ВЫБОР БУФЕРНОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ ХЛОРИДНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА БЛЕСТЯЩЕГО НИКЕЛИРОВАНИЯ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 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)

А.В. Старунов

магистр 1 курса технологического факультета Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ)

имени М.И. Платова (Россия, г. Новочеркасск)

ВЫБОР БУФЕРНОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ ХЛОРИДНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА БЛЕСТЯЩЕГО

НИКЕЛИРОВАНИЯ

Исследовано влияние различных буферных добавок на предельную плотность тока и, выход по току никеля. В качестве буферной добавки бъгла выбрана аминопропионовая кислота обладающая оптимальными свойствами.

Ключевые слова: буферная добавка, предельная плотность тока, аминопропионовая кислота

Хлоридные электролиты предоставляют большие возможности для ускорения процесса никелирования, так как золи и микрогетерогенные системы соединений разряжающегося металла в них гораздо устойчивее, чем в сульфатных растворах, широко используемых в промышленности, а это может привести к интенсификации электроосаждения никеля [1]. При удачном выборе буферной добавки можно интенсифицировать процесс электроосаждения никеля. В электролитах никелирования в качестве буферной добавки в основном используется борная кислота. При высоких плотностях тока буферных свойств борной кислоты может оказаться недостаточно, чтобы предупредить быстрое защелачивание прикатодного слоя при совместном восстановлении никеля и

водорода. При быстром защелачивании могут образовываться грубодисперсные, быстро коагулирующие системы основных солей и гидроксида никеля, а это снижает скорость нанесения никелевых покрытий.

Из литературных данных [2, 3] в качестве буферных добавок были выбраны аминоуксусная кислота, аминопропионовая, янтарная, лимонная, винная, сульфосалициловая, глутаминовая, сульфаминовая кислоты, п-толуолсульфокислота.

Исследования проводили в электролите состава, г/л: хлорид никеля 75, сульфат никеля 2,5, хлорамин Б 1,0, блескообразующая добавка 0,8 мл/л.

Известно, что увеличение рН выше определённого предела часто приводит к выпадению гидроокиси металлов [3]. Выпадение гидроокиси выделяемого на катоде никеля сопровождается резким обеднением прикатодного слоя разряжающимися ионами, вследствие чего предельно допустимая плотность тока уменьшается. При повышении производительности электролита, т.е. при повышении катодной плотности тока при никелировании должно увеличиваться защелачивание прикатодного пространства, так как вместе с никелем на катоде выделяется водород. Чтобы в этих условиях значение рН прикатодного слоя не сдвигалось слишком резко в сторону рН начала гидратообразования никеля, приводя к быстрой коагуляции и образованию грубодисперсных частиц гидроксидов, а, следовательно, к затруднениям их разряда, в высокопроизводительных электролитах надо снижать рН в объёме раствора.

Поэтому было исследовано влияние буферных добавок на предельно допустимую плотность тока, выход по току (ВТ), качество осаждаемых покрытий.

При увеличении концентрации добавки предельно допустимая плотность тока растёт. Так из электролита с аминопропионовой кислотой предельная плотность тока при увеличении концентрации добавки от 20 до 80 г/л соответственно повышается от 10 до 36 А/дм2, с сульфаминовой кислотой - от 15 до 35 А/дм2; с п-толуолсульфокислотой - от 10,4 до 28,8 А/дм2, с сульфосалициловой кислотой - от 8,2 до 25,5 А/дм2, с лимонной кислотой - от 8,4 до 18,5 А/дм2, а с остальными добавками: янтарной, глутаминовой и винной кислотами, предельно допустимая плотность тока увеличивается незначительно.

Покрытия, осаждённые из электролитов с добавками, получались мелкокристаллические, блестящие, равномерные, хорошо сцепленные с основой из стали, меди и ее сплавов. Однако увеличение концентрации буферных добавок приводит к уменьшению выхода по току никеля. Исследована зависимость выхода по току никеля в электролитах с органическими добавками в количестве 5 г/л от рН электролита.

При температуре электролита 21 °С ВТ с увеличением рН электролита, содержащий аминопропионовую кислоту, изменяется от 60 до 95 %, янтарную кислоту - от 33 % до 80 %, лимонную кислоту - от 55 до 72 %, сульфаминовую кислоту - от 48 до 75 %, п-толуолсульфокислоту - от 47 до 72

%, глутаминовую кислоту - от 45 % до 70 %, винную кислоту - от 16 до 50 %. Образцы, полученные из электролитов с рН 3,0 и 5,0 получались матовыми и с высокими внутренними напряжениями, тогда как при рН 1,0 покрытия были зеркально-блестящими, равномерными и пластичными.

Сравнивая результаты экспериментов, выбрали аминопропионовую кислоту, поскольку показатели ВТ и предельно допустимой плотности тока наивысшие по сравнению с остальными добавками. Кроме этого, покрытия, полученные из электролитов с этой добавкой, наиболее пластичные, блестящие и равномерные.

Список литературы

1. Кудрявцева И.Д., Кукоз ФИ., Балакай ВИ. Электроосаждение металлов из электролитов-коллоидов // Итоги науки и техники / ВИНИТИ. - М.: 1990. - Т. 33. - С. 50 - 85.

2. Жуков И.И. Электроосмотические явления на гидроокисях металлов. - В кн.: Избранные труды. -Л.: Изд-во АН СССР, 1952. - С. 297 - 307.

3. Вайнер Я.В., Дасоян М.А. Технология электролитических покрытий. Л.: Машиностроение, 1972. -

463 с.