Внутренние напряжения никелевых покрытий, полученных из ацетатно-хлоридных электролитов с различными дикарбоновыми кислотами
Отправьте статью сегодня! Электронный вариант журнала выйдет 14 августа,печатный экземпляр отправим18 августа.

Внутренние напряжения никелевых покрытий, полученных из ацетатно-хлоридных электролитов с различными дикарбоновыми кислотами

В статье авторы пытаются определить внутренние напряжения никелевых покрытий, полученных из ацетатно-хлоридных электролитов с различными дикарбоновыми кислотами.
Поделиться в социальных сетях
58 просмотров
Библиографическое описание

Ивчин, Д. С. Внутренние напряжения никелевых покрытий, полученных из ацетатно-хлоридных электролитов с различными дикарбоновыми кислотами / Д. С. Ивчин, А. К. Сатыбалдиев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 2 (292). — С. 12-14. — URL: https://moluch.ru/archive/292/66147/ (дата обращения: 02.08.2021).



В статье авторы пытаются определить внутренние напряжения никелевых покрытий, полученных из ацетатно-хлоридных электролитов с различными дикарбоновыми кислотами.

Ключевые слова: внутреннее напряжение, никелевое покрытие, электролит, гибкий катод.

Внутренние напряжения могут приводить либо к растрескиванию покрытия, либо к его вспучиванию. В случае возникновения внутренних напряжений растяжения покрытия обычно растрескиваются, а в случае напряжений сжатия покрытие может отслаиваться и вспучиваться, образуя пузыри. В электролитическом никеле обычно возникают внутренние напряжения растяжения. Покрытия с высокими внутренними напряжениями имеют меньшую пластичность и повышенную хрупкость. Коррозионная стойкость и прочность сцепления напряжённых покрытий с основой также существенно понижаются «Цитата» [1, с. 37].

С повышением температуры снижается величина перенапряжения водорода, но в большей степени снижается перенапряжение никеля. Значит возрастает выход никеля по току. Повышение температуры электролита, препятствуя пассивации анодов, повышает анодный выход по току. В связи с этим мы проводим опыт при 50 0С.

Наиболее распространенным является метод деформации гибкого катода во время электролиза. Наблюдения за отклонением нижнего или верхнего конца катода в зависимости от способа крепления производится с помощью микроскопа, в котором 1 деление = 0,00625 см. Отсчет велся от деления 50 единиц (середина шкалы). С обратной стороны ячейки, в которой происходил процесс осаждения никеля, стояла лампа, чтобы лучше видеть катод в окуляре. Так же для удобства наблюдения за отклонением катода на образцы с помощью лака наклеивались волоски длиной 4 мм.

Внутренние напряжения измерялись в электролизере из оргстекла (ёмкостью 0,3л), оснащённой термостатической рубашкой (температура 500С).

В качестве катода использовалась медная фольга толщиной 0,22 мм (модуль упругости Е= 1,2*106 кг/см2), рабочая поверхность 57*8 мм, что соответствует 0,0456 дм2. Образцы покрывались цапон лаком. Непокрытой оставалась лишь рабочая поверхность, которая была параллельна аноду и токоподвод. Образец покрывался два раза для предотвращения диффузии Ni+ через лак.

Анодом служили никелевые пластины размером 80*5*0,5 мм. Отклонение конца катода отсчитывалось по условным делениям (от 0 до 100 единиц). Отклонение катода в сторону анода придаётся знак (+) –это напряжение растяжения т. е., осадок стремится к сжатию, а подложка растягивает его. Отклонением от анода придаётся знак (-) –это напряжение сжатия.

Образцы закрепляются так, чтобы точка его опоры находилась у края рабочей поверхности и была погружена в электролит. Для этого на крышке электролизера предусмотрен специальный выступ.

Перед опытом образцы подвергались следующей обработке:

– Обезжиривание венской известью (CaO + MgO) при помощи щётки

– Промывка проточной водой

– Активирование в 10 % H2SO4

– Промывка проточной, а затем дистиллированной водой pH электролитов доводили до нужного значения с помощью NiCO3.

Рассчитываем время покрытия одного мкм по формуле:

(1)

где: время покрытия одного мкм

плотность никеля, г/см3;

толщина покрытия, cм;

электрохимический эквивалент Ni, г/А*ч;

плотность тока, А/см2;

выход по току.

Рассчитываем внутренние напряжения по формуле:

(2)

где: внутренние напряжения;

модуль Юнга, 1.2106 ;

толщина подложки, см;

толщина осадка, см;

радиус кривизны катода, см;

(3)

где: длина образца (рабочая часть), см;

смещение катода, см

Опыт проводился в двух разных электролитах (табл.1, табл.2)

Таблица 1

Опыт, проведенный вэлектролите (Ni(CH3COO)2=80г/л; HCl=50г/л; C6H10O4(а.к.)=15г/л); I=0,23А; U=6B; pH=3; толщина меди 220 мкм; Т=500С

Время,

мин

Толщина,

мкм

Отклонение катода,

в единицах

Внутренние напряжения,

кг/см2

1,02

1

4

3020,98

2,033

2

9

3410,95

3,05

3

14

3556,37

4,066

4

18

3444,74

5,083

5

23

3537,01

6,1

6

29

3732,94

7,112

7

34

3767,93

8,133

8

36

3506,25

9,15

9

39

3391,19

10,167

10

41

3222,61

Таблица 2

Опыт, проведенный вэлектролите (Ni(CH3COO)2=80г/л; HCl=50г/л; C3H4O4(м.к.)=70г/л); I=0,23А; U=6B; pH=2,9; толщина меди 220 мкм; Т=500С

Время,

мин

Толщина,

мкм

Отклонение катода,

в единицах

Внутренние напряжения,

кг/см2

1,02

1

5

3776,224

2,033

2

12

4551,97

3,05

3

12

3048,32

4,066

4

16

3061,99

5,083

5

19

2921,87

6,1

6

21

2703,16

7,112

7

24

2659,71

8,133

8

25

2434,90

9,15

9

28

2434,71

10,167

10

31

2436,61

Из данных видно, что никелирование с применением электролита (Ni(CH3COO)2=80г/л; HCl=50г/л; C3H4O4(м.к.)=70г/л) обуславливает меньшее отклонение от анода (-), т. е. меньшее напряжение сжатия. Можно сделать вывод, что при увеличении толщины покрытия уменьшаются внутренние напряжения.

Литература:

1. Функциональная гальванотехника: учебное пособие/ В. И. Мамаев. — Киров: ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2013. — 208 с. УДК 621.357.6 (07) Тех. редактор Е. О. Рябова.

2. Грилихес С. Я., Тихонов К. И. Электролитические и химические покрытия. Теория и практика.-Л.: Химия,1990.стр.177–178.

3. М. Я. Поперека. Физика металлов и металловедение.1965, т.20, вып. 5,стр.753

4. М. Я. Поперека. Внутренние напряжения электролитически осаждаемых металлов. Западно-Сибирское книжное издательство, Новосибирск, Красный проспект 3, стр. 324

основные термины

генерируются автоматически
внутреннее напряжение, никелевое покрытие, электролит, гибкий катод
Похожие статьи
Погодаев Владимир Петрович
Получение ремонтных электролитических покрытий железа увеличенных толщин на восстанавливаемых деталях
Технические науки
2019
Паульс Вячеслав Юрьевич
Современная технология нанесения антифрикционных покрытий
Спецвыпуск
2015
Голубев Андрей Николаевич
Влияние параметров гальванического процесса на микротвёрдость покрытий
Технические науки
2016
Лисянский Леонид Александрович
Изучение кинетики электроосаждения пористого золота из электролита специального назначения
Химия
2019
Вильнер Анастасия Юрьевна
Физико-химическая обработка крупногабаритных деталей летательных аппаратов
Технические науки
2010
Лукьянова Наталия Петровна
Конкурсные задачи по химии на закон электролиза Фарадея
Химия
2014
Захаров Юрий Альбертович
Восстановление рабочей поверхности гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания автомобилей
Технические науки
2015
Макрушин Руслан Дмитриевич
Комплексные системы активного онлайн-контроля в режиме реального времени и технологические особенности их производства
Технические науки
2017
Левин Артем Вадимович
Биполярные пластины для топливных элементов
Физика
2019
дата публикации
январь 2020 г.
рубрика
Химия
язык статьи
Русский
Опубликована
Похожие статьи
Погодаев Владимир Петрович
Получение ремонтных электролитических покрытий железа увеличенных толщин на восстанавливаемых деталях
Технические науки
2019
Паульс Вячеслав Юрьевич
Современная технология нанесения антифрикционных покрытий
Спецвыпуск
2015
Голубев Андрей Николаевич
Влияние параметров гальванического процесса на микротвёрдость покрытий
Технические науки
2016
Лисянский Леонид Александрович
Изучение кинетики электроосаждения пористого золота из электролита специального назначения
Химия
2019
Вильнер Анастасия Юрьевна
Физико-химическая обработка крупногабаритных деталей летательных аппаратов
Технические науки
2010
Лукьянова Наталия Петровна
Конкурсные задачи по химии на закон электролиза Фарадея
Химия
2014
Захаров Юрий Альбертович
Восстановление рабочей поверхности гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания автомобилей
Технические науки
2015
Макрушин Руслан Дмитриевич
Комплексные системы активного онлайн-контроля в режиме реального времени и технологические особенности их производства
Технические науки
2017
Левин Артем Вадимович
Биполярные пластины для топливных элементов
Физика
2019