CC BY
18
Научни трудове на Съюза на учените в България - Пловдив. Серия В. Техника и технологии, т. XIV, ISSN 1311-9419 (Print), ISSN 2534-9384 (On- line), 2017. Scientific Works of the Union of Scientists in Bulgaria-Plovdiv, series C. Technics and Technologies, Vol. XIV., ISSN 1311-9419 (Print), ISSN 2534-9384 (On- line), 2017.
РОЛЯТА НА КОБАЛТА ВЪРХУ СВОЙСТВАТА НА МОДИФИЦИРАН ЕЛЕКТРОЛИТ ТИП „CHROMISPEL" Детелина Милева1, Росица Ман чева2, Деница Кираджийска2 хСекция„Приро^и науки", ДЕСО 2Катедра „Химични науки", фармацевтнченфаифлтет Медицински мнмверситет-Пловдив
THE ROLE OF COBALT ONTHE PROPERTIES OF MODIFIED ELECTROLYTEOF"C HROMISPPL" HYFE Detelina MilHva^RpHitsp DрпкваЮradzhiyska2
department of Languages and Spe cialized Training, Natural Sciences 2 Deparimint oTChemis—y 8Пепс—,ЛовдИу mf Pharmacy
Abstract: The influence of the concentration of ПоП12.6Н2— ov the most important properties of modified "Chromispel" electrolyte was studied. It was shown that, compared to the properties of standard chromium plating baths, the modified electrolyte features better throwing power and twice as high plating rate.
Keywords: chromium plating, modified electrolyte of "Chromispel" type
1."ъведе"ре
"Chromispel" електролитите са нов тип нестандартни и високоефективни електролити за хромиране.Характерна тяхна особеност е, че те отлагат качествени покрития само при много висока концентрация на хромов анхидрид (Manchevaetal, 2012). Зада се намали високият му разход е разработена комбинирана добавка с комплексно действие. Чрез нея се модифицират и свойствата на "Chromispel" съставите. Реализира се и възможносттаза отлагане на сплавно покритие Cr-Co.
2. Цел
Да се изследва ролята на кобалта, внесен чрез СоС12.6НР, върху свойствата на нестандартни хромови електролити тип "Chromispel".
3. Матеррали l оетодр
За изследване на свойствата е използван нестандартен електролит за хромиране jim„,Chromispel", съдържащ хромов анхидрид, халогенидни аниони и СоС12.6Нр. Концентрацията на коблтовата сол варира в граници от 1-5 g.L-1. С цел да се изучи влиянието на хомогенизирането върху свойствата на електролита и на хромовите покрития, при някои от опитите е прилагано разбъркване със скорост от 600-1000 об/мин.
Според характера на експериментите, природата на катодния материал е различна -мед, Ст3 или медицинска стомана от типа 316Ь. Катодната използваемост е определяна гравиметричнопо уравнението:
Ксг = — .100,%
ы,
Скоростта на отлагане е изчислявана по уравнението:
ие=0,047ЖКСг , цш.Ь"1
За изследване разсейвателната способност на електролита е използвана клетката на Херинг и Блум.Електродите са медни и стоманени пластинки с повърхност 0,7 (!ш2, изолирани от едната страна с киселиноустойчив слой и разположени на разстояние от анода Ьдал.: Ьбл.= 3 : 1 Данните са обработвани с помощта на уравнението:
РС = К-ы .100,% К+ы - 2
4. Резултати
Изследвани са най-важните свойства на "Chromispel" електролитите - добив по ток, скорост на отлагане и разсейвателна способност. Изяснено е влиянието на концентрацията на СоС12.6Н20, както и на природата на катодния материал и разбъркването на електролита .
Важна характеристика на всеки електролит е използваемостта на катодният ток(КСг) т.е. онази част от общото количество електричество, която се изразходва само за полезната реакция отлагане на хром. Стандартните сулфатни електролити притежават максимален добив по ток 10-12%. Чистите хлоридни електролити (съдържат само Сг03 иНСТ), средноконцентрирани (500 g.L-1 Сг03) и висококонцентрирани (750 g.L-1 Сг03) могат да достигнат до 60%, а модифицираният, стандартноконцентриран (250 g.L-1 Сг03) хлориден "Cromispel" около 40% (МапсЬеуае1а1, 2011).Вижда се, че колкото епо-високо съдържанието на СоС12.6Н20, толкова по-ниски стойности се регистрират заКСг - фиг.1. Вероятно, заедно с електрохимичните процеси, които протичат на катода, полихромените киселини и кобалтовата сол участват и в някои чисто химически взаимодействия, а техните продукти са причина за преразпределение на общия катоден ток между парциалните електродни реакции, в полза на отделянето на водород или редукцията до тривалентни хромови йони.
Ако електролитът се разбърква по време на отлагане на покритието, това се отразява благоприятно на КСг, но само за състава съдържащ ^^"'СоС12.6Н20- фиг.1. Подобно поведение е характерно за електролизни процеси, които протичат с концентрационна поляризация.
Влиянието на концентрацията на СоС12.6Н20 върху скоростта на отлагане-ие е илюстрирано на фиг.2. По литературни данни стандартните сулфатни електролити при 50° С, плътност 48 АЛш"2 и катодна използваемост 18,8% имат скорост на отлагане 42,3 ^ш.Ь"1 . В "Chromispel"съставитезависимосттанаUeотконцентрациятанакобалтовата сол,
плътносттанатока и разбъркванетонаелектролита е илюстриранана фиг.2.
В граници 1-3 g.L"1CoCl2.6H20, изчислените стойности за ие са близки. Те са правопропорционални на ik и са около два пъти по-високи от тези за стандартните сулфатни
електролити. Над 3 %\^лСоС12.6Н:Р се регистрира чувствително намаление на скоростта на отлагане фиг.2.
От обобщените данни за ие следва, че независимо от природата на катодния материал, колкото по-висока е плътността на тока и ниско съдържанието на СоС12.6Н2Р, хлоридните "Chromispel" електролити ще имат по-добра скорост на отлагане. Нейните най-високи стойности (80,1 ^ш.Ь"1) са изчислени за медни подложки, при отлагане без разбъркване и в електролит с концентрация 1 g.L-1CoCl2.6H2O. Те са почти два пъти по-добри от тези за стандартните сулфатни вани.
Всички електролити за хромиране се характеризират с по-слаба разсейвателна способност в сравнение с който и да е друг известен в галванотехниката електролит.
Установи се, че колкото е по-висока концентрацията на СоС12.6Н2Р, толкова по-добра е разсейвателната способност- фиг.3. Този факт е доказателство за още едно предимство на модифицираният "Chromispel" електролит, а именно да отлага по-равномерни по дебелина покрития.(Mileva, 2012).
Следсъпоставянесъсстандартнитебани е доказано,
черазсейвателнатаспособностнамодифицираниятсъстав е по-добра и нараства с увеличаванеконцентрациятанакобалтовата сол - фиг.3Ако данните от източниците за разсейвателната способност на стандартните сулфатни електролити (-20%) и на чистите "Chromispel" състави (-46%) се съпоставят с тези за модифицирания "Chromispel" електролит се установява, че най-добра е разсейвателната способност на модифицирания електролит.
Фиг. 1.Сравнителни данни за влиянието на концентрацията на СоС12.6Н2Рразбъркването на електролита и плътността на катодния ток върхуКСг при електролиза с медни катоди
—t » 1 g.L"1 CoCI;-&H,0 with stirring g.L1 CoCI2.BH20 with stirring -<>■5 g.L ' CoC^,6H,0 with stirring
th, A.dm *
0ue.2..3aBucuMocm na CKopocmma na omnaгane om Kon^nmpa^xma na CoCl2.6H2O, Kamodnama nnbmnocm u pasGbprnanemo na eneKmponuma
CoCI;.6H;0. g.L'1
0m. 3. 3aBucuMocm na pascemamennama cnocoGnocm om кonцenmpaцuнma na CoCl2.6H2O
За първи път са регистрирани данни, доказващи че концентрации на CoCl2.6H2O над 1 g.L-1 понижават катодната използваемост на тока, подобряват разсейвателната способност и гарантират два пъти по-висока скорост на отлагане на покритието в сравнение със стандартните сулфатни електролити.
Литература
Mancheva R., Mileva D., Application of crome alloys in medicine-functional parameters, advantages and disadvantages, National Scientific Conference with International Participation, Smolyan, 2012 (2), pp. 223-232
Mancheva R., Mileva D., Influence of the complex addition to the properties of chloride and iodide chromium covering layers, Jubilee National Scientific Conference with International Participation, Smolyan, 2011 (2), pp. 406-415 Mileva D., Dissertacion, 2015.
