновением их через адсорбционную пленку, а также отводом избыточного лиганда из приэлектродного слоя. Исследование влияния гидродинамического режима на процесс электроосаждения сплава позволило установить, что совместный разряд меди и олова в сплав, как и при раздельном осаждении металлов, происходит в условиях смешанного контроля. Следовательно на кинетику осаждения
сплава олово-медь из полилигандных электролитов оказывают влияние основные компоненты электролита: соли металлов и лиганды.
Рентгенофазовые и мессбауэровские исследования осадков бронзы, полученных в потенциостатическом режиме, свидетельствуют о том, что фазовый состав осаждаемого покрытия тесно связан с потенциалами его осаждения (табл.2 и 3).
Таблица 2
Результаты рентгенофазового анализа осадков сплава олово-медь, полученных из полилигандного электролита, при различных потенциалах осаждения
Потенциал осаждения Фазовый состав
- Е мВ
480 580 680 780 880
Е-Си3Зп Е-Си3Зп; ц-Си6 Эп5; т\-Си6 Бп5 П-Си63п5
П-Си63п5
Р-Бп
Результаты рентгеновского анализа (табл.2) показывают, что осадки сплава, полученные из полилигандного электролита представляют, собой интерметаллические соединения меди и олова.
В области потенциалов до спада тока на поляризационной кривой сплав кристаллизуется в виде е-Си38п-фазы. Кроме того, частично олово в осадке в этой области обнаруживается и в виде
Из представленных данных видно ,что при электроосаждении из полилигандного электролита осадки сплава олово-медь представляют собой ряд интерметаллических соединений меди с оловом. По мере смещения потенциала осаждения в отрицательную область интерме-таллид обогащается оловом.при потенциалах -0,58 В и отрицательнее появляется новая фаза т1~Си6Бп5. Появление в осадках сплава фазы Т1-Си63п5 отвечает первому перегибу на поляризационной кривой (рис.1, кр.З).
Таблица 3
Параметры мессбауэровских спектров осадков сплава олово-медь. полученных из полилигандного электролита при различных потенциалах.
Потенциал Параметры Фаза; относительная
осаждения 293 К интенсивность
- Е мВ (мм э"1)
480 " 6=1.72 е-Си3Бп; (95%)
6=0 Бп(1У) ; (<5%)
Д=0,60
680 5=1,47 Д=0,85 Си-Бп (33,8%) сплав
5=2,15 Д=1 т\-Си6Бп5 (48,4%)
5=2,65 Д=0,75 Р-Бп(17,8%)
При изменении потенциала от -0.58 до -0.68 В происходит скачкообразное изменение состава сплава и появление фазы р-Бп. Дальнейшее смещение потенциала в отрицательную область не приводит к изменению состава сплава (табл.1 и рис.2). При содержании олова 60-63%.сплав представляет собой интерметаллид состава ц-Си6Бп5,имеющий мелкокристаллическую структуру.
Данные рентгенофазовых исследований хорошо согласуются с результатами мессбауэровских спектров.
Спектр сплава, полученного при потенциале -0,48 В и ком натной температуре (293 К) состоит из линии е-Си3Бп и линии Бп4+незначительной интенсивности . Спектр образца .полученного при потенциале -0,68 В (293 К), представляет собой пересечение линий спектров т1-Си6Бп5 и р-Бп.
При потенциалах -0,48 В и -0,58 В осаждается желтая бронза в виде мелких сферических наростов, покрытия блестящие. При потенциале -0,68 В осаждается темно-серое покрытие, резко увеличивается количество и размеры сферических наростов. При потенциале -О,78 В и -0,88 В выделяется белая бронза, осадки хорошего качества, мелкокристаллические с небольшим количеством сферических образований на поверхности.
Таким образом, наблюдается корреляция между кинетикой электроосаждения сплава олово-медь из триполифосфатно-пирофосфатного электролита и его фазовым составом. Присутствие в осадке соединений Бп4+, вероятно, можно объяснить наличием в растворе ионов Зп4 + вследствие окисления Бп2".
Парциальные кривые выделения меди и олова в сплав показывают, что выделение меди в сплав значительно облегчено по сравнению с раздельным ее осаждением при потенциалах положительнее перегиба на суммарной поляризационной кривой и затруднено в более электроотрицательной области (рис.1, кр. 4 и 5). Облегчение выделения меди в сплав, согласно существующим представлениям, можно объяснить уменьшением парциальной молярной энергии Гиббса при образовании интерметаллического соединения и твердого раствора. Торможение выделения меди в сплав при потенциалах отрицательнее -0,68 В, по-видимому, может быть связано с влиянием на процесс электроосаждения состояния поверхности катода, поскольку в этой области потенциалов происходит изменение фазового состава осаждаемого покрытия от Е-Си3Зп до т1-Си6Зп5-фазы. Кроме того, при потенциалах отрицательнее -0,7 В выход по току сплава ниже 100%, на электроде одновременно с осаждением сплава выделяется водород, что может приводить к подщелачиванию приэлектродного слоя и образованию пленки гидроксидов металлов.
Кривые совместного осаждения олова и меди свидетельствуют, что выделение олова в сплав происходит с существенной деполяризацией. особенно при потенциалах отрицательнее спада тока на суммарной поляризационной кривой. До потенциала -0,68 В скорость выделения меди в сплав заметно больше, чем скорость выделения олова. При потенциале -0,68 В на поляризационной кривой виден второй перегиб, а из парциальных кривых видно, что происходит сближение скоростей выделения олова и меди в сплав, а также имеет место изменение структуры сплава, наряду с фазой т\-Си6Зп5 появляется еще и фаза р-Бп.
Исследование анодного процесса показало, что оловянные и сплавные аноды пассивируются в полилигандном электролите. Рекомендуется вести процесс с медными анодами и корректировать состав электролита солями олова.
Изучены некоторые физико-химические свойства покрытий сплавом олово-медь (с содержанием Бп - 60-70 %): микротвердость, внутренние напряжения, паяемость и защитная способность. Покрытия белой бронзы, полученные из триполифосфатно-пирофосфатного электролита, имеют микротвердость выше, чем покрытия олова (0.12-0,3 ГПа) и серебра (0.59-1,37 ГПа), которая с увеличением плотности тока незначительно уменьшается от 2,6 до 1,4 ГПа.
В осадках сплава олово-медь возникают внутренние напряжения (ВН), изменяющиеся в зависимости от потенциала электрода и фазового состава сплава. Так осадки сплава олово-медь, полученные при потенциалах, когда в покрытиях обнаруживается е-Си38п фаза с включением соединений Бп4*, характеризуется ВН "сжатия". При смещении потенциала в отрицательную область и при появлении в осадке фазы п-Си6Зп5 наблюдается изменение знака ВН от "-" сжатия к "+" растяжения. В области плотности тока от 0,5 до 1 А/дм2 (при потенциалах -0,7 +-0,88 В) в осадках сплава наблюдается ВН растяжения порядка 38 МПа, что, по-видимому, связано с неизменностью фазового состава сплава (фаза т\-Си6Бп5). Рост ВН растяжения при более отрицательных потенциалах может быть также обусловлен увеличением выделения водорода на электроде.
На основании определения токов коррозии системы "сталь/покрытие олово-медь" можно сделать вывод, что покрытия сплавом олово-медь, полученные в полилигандном электролите, имеют хорошие защитные свойства. С увеличением толщины покрытия токи коррозии снижаются.
Хорошая паяемость сплава олово-медь наблюдается уже при небольших толщинах осадка и удовлетворяют требованиям ГОСТ 9.302-79.
Выводы
1. Исследованы условия электроосаждения белой бронзы из триполифосфатно-пирофосфатного электролита. Методом математического планирования и оптимизации был определен оптимальный состав полилигандного электролита и экспериментально установлено влияние плотности тока, рН, перемешивания, температуры на выход по току, состав сплава и качество осадка.
2. Установлено, что кинетика электроосаждения сплава 5п-Си
из полилигандного электролита характеризуется сложной зависимостью между потенциалом катода и плотностью тока, которая определяется влиянием основных компонентов электролита: солей меди, олова, триполифосфата и пирофосфата калия, а также фазовым составом сплава.
3. Методом рентгенофазового анализа и мессбауэровской спектроскопии показано, что сплав олово-медь, полученный из полилигандного электролита, представляет собой ряд сложных интерметаллических соединений. Изменение фазового состава осаждаемого покрытия сопровождается заметным изменением скорости катодного процесса и состава сплава. Установлено, что в области потенциалов -0,2 + -0,5 В сплав кристаллизуется в виде Е-Си3Бп-фазы. При достижении потенциала -0,58 В в сплаве помимо Е-Си3Бп-фазы появляется Т1-Си63п5, по составу соответствующая белой бронзе (60 % Бп), которая становится преобладающей при более отрицательных значениях потенциалов.
4. Сравнением поляризационных кривых процессов выделения меди и олова раздельно и в сплав установлено, что ионы меди в сплав разряжаются с деполяризацией до потенциалов -0,58 *-0,6 В и сверхполяризацией при более отрицательных значениях потенциалов. Разряд ионов олова в сплав облегчен во всей рабочей области потенциалов. Предложено объяснение полученных зависимостей.
5. Исследованы некоторые физико-химические свойства покрытий сплавом олово-медь (ВН. микротвердость, пайка, коррозионная стойкость) и показана их связь с фазовым составом осаждаемого покрытия.
6. На основе изучения анодного процесса и электрохимической стабильности предложенного полилигандного электролита для осаждения белой бронзы рекомендовано проводить электролиз с медными анодами при соотношении катодной и анодной поверхностей 1:5.
7. Разработан технологический процесс электроосаждения сплава олово-медь-белая бронза (60-70 % Бп) из нового малотоксичного и недорогого электролита на основе триполифосфата и пирофосфата калия, имеющего высокую РС и позволяющего получать высококачественные покрытия белой бронзы в интервале плотностей тока 0.5 + 1,7 А/дм2 . что несколько выше, чем в других известных электролитах.
Основные научные результаты диссертации опубликованы в научных изданиях:
1. Космодамианская Л.В.. Одинокова И.В., Кошевая Т.Н., Егор-кина О.Ю. Электроосаждение белой бронзы из полилигандного электролита. // Теория и практика электрохимических процессов и экологические аспекты их использованияы.: Тез. докл. н-т семинара.-Барнаул.1990. -С.35-39.
2. Космодамианская Л.В., ТютинаК.М., Кошевая Т.Н., Одинокова И.В. Электроосаждение сплава олово-медь.// Прогрессивная технология электрохимической обработки металла и экология гальванического производства.: Тез.докл. Межресп. н-т конф.- Волгоград, 1990. -С.66-68.
3. ОдиноковаИ. В., Космодамианская Л. В., ТютинаК.М. Электроосаждение белой бронзы из триполифосфатно-пирофосфатного электролита. // Гальванические покрытия для товаров народного потребления.: Тез. докл. н-т семинара - Санкт-Петербург.1992. -С. 45-46.
4. Одинокова И. В., Космодамианская Л. В., ТютинаК.М. Особенности электроосаждения белой бронзы из полилигандного электролита. // Гальванические и химические покрытия сплавами.: Тез.докл. н-т семинара - Москва.1992. -С.21-25.
-
Похожие работы
- Электроосаждение сплава Cu-Sn из сульфатных электролитов с добавками
- Электроосаждение сплавов олово-цинк и олово-медь из электролитов-коллоидов
- Электроосаждение сплава цинк-олово из малотоксичных электролитов
- Электрохимическое получение блестящих осадков цинка, олова и его сплавов из сульфатных электролитов с органическими добавками
- Электроосаждение олова и его сплавов на алюминий из оксилатно-фторидного электролита
-
- Технология неорганических веществ
- Технология редких, рассеянных и радиоактивных элементов
- Технология электрохимических процессов и защита от коррозии
- Технология органических веществ
- Технология продуктов тонкого органического синтеза
- Технология и переработка полимеров и композитов
- Химия и технология топлив и специальных продуктов
- Процессы и аппараты химической технологии
- Технология лаков, красок и покрытий
- Технология специальных продуктов
- Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов
- Технология каучука и резины
- Технология кинофотоматериалов и магнитных носителей
- Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии
- Технология химических волокон и пленок
- Процессы и аппараты радиохимической технологии
- Мембраны и мембранная технология
- Химия и технология высокотемпературных сверхпроводников
- Технология минеральных удобрений