Свойства электролита для получения композиционного электролитического покрытия на основе никеля Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 621.357.7

свойства электролита для получения композиционного электролитического покрытия

на основе никеля

© 2014 г. К.В. Мурзенко

Мурзенко Ксения Владимировна - аспирант, кафедра «Стандартизация, сертификация и аналитическая химия», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова. E-mail: balakaivi@ rambler.ru

Murzenko Kseniy Vladimirovna - post-graduate student, department «Standardization, certification and analytic chemistry», South-Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). E-mail: [email protected]

Разработан хлоридный электролит для нанесения композиционного электролитического покрытия никель-кобальт-политетрафторэтилен. Исследована устойчивость хлоридного электролита для нанесения композиционного электролитического покрытия никель-кобальт-политетрафторэтилен и равномерность распределения политетрафторэтилена в покрытии.

Ключевые слова: осаждение; композиционное покрытие; никель-кобальт-политетрафторэтилен; хлоридный электролит; свойства электролита.

The chloride electrolyte for infliction of composite electrolytic nickel-cobalt-fluoroplastic coating has been developed. Effect of electrolysis modes and electrolyte composition on the physic-mechanical properties of composite electrolytic nickel-cobalt- fluoroplastic coating, deposited from the chloride electrolyte has been studied, and the possibility of replacing wear-resistant chromium coating.

Keywords: deposition; composite coating; nickel-cobalt-fluoroplastic; chloride electrolyte; properties electrolyte.

Создание композиционных электрохимических покрытий (КЭП) является одним из актуальных направлений современной гальванотехники. Принцип получения КЭП основан на том, что вместе с металлами из электролитов суспензий соосаждаются дисперсные частицы различных размеров и видов. Включаясь в покрытие, частицы существенно улучшают их эксплуатационные свойства (твердость, износостойкость, коррозионную стойкость и т.д.) и придают им новые качества (антифрикционные, магнитные, каталитические и т.д.). Благодаря этому КЭП находят широкое применение в различных отраслях промышленности, а разработка новых видов КЭП, новых электролитов для их нанесения и поиск путей управления их свойствами является важной научно-технической задачей. Эффективность использования КЭП во многом определяется природой дисперсной фазы, их равномерным распределением по поверхности покрытия и сохранением скорости соосаждения их в покрытие в процессе электролиза и т.д.

Целью работы является исследование устойчивости электролита для нанесения композиционного электролитического композиционного покрытия ни-кель-кобальт-ПТФЭ в зависимости от состава хло-ридного электролита.

Для получения КЭП никель-кобальт-ПТФЭ разработан хлоридный электролит состава, г/л: хлорид никеля 200 - 350, сульфат кобальта 8 - 15, борная кислота 30 - 40, сахарин 1 - 2, 1,4-бутиндиол (БД) 0,2 - 0,8 мл/л, суспензия фторопластовая - 4Д (СФ-4Д) (ТУ 6-05-1246-81) 0,2 - 0,6 мл/л. Режимов электролиза рН 1,5 - 5,0, температура 20 - 60 оС, перемешивание механической мешалкой со скоростью 60 -100 об/мин, катодная плотность тока 1 - 7 А/дм2 [1].

Определяющими факторами для получения качественных КЭП является стабилизация частиц второй фазы в электролите и создание условий для их равномерного распределения в осадке. Так как ПТФЭ гид-рофобен и водная суспензия частиц ПТФЭ коагулирует с образованием необратимого осадка частиц ПТФЭ, то для стабилизации этих частиц в хлоридный электролит вводили 1,4-бутиндиол, который в процессе электролиза полимеризуется и является очень хорошим стабилизатором.

Границы устойчивости электролитов-суспензий определяли по оптической плотности растворов (О) на колориметре фотоэлектрическом концентрационном КФК-2 со светофильтром X = 670 нм. Рассматривали коагуляционную устойчивость стабилизированной суспензии при изменении концентрации СФ-4Д в

электролите, рН, а также продолжительность хранения и проработки электролита.

В хлоридном электролите при температуре 20 оС и рН 3,0 при хранении электролита в течение 14 сут оптическая плотность практически не изменяется, при увеличении концентрации СФ-4Д от 0,2 до 0,4 мл/л она увеличивается от 0,58 до 0,6, при дальнейшем увеличении концентрации до 0,6 мл/л снижается до 0,57, при увеличении рН электролита от 1,0 до 3,0 она увеличивается от 0,58 до 6,0, а затем при увеличении до 4,0 - уменьшается до 0,57, а при дальнейшем увеличении до рН 5 увеличивается до 0,58. После проработки электролита при катодной плотности тока 2 А/дм2 в течение 60 ч оптическая плотность практически не изменяется. Все это свидетельствует об устойчивости электролита как при хранении, так и в процессе электролиза.

Устойчивость хлоридного электролита для нанесения КЭП никель-кобальт-ПТФЭ способствует получению качественных покрытий, в которых ПТФЭ равномерно распределяется в осадке.

Это также подтверждается микроскопическими измерениями (рисунок). Откуда видно, что ПТФЭ равномерно распределяется в покрытии.

Поступила в редакцию

Морфология КЭП никель-кобальт-ПТФЭ, осажденного при температуре 20 оС, рН 3,0 и катодной плотности тока 5 А/дм2

Литература

1. Пат. 2352694 РФ, МПК С 25 Д 15/00 (2006.01). Электролит для осаждения композиционного покрытия никель-кобальт-фторопласт / В.И. Балакай, А.В. Арзуманова, Н.Ю. Курнакова, И.В. Балакай, К.В. Балакай. № 2008110630/02; заявл. 19.03.2008; опубл. 20.04.2009, Бюл. №. 11.

26 сентября 2012 г.