CC BY
28
УДК 621.357.7
Павлов Л.Н, Тихонова К.А, Кудрявцев В.Н.
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ СПЛАВА Ni- Cr-W
Приводятся сведения о некоторых свойствах сплава Cr-Ni-W, впервые полученного методом электроосаждения.
Information is given on some properties of Cr-Ni-W alloy first obtained by method of electrodeposition.
Введение
Хорошо изучены условия получения и свойства электролитических сплавов Fe-Cr, Ni-Cr и Cr-Mo, получаемых из кислых электролитов, содержащих хром в виде трёхвалентных соединений, а также сплавов вольфрама с металлами группы железа (Ni-W, Fe-W, Co-W), получаемых из щелочных аммиачно-цитратных электролитов. Все эти сплавы обладают различными улучшенными свойствами по сравнению с покрытиями индивидуальными металлами. В то же время о таком сплаве, как Cr-W, который может обладать, по крайней мере, не менее ценными свойствами, никаких сведений нет.
В данной работе была поставлена задача получения сплава хром-вольфрам из электролитов на основе трехвалентных соединений хрома. Было исследовано большое количество таких электролитов, к которым добавляли соль вольфрамата натрия, но попытки получить покрытия сплавом Cr-W не увенчались успехом.
Из литературных данных известно, что с никелем вольфрам осаждается в значительных количествах. Также известны электролиты для соосаждения Cr с Ni. Поэтому была предпринята попытка получить тройной сплав Ni-Cr-W. За основу был взят один из известных электролитов для получения сплава Ni - Cr, к которому добавляли соль вольфрамата натрия. Методическая часть
Поскольку в литературных источниках данных по электролитам такого типа не было, первоначальной задачей была разработка состава электролита и условий электроосаждения, при которых получался бы сплав удовлетворительного качества, содержащий в своём составе вольфрам.
Для определения рабочего интервала плотности тока в исследуемых электролитах проводили ускоренный контроль зависимости качества покрытия от плотности тока в ячейке Хулла. Достаточно удовлетворительного качества осадки сплава Ni - Cr были получены из электролита на основе сульфата никеля и сульфата хрома (III) следующего состава в М (г/л): KCr(S04)2*12H20 0,4 (200), NiSO4*7H2O 0,8 (225 г/л). Сплав Ni-Cr-W получали, добавляя к указанному электролиту вольфрам в виде вольфрамата натрия в количестве 0-0,1М. При дальнейшем повышении концентрации вольфрамата качество покрытия ухудшалось и сужался рабочий интервал плотностей тока. В результате для осаждения сплава Ni-Cr-W был выбран электролит, содержащий 0,06 М Na2W04*2H20.
Рабочее значение рН обоих электролитов было 2,3±0,05. Корректировку рН электролитов производили при помощи концентрированных растворов серной кислоты и гидроксида натрия. Никель в электролит вводили в виде концентрата сульфата никеля, который предварительно прорабатывали для удаления возможных примесей. В качестве анода использовали сетку из платинированного титана. Анодное пространство отделяли от катодного катионнообменной мембранной МК-40. Катионообменную мембрану применяли для того, чтобы предотвратить окисление ионов трёхвалентного хрома до шестивалентного, а также для предотвращения окисления органических добавок. Анолитом служил насыщенный раствор сульфата натрия, подкисленный серной кислотой.
Состав сплава анализировали на сканирующем электронном микроскопе JEOL JSM-6510 LV с приставкой энергодисперсионного анализа INCA ENERGY. Для снятия потенциодинамических поляризационных кривых использовали трёхэлектродную термостатируемую ячейку. Кривые получали при помощи потенциостата/гальваностата P-30S. Скорость развёртки потенциала составляла 2мВ/с. Потенциал рабочего электрода измеряли по отношению к насыщенному хлорид-серебряному электроду, а затем пересчитывали по отношению к стандартному водородному электроду. Экспериментальная часть
Из электролитов приведенных выше составов при рН 2,3-2,8, температуре 50°С в интервале плотностей тока 3-12А/дм2 осаждались равномерные, гладкие по внешнему виду, полублестящие, светло-серого цвета осадки. При этом все осадки, полученные из второго электролита в указанном интервале плотностей тока, содержали в своём составе вольфрам. В качестве примера на рис.1. приведены составы сплава Ni-Cr-W, полученные при 9А/дм2 из электролита, содержащего разные концентрации вольфрамата натрия. Как видно из кривых, содержание вольфрама в осадках составляло от 7до9% (масс.).
w(Cr,W),%
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
w(N9¡8<%
0,02
0,04
0,06
0,08
C(Na2WO4*2H2O),M
Рис.1. Зависимость состава сплава (1-хром, 2-вольфрам, 3.- никель), полученного при I 9А/дм2, от концентрации вольфрамата натрия в электролите
Выход по току сплава М-Сг составлял 25-30% и в изученном
0
интервале плотностей тока несколько увеличивался (рис2 кр.1). При введении в электролит вольфрамата выход по току сплава резко падает, однако при содержании вольфрамата натрия в электролите 0,06 ^ 0,09 М в интервале плотностей тока 8-12 А/дм2, ВТ составлял вполне приемлемую величину для такого сплава - 12-20 %.
ВТспл,%
35 30 25 20 15 10 5 0
2
4
6
I, А/дм2
8
10
12
Рис.2. Зависимость выходов по току сплавов М-Сг (1) и сплава М-Сг-^ от плотности тока, при содержании вольфрамата натрия в электролите (моль/л): 2.-0,03; 3.-0,06; 4.-0,09
Вопреки ожиданиям твёрдость осадков М-Сг оказалась значительно выше твёрдости осадков М-Сг^ (рис.3). Без дополнительных исследований трудно дать приемлемое объяснение полученных результатов. Однако при прогреве при 400°С твёрдость осадков Ni-Cг-W увеличивается в значительно большей степени, чем твёрдость М-Сг. Так, например, при плотности тока 9 А/дм2 твердость двойного сплава 518кг/мм2, а тройного 570 кг/мм2.
кг/мм2 500
450 400 350 300 250
1
2
•
2
4
6
I, А/дм2
8
10
12
Рис.3. Зависимость твёрдости сплавов №-Сг (1) и Ni-Cг-W (2) от плотности тока, концентрация вольфрамата натрия 0,06 М
Поляризационные кривые, полученные в обоих электролитах, показывают, что процесс электроосаждения сплава Ni-Cг-W протекает при меньшей поляризации, чем процесс электроосаждения сплава Сг-М.
Рис.4.Потенциодинамические катодные поляризационные кривые сплавов М-Сг и №-Сг-^
1 -сплав №-Сг. 2.- сплав Ni-Cr-W
Исследования состава покрытия методом энергодисперсионного анализа выполнены на оборудовании ЦКП «Центр коллективного пользования научным оборудованием им. Д.И. Менделеева» в рамках госконтракта № 16.552.11.7046.
УДК 661.152.3
К.Г. Горбовский, А.И. Михайличенко, A.M. Норов, А.С. Малявин
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия ОАО «Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. профессора Я.В. Самойлова», Москва, Россия
ИЗУЧЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОМПЛЕКСНЫХ NPK-УДОБРЕНИЙ С СООТНОШЕНИЕМ N:P2O5:K2O=1:1:1, СОДЕРЖАЩИХ КАРБАМИД
В докладе представлены результаты исследований качественных показателей (статическая прочность, гигроскопичность, слёживаемость) комплексных NPK-удобрений с использованием карбамида на примере марок 16-16-16 и 17-17-17. Изучено влияние этих показателей в зависимости от мольного отношения [NH3]:[H3PO4] в фосфатно-аммиачной пульпе в интервале от 1,0 до 1,7. На основе проведённых исследований выбраны оптимальные соотношения исходных компонентов, позволяющие получать наиболее качественный продукт.
The paper presents the results of qualitative research (static strength, higroscopicity, blocking property) of complex NPK-fertilizer urea using the example of 16-16-16 and 17-17-17 marks. The influence of these parameters depending on the molar ratio of [NH3]:[H3PO4] in phosphate-ammonia pulp in the range of 1.0 to 1.7. Based on the studies selected the optimal ratio of initial components, allowing to obtain the must qualitative product.
С агрохимической точки зрения наиболее важными элементами являются азот, фосфор и калий. Азот входит в состав белков, которые являются основой живой ткани. Фосфор способствует увеличению засухостойкости и морозостойкости растений. Калий улучшает водный режим растений, способствует обмену веществ и образованию углеводов и так же, как и фосфор, повышает засухостойкость и морозостойкость [1].
