Внутренние напряжения в электролитических сплавах никель-железо Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Следует обратить внимание на более низкий уровень условной прочности при растяжении вулканизата с нефтешламом. По-видимому, в присутствии отхода формируется более дефектная структура. Одной из причин, как уже отмечалось, может являться модификация макромолекул каучука. В некоторой мере нивелировать этот эффект позволяет применение гексола ХПИ. Однако, необходимо обратить внимание на экстремальную (с максимумом) зависимость /р от дозировки модификатора. Повышенное его содержание приводит к формированию слишком плотной сетки, ухудшающей способность молекулярных цепей к ориентации при растяжении и обусловливающей тем самым снижение статической прочности. В конечном итоге дозировка модифицирующего агента должна подбираться индивидуально применительно к каждой рецептуре и с учетом комплекса требований к резине.

Таким образом, в результате проведенных исследований показано, что нефтешлам с установки «Альфа-Лаваль» не является «пассивным» компонентом в составе наполненных резиновых смесей на основе бутадиен-стирольного каучука с

Кафедра химии и технологии переработки эластомеров

серной вулканизующей группой. Проявляющиеся при его введении эффекты следует учитывать при корректировке или разработке рецептур резиновых смесей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Чалова И. А., Гурылёва Н. Л., Тимрот С. Д. // Материалы IX региональной студенческой научной конференции с международным участием «Фундаментальные науки -специалисту нового века». 24-26 апреля 2012 г. ИГХТУ. Иваново. Т. 2. С. 54;

Chalova I.A., Guryleva N.L., Timrot S.D. // Proceedings of IX regional student scientific conference «Fundamental sciences to specialist of new age». 24-25 of April 2012. ISUCT. V. 2. P. 54 (in Russian).

2. Гурылёва Н.Л., Тимрот С.Д. // Сборник трудов научной конференции. Уфа: Нефтегазовое дело. 2010. С. 227-229; Gurylyova N.L., Timrot S.D. // Collection of proceedings of scientific conference. Ufa: Neftegazovoe delo. 2010. P. 227229 (in Russian).

3. Коротаева Т.А., Гурылёва Н.Л., Тимрот С.Д., Соловьева О.Ю. Формирование и реализация экологической политики на региональном уровне. Ярославль: Изд-во ЯГПУ. 2011. Ч. 2. С. 212-215;

Korotaeva T.A., Gurylyova N.L., Timrot S.D., Solovieva

O.Yu. Forming and realization of ecological policy on regional level. Yaroslavl: YSPU. 2011. T. 2. P. 212-215 (in Russian).

УДК 621.359.3

Р.Ф. Шеханов, С.Н. Гридчин ВНУТРЕННИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ СПЛАВАХ НИКЕЛЬ-ЖЕЛЕЗО

(Ивановский государственный химико-технологический университет) e-mail: [email protected]

Исследованы процессы электролитического осаждения сплавов никеля и железа из ряда сульфатно-боратных электролитов. Проанализировано влияние плотности тока и температуры электролитов на состав осаждаемых сплавов. Измерены внутренние напряжения в получаемых покрытиях.

Ключевые слова: электроосаждение, электролиты, бинарные сплавы, внутренние напряжения

Ранее [1-4] нами была показана возможность получения доброкачественных электролитических осадков железа и его сплавов с никелем из оксалатных электролитов. В настоящей работе выполнено исследование процессов электроосаждения сплава никель-железо из ряда перспективных [5] сульфатно-боратных электролитов, состав которых приведен в таблице.

Растворы электролитов готовили из реактивов марки "ч." на дистиллированной воде путем растворения каждого компонента электролита в отдельном объеме с последующей фильтрацией и сливом растворов в общую емкость. Температуру растворов поддерживали с точностью ±0.5°С с помощью термостата 11Т11-2. Исследуемый диапазон температур составлял от 20 до 80°С. Электро-

осаждение проводили в ячейке из органического стекла объемом 120 мл с использованием анодов из никеля и кобальта. В качестве катодов использовали медные образцы 1x2 см. Подготовка образцов включала обезжиривание в 10% растворе ЫаОН при температуре 60-80°С (2 мин) и травление в концентрированной НК03 (1-2 с) с промежуточными промывками. Качество покрытий определяли по внешнему виду и сцеплению с основным металлом согласно ГОСТу 9.301-86 и ГОСТу 9.302-88. Состав покрытия определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии [6]. Установка для поляризационных исследований включала импульсный потенциостат ПИ-50-1, в качестве

задатчика потенциала использовали программатор ПР-8. Исследования проводили в потенциостатиче-ском режиме, площадь рабочего электрода 0.07 см2. Электродом сравнения служил насыщенный хло-ридсеребряный электрод ЭВЛ-1М1. Полученные значения потенциала пересчитывали относительно водородного электрода.

Исследование процесса выделения сплава никель-железо на медных электродах показало, что получение доброкачественных покрытий возможно в интервале плотностей тока от 0.5 до 3 А/дм2. Катодная поляризация (ЛЁ) составляет -0.896 В для электролита № 1, -0.975 В для электролита № 2, -0.828 В для электролита № 3 и -0.788 В для электролита № 4 (при плотности тока 2 А/дм2). В процессе электролиза значение рН рабочего раствора изменяется незначительно (зависимость рН раствора от количества электричества показана на рис. 1). Покрытия получаются равномерные, имеющие хорошее сцепление с основой. Отсутствуют какие-либо признаки питтинга. Полученные осадки характеризуются степенью шероховатости 0.227-0.505 мкм. Повышение плотности тока сопровождается снижением содержания в сплаве никеля и увеличением содержания железа, а повышение температуры электролита оказывает обратное влияние на состав получаемого сплава (таблица).

РН

4,03,8-

3,6-

3,4-

3,2- -•---,2

3,0- ---*3

2,8- ----"1

2,6-

2,4-

2,2- ' 1 1 1 ■ 1

21-.-1-■-1-.-1-■-1-.-1-

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

Q, Ач/л

Рис. 1. Зависимость рН электролитов от количества прошедшего электричества Fig. 1. Dependence of electrolytes pH on quantity of electricity

Для осаждаемых покрытий методом деформации гибкого катода [7] были получены данные об изменении внутренних напряжений (рис. 2). Измерения показали, что покрытия обладают внутренними напряжениями растяжения. В электролите № 1 минимальное значение внутреннего напряжения достигается при толщине покрытия 6.52 мкм (ВН = 14.0 МПа), в электролите № 2 -

Таблица

Состав электролитов для получения сплавов Ni-Fe Table. The electrolyte compositions for Ni-Fe alloys de_ position __

Электролит № 1 № 2 № 3 № 4

состав электролита

компонент концентрация, г/л

NiSO4-7H2O 50 106 212 108.6

FeS04-7H20 10 7.5 22 0.6

FeCl3-6H20 — — 2.5 —

NiCl2-6H20 — — 18 —

NH4C1 10 — — —

NaCl — — — 4.8

Na2SO410H2O 50 — 40 —

MgS04-7H20 0.5 30 16 —

H3BO3 12.5 12.5 25 12.5

Сегнетова соль — 15 — —

Сахарин — 0.5 1 —

Аскорбиновая 0.5 — — —

кислота

Лаурилсульфат — 0.5 0.1 —

натрия

исходное значение 2.65 3.37 2.80 3.65

рН

t, °C плотность содержание железа

тока в электролитическом сплаве, %

20 0.5 А/дм2 22.5 15.3 29.4 4.2

1.0 А/дм2 25.7 18.0 35.9 6.8

2.0 А/дм2 27.2 21.2 36.3 8.3

3.0 А/дм2 29.5 24.2 41.7 9.9

40 0.5 А/дм2 19.4 12.0 28.7 3.6

1.0 А/дм2 23.3 14.6 33.1 5.5

2.0 А/дм2 25.6 19.9 34.9 6.4

3.0 А/дм2 26.5 23.5 38.5 7.2

60 0.5 А/дм2 18.2 8.7 26.3 2.4

1.0 А/дм2 21.4 10.3 32.9 3.7

2.0 А/дм2 23.7 12.6 33.4 4.9

3.0 А/дм2 24.3 14.7 36.5 5.6

80 0.5 А/дм2 16.4 3.6 24.4 1.2

1.0 А/дм2 17.8 5.6 30.2 1.8

2.0 А/дм2 20.1 8.8 32.9 2.4

3.0 А/дм2 21.9 12.1 35.6 3.2

при 5.59 мкм (20.3 МПа), в электролите № 3 - при 5.81 мкм (19.2 МПа), в электролите № 4 - при 3.34 мкм (29.1 МПа). Установлено, что с ростом толщины покрытия внутренние напряжения уменьшаются, что, по-видимому, связано с укрупнением структуры.

ВН, МПа

Толщина, мкм

Рис. 2. Зависимость внутренних напряжений от толщины покрытия

Fig. 2. Dependence of internal stresses on coating depth

ЛИТЕРАТУРА

1. Шеханов Р.Ф., Лукомский Ю.Я., Жуков Ю.А. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1996. Т. 39. Вып. 6. С. 72;

Кафедра технологии электрохимических производств, кафедра аналитической химии

Shekhanov R.F., Lukomskiy Yu.Ya., Zhukov Yu.A. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Teknol. 1996. V. 39. N 6. P. 72 (in Russian).

2. Шеханов Р.Ф., Лукомский Ю.Я., Жуков Ю.А., Москвина Р.М. // Гальванотехника и обработка поверхности. 1998. Т. 6. Вып. 1. С. 31;

Shekhanov R.F., Lukomskiy Yu.Ya., Zhukov Yu.A., Moskvina R.M. // Electroplating and surface treatment. 1998. V. 6. N 1. P. 31 (in Russian).

3. Шеханов Р.Ф., Лукомский Ю.Я., Жуков Ю.А. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1999. Т. 42. Вып. 5. С. 51; Shekhanov R.F., Lukomskiy Yu.Ya., Zhukov Yu.A. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Teknol. 1999. V. 42. N 5. P. 51 (in Russian).

4. Шеханов Р.Ф., Гридчин С.Н., Торопов И.В., Юдина Т.Ф., Семенов А.О. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2011. Т. 54. Вып. 6. С. 55;

Shekhanov R.F., Gridchin S.N., Toropov I.V., Yudina T.F., Semenov A.O. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Teknol. 2011. V. 54. N 6. P. 55 (in Russian).

5. Шлугер М.А. Гальванические покрытия в машиностроении. М.: Машиностроение. 1985. Т. 1. 240 с.;

Shluger M.A. Electroplatings in machinery building. M.: Mashinostroenie. 1985. V. 1. 240 p. (in Russian).

6. Ермаченко Л.А. Атомно-абсорбционный анализ в санитарно-гигиенических исследованиях. М: Химия. 1997. 207с.;

Ermachenko L.A. Atommic- absorption analysis in sanitary-and-hygienic researches. M: Khimiya. 1997. 207 p. (in Russian).

7. Ковенский И.М., Поветкин В.В. Методы исследования электролитических покрытий. М.: Наука. 1994. 234 с.; Kovenskiy I.M., Povetkin V.V. Methods of investigation for electrolytic coatings. M.: Nauka. 1994. 234 p. (in Russian).

УДК 66.01:65.011

Н.Н. Барабанов), М.С. Пузырева, Е.В. Ермолаева, Ю.Т. Панов, В.Т. Земскова

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КАРБИДИЗАЦИИ КОМПОЗИЦИЙ С УЧАСТИЕМ ДИОКСИДА ТИТАНА ПРОИЗВОЛЬНОГО СОСТАВА

(Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых)

e-mail: [email protected]

Рассмотрен алгоритм расчета параметров процесса карбидизации изделий на основе фенолоформальдегидной смолы, углеродных микросфер и диоксида титана в форме плоской пластины. В отличие от ранее разработанных, данный алгоритм позволяет произвольно задавать начальный состав композиции, что значительно расширяет возможности практического применения алгоритма.

Ключевые слова: пенокарбиды, карбидизация, математическая модель, скорость нагрева, градиент температуры, градиент содержания карбида титана

Пенокарбиды являются наиболее перспек- сивных средах при температурах до 3000 К. Противными современными теплоизоляционными цесс получения пенокарбидов предусматривает материалами, поскольку могут работать в агрес- термообработку синтактных пенопластов на осно-