CC BY
12УДК 423.327.7
В.И. Балакай
докт. техн. наук, проф., декан технологического факультета Южно-Российский государственный политехнический университет (НИИ)
имени М.И. Платова (Россия, г. Новочеркасск)
А.О. Ковалева
магистр 1 курса технологического факультета Южно-Российский государственный политехнический университет (НИИ)
имени М.И. Платова (Россия, г. Новочеркасск)
Е.В. Старунов
магистр 1 курса технологического факультета Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ)
имени М.И. Платова (Россия, г. Новочеркасск)
ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ БЛЕСКООБРАЗУЮЩИХ ДОБАВОК НА ВЫХОД ПО ТОКУ НИКЕЛЯ ИЗ ХЛОРИДНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА
Исследовано влияние блескообразующих добавок на выход по току и предельную плотность тока в хлоридном электролите никелирования. Показано, что в присутствии тиомочевины выход по току составляет 107 - 111%, а 1,4-бутиндиола 105 - 109 %.
Ключевые слова: выход по току, тиомочевина, 1,4-бутиндиол, плотность тока
В работе [1] отмечена возможность ускорения процессов электроосаждения металлических покрытий в электролитах, в которых наряду с ионами электроосаждаемых металлов в процессе разряда принимают участие микрогетерогенные их соединения, способные разряжаться до металла в той же области потенциалов, что и гидратированные или комплексные ионы того же металла.
Для исследования влияния блескообразующих добавок на механизм электроосаждения никеля выбрали электролит состава, г/л: хлорид никеля 200 - 350, сульфат никеля 2,5 - 10, борная кислота 30 - 40, хлорамин Б 0,5 - 1,5, блескообразующая добавка.
В данном электролите в процессе электроосаждения никеля участвуют коллоиды и микрогетерогенные соединения никеля [1]. В качестве блескообразующих добавок выбрали тиомочевину (ТМ) и 1,4-бутиндиол (БД). Известно, что в случае, когда в качестве блескообразующей добавки используется ТМ, то в состав ядра входят сульфиды никеля и на их основе сложные труднорастворимые соединения [2]. Потенциал разряда сульфидов никеля составляет минус 0,83 - 1,04 В.
Если в качестве блескообразующей добавки использовать БД, то в состав ядра коллоидных частиц должны входить гидроксид никеля и на их основе различные сложные труднорастворимые соединения [3]. Потенциал разряда гидроксида никеля - 0,7 В, а для сложных труднорастворимых соединений на основе гидроксида никеля таких данных нет.
На поляризационных кривых, полученных при выделении никеля из хлоридного электролита в присутствии ТМ и БД, можно заметить, что не зависимо от температуры и природы вводимой добавки на кривых имеются два предельных тока. В присутствии ТМ первый предельный ток является предельным каталитическим током по водороду [4]. При достижении потенциала минус 0,7 - 0,8 В кривая начинает резко смещаться вверх. По-видимому, при этих потенциалах начинает восстанавливаться коллоидный сульфид никеля, так как это примерно совпадает с потенциалом восстановления сульфида никеля [5]. В присутствии БД этот потенциал смещается в более электроотрицательную область на 200 - 250 мВ как при температуре 20, так и при 60 оС.
По-видимому, в присутствии БД образуются коллоиды другого состава. Кроме того, и величина первого предельного тока выше примерно на 1,5 А/дм2 при температуре 20 оС и на 10 А/дм2 при 60 оС. Это все свидетельствует о том, что в электролитах с различными блескообразующими добавками образуются коллоиды различного состава, дисперсности и т.д., которые и влияют как на предельные токи, так и на поляризацию выделения никеля.
Значение суммарного выхода по току (ВТ) при электроосаждении никеля, содержащего в качестве блескообразующей добавки ТМ, начиная с самых малых плотностей тока, превышает 100 % и достигает максимума при потенциалах - 0,55 В (20 °С) и - 0,525 В (60 °С), совпадающих с началом предельного каталитического тока водорода. Максимальное значение суммарного ВТ с доверительной вероятностью 0,95 равно 111+4 % для 60 оС и 107+3 % для 21 оС.
Значение суммарного ВТ, при электроосаждении никеля в присутствии БД, также превышает 100 %. Максимальное значение суммарного ВТ с доверительной вероятностью 0,95 равно 109+5 % для 60 оС и 105+4 % для 20 оС.
Список литературы:
1. Кудрявцева И.Д., Кукоз Ф.И., Балакай В.И. Электроосаждение металлов из электролитов // Итоги науки и техники. Электрохимия. М.: ВИНИТИ, - 1990. - Т. 33. - С. 50 - 81.
2. Памфилов А.В., Моргарт Р.М. Влияние веществ, содержащих двухвалентную серу, на процесс никелирования // Украинский химический журнал. - 1957. - Т. 23. - Вып. 5. - С. 684 - 688.
3. Ротинян А.Л., Тихонов К.И., Шошина И.А. Теоретическая электрохимия. - Л.: Химия, 1981.
- 423 с.
4. Балакай В.И. Электроосаждение никеля и серебра из электролитов-коллоидов // Автореф. дисс. канд. техн. наук. - Новочеркасск, 1984. - 16 с.
5. Ротинян А.Л., Хейфец В.Л., Козич Е.С., Калнина Е.Н. Состав труднорастворимых соединений никеля, осажденных щелочью из сульфатного раствора и стандартные изобарные потенциалы их образования // Журнал общей химии. - 1954 - Т. 24. - Вып. 8. - С.1294 - 1302.
