Использование отработанных растворов электрохимического синтеза бисульфата графита для получения композиционных покрытий на основе цинка Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Шевченко Т. Ю.

аспирант, кафедра «Технология электрохимических производств» Соловьева Н. Д.

д. т. н., профессор, зав. кафедрой «Технология электрохимических производств» Энгельсский технологический институт (филиал) ФГБОУВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.»

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТРАБОТАННЫХ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА БИСУЛЬФАТА ГРАФИТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ

ЦИНКА

Аннотация: Установлена возможность получения композиционных покрытий с цинковой матрицей из электролита на основе отработанных растворов электрохимического синтеза бисульфата графита.

Ключевые слова: композиционные электрохимические покрытия, отработанные растворы, бисульфат графита, электроосаждение.

Shevchenko T. Y.

Postgraduate, chair of «Electrochemical Production Technology», Solovyeva N. D.

Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of chair of «Electrochemical Production Technology», Engels Technological Institute (branch) «Yu. Gagarin Saratov State Technical University»

USING WASTE SOLUTIONS AFTER ELECTROCHEMICAL SYNTHESIS GRAPHITE BISULFATE TO PRODUCTION OF COMPOSITE COATING BASED ON ZINC

Abstract: The possibility of production composite coatings with zinc matrix from the electrolyte on the basis of waste solutions electrochemical synthesis of graphite bisulfate.

Keywords: composite electrochemical coatings, waste solutions, graphite bisulfate, electrodeposition.

В связи с возрастающими требования экологической безопасности поиск областей применения отработанных растворов электрохимического производства является актуальной задачей.

Настоящая работа посвящена изучению возможности использования отработанных растворов электрохимического синтеза бисульфата графита для получение композиционных электрохимических покрытий (КЭП). Ранее была установлена возможность модифицирования цинковых покрытий углеродным материалом [1, 2]. Полученные результаты показали перспективность данного направления [1, 2].

Электроосаждение КЭП на основе Zn проводилось на стальную основу (сталь 45) из электролита на основе промывной воды (отработанных растворов электрохимического синтеза бисульфата графита), содержащего частицы графитового материала размером до 2 мкм. Для приготовления электролита в промывную воду добавляли ZnSO4*7^O - 310 г/л, Na2SO4*10H2O - 75 г/л, Ah(SO4)s*18H2O - 30 г/л [3]. Для доведения рН до 3 добавляли NaOH.

Поляризация осуществлялась с использованием потенциостата P-8S. Потенциал рабочего электрода измерялся относительно хлоридсеребряного электрода сравнения. Анодом служила цинковая пластина размером 0,2x0,2 дм. Толщина наносимого покрытия - 15 мкм. Процесс электроосаждения проводили при постоянном перемешивании электролита и без перемешивания. Защитную способность изучаемых КЭП на основе Zn определяли по экспресс-методике путем снятия потенциодинамических кривых при скорости развертки потенциала 4 мВ/с в 3 %-ном растворе NaCl. По области пассивного состояния судили о коррозионной стойкости покрытий. При определении коэффициента трения покрытия в качестве контртела использовали стальной образец массой 1 г. Коэффициент трения определялся по углу наклона образца, при котором происходило скатывание контртела. Во всех исследованиях проводили не менее 3 -х параллельных опытов.

На рисунке 1 представлены результаты морфологического анализа поверхности полученных КЭП на основе цинка.

Как следует из представленных микрофотографии (рис. 1), наблюдается полное зарастание неметаллических включений цинковой матрицей независимо от перемешивания электролита.

а) б)

Рис. 1. Микрофотографии поверхности КЭП на основе цинка, полученных при увеличении 200 раз. а) без перемешивания б) при постоянном перемешивании электролита

В результате проведенных исследований была установлена возможность получения композиционных покрытий с цинковой матрицей из электролита на основе отработанных растворов электрохимического синтеза бисульфата графита. Был подобран режим электролиза для получения равномерно распределенных по поверхности покрытий, обладающих меньшим коэффициентом трения, чем у цинкового покрытия, полученного гальваническим способом из сульфатного электролита указанного состава. Защитная способность исследуемых образцов превышала защитную способность цинкового покрытия без хроматной пленки примерно в 1,5 раза.

Список литературы

1. Шевченко, Т. Ю. Использование реверсивного режима электролиза при электроосаждении композиционных электрохимических покрытий цинк-коллоидный графит / Т. Ю. Шевченко, Н. Д. Соловьева // Перспективные материалы. - 2013. - № 1. - С. 72-76.

2. Шевченко, Т. Ю. Электроосаждение композиционных покрытий на основе цинка, модифицированных углеродным материалом / Т. Ю. Шевченко, Н. Д. Соловьева, Г. Г. Нечаев, Е. Л. Сурменко // Перспективные материалы. - 2014. - № 2. - С. 71-76.

3. Сайфуллин, Р. С. Композиционные покрытия и материалы / Р. С. Сайфуллин. - М.: Химия, 1977. - 270 с.