Замещенные сульфамиды как блескообразователи и ингибиторы наводораживания Ni-Mn-покрытий Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

50 мг/л до 200 мг/л, а 2 падает с 87 % до 63 % У состава Ш 2 падает с продолжительностью опытов от 2 до 6 часов, либо возрастает при тех же условиях с 84% до 100 %*.

В неперемешиваемых растворах 2 достигает 90 % и более в составах «пластовая вода + НіБ + СО:». Для состава П - 90 % (94 %*, концентрация насыщения се-

роводородом - 200 мг/л), состав 1-91 % (94 %’ - CH,S 100 мг/л) и состав Ш - 95 % (96%* - CH,S 100 мг/л).1

1 Рассчитано относительно пластовой воды, насыщенной газами.

УДК 621.357.7.035.4

ЗАМЕЩЕННЫЕ СУЛЬФАМИДЫ КАК БЛЕСКООБРАЗОВАТЕЛИ И ИНГИБИТОРЫ НАВОДОРОЖИВАНИЯ ПРИ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИИ Ni-Mn-ПОКРЫТИЙ

© С.М. Белоглазое, И.А. Ермакова

Калининград. Калининградский государственный университет

Элеюроосажде1ше №-Мп-покрытий проводилось из сульфатного электролита состава, г/л: сернокислый марганец Мп$04-5Н20 - 40, сернокислый никель №804-7Н20 - 120, хлористый никель №С12 - 8, сернокислый аммоний (ЫН^БО.! - 60. Реж1Ш элекгроосаж-дения: катодная плотность тока Дк = 3,6,8,12 А-дм'2, Т = 18° С, pH = 3.

Целесообразность введения марганца в никелевые покрытия обусловлена тем, что при наличие его в покрытии уже в количестве 0,6 % пористость покрытия в 2,2 раза меньше, а коррозионная стойкость в 1,5 раза выше, чем у чистого никеля. Кроме того, данные покрытия характеризуются весьма низкими внутренними напряжениями, а также стабильностью и простотой получения, что позволяет использовать этот сплав для широкого применения в гальваностегии и гальванопластике вместо никеля [1].

Качество электроосадков №-Мп-сплава. В сульфатном электролите при осаждении получаются мелкокристаллические, гладкие при Дк = 3 ... 6 А-дм'2; матовые осадки серого цвета, покрытия по краям шероховатые при Дк = 8 ... 12 А-дм'2. Увеличение концентрации органической добавки способствует ее более эффективному действию, как блескообразователя [2]. Сахарин несколько увеличивает блеск М-Мп-покрытия и более эффективен при С = 5 ... 10 мМоль/л и Дк = = 6 ... 8 Адм'2. Хорошим блескообразователем показал себя и бензалсульфамид при С = 5 ... 10 мМоль/л и Дк = = 8 ... 12 А-дм'2. Среди исследуемых добавок лучшими блескообразователями оказались сульфадимезин и фталазол, которые позволили получить блестящие покрытия при Дк = 6 ... 8 А-дм'2, при концентрации добавки С = 5 ... 10 мМоль/л.

В присутствии органических добавок происходит значительное увеличение твердости осаждаемых покрытий, что связывается с их включением в катодный осадок в процессе его роста. Добавки, располагаясь на микрокристаллитных границах, создают всестороннее сжатие кристаллов, что приводит к увеличению твердости осадка. Так, например, в присутствии сахарина твердость увеличивается до 390 кг/мм2 с увеличением Дк до 8 А-дм'2, т. е. почти троекратно по сравнению с

Таблица I.

Зависимость блеска Ni-Mn-покрытий от концентрации органических добавок и катодной плотности тока

Органическая Плотность Блеск покрытий, отн. ед.

добавка тока Дк. при концентрации дооавки

Адм'2 С = 5 мМатьл С = 10 мМоль л

Сахарин 6 43 36

8 40 38

Бензолсульфамид 6 38 45

8 40 40

Сульфадимезин 6 42 45

8 39 50

Фталазол 6 58 62

8 60 58

покрыл{ями, осажденными из элекгролши без добавок. В этом случае микротвердость составляет 100 кг/мм2, при Дк = 8 А дм'2. С увеличением Дк до 12 Адм'2 твердость осадков уменьшается, что можно объяснить изменением природы получаемых №-Мп-осадков. Осадки получаются более рыхлые, с большими внутренними напряжениями, крупнокристаллические, их формирование сопровождается большим наводороживанием стальной основы

Влияние органических добавок на потенциал катода. При осаждении из электролита без добавок потенциал катода падает от 0,65 до 0,60 В, т. е. потенциал катода смещается в более электроположительную область значений при увеличении Дк от 3 до 12 А дм':. Кривые зависимости потенциал катода - время, снятые при осаждении Мі-Мп-сплава в присутствии органических добавок, отражают затруднение катодных процессов. С увеличением концентрации вводимых добавок потенциал катода смещается на 0,3 ... 0,5 В в область отрицательных значений. Введение в электролит исследуемых добавок вызывает увеличение катодной поляризации, особенно заметное при увеличении плотности тока от 3 до 12 А дм'2. Электродный потенциат при С = 1 мМоль/л и Дк = 12 А дм 2 смещается во всех случаях в более электроотрицательную область, что способствует образованию мелкозернистых, компактных осадков.

Таблица 2.

Зависимость выхода по току Ni-Mn-сплава от концентрации органических веществ (Дк = 3 А-дм'2)

Органическая добавка Выход по току сплава, % при концентрации добавки

С = 1 мМоль/л С = 10 мМоль. л

Сахарин 48 87

Бензолсульфамид 56 95

Сульфадимезин 62 95

Фталазол 58 94

Таблица 3.

Зависимость интегрального водородосодержания (ИВС) от концентращш органических веществ (Дк = 3 А-дм'2)

Органическая добавка ИВС. мл 100 г Me ИВС. мл/100 г Me

после злектроосаждения после 5 сут. старения

С« = 1 fafb.T С = = Ю^Ьгъл С = = 1 мКІоп^л С = = 10>Л1аъп

Сахарин 45 25 30 19

Бензолсульфамид 38 18 23 13

Сульфадимезин 35 15 16 5

Фталазол 32 12 10 5

Влияние режима электролиза на выход по току Ni-Mn-сплава. Катодный выход сплава по току при введении исследу емых добавок повышается по сравнению с исходным электролитом, где ВТсп составляет 40 ... 10 % при Дк = 3 ... 12 А-дм'2. следовательно, возрастание наводороживания с увеличением Дк в нем может быть объяснено уменьшением ВТсп Все исследуемые добавки в разной степени уменьшают наводо-роживание, поскольку увеличивают ВТ^ и изменяют условия на поверхности катода для адсорбции образующихся атомов Н. Это действие их с увеличением концентрации от 1 до 10 мМоль/л усиливается. Увеличение концентрации органических добавок от 1 до 10 мМоль/л увеличивает ВТ^ в среднем на 5 ... 8 %. С увеличением плотности тока ВТСТ уменьшается, что может быть связано с образованием достаточно плотных адсорбционных слоев органических молекул, которые затрудняют разряд ионов Ni2* и Мп2+ на катоде,

повышая долю катодно восстанавливающегося водорода, и изменяют условия для разряда ионов Н30+.

Влияние органических соединений на наводо-роживанне стальной основы при электроосаждении Ni-Mn-сплава. Наибольшее наводороживание при электроосаждешш Ni-Mn-покрытия без добавок происходит при Дк = 12 А-дм'2, причем основное содержание водорода приходится на слой от 5 до 15 мкм. С продвижением в глубь растворяемого металла с удалешеем от границы Ме/покрытие, содержание водорода в стали уменьшается. Для защиты стальной основы от наводороживания в электролите вводились исследуемые органические добавки. Увеличение их содержания от 1 до 10 мМоль/л сопровождается ростом ингибирования наводороживания стальной основы и металла сплава. На основании полученной зависимости интегрального водородосодержания от концентрации органических веществ можно сказать, что с увеличением Дк от 3 до 12 А*дм'2 водородосодержание увеличивается, а исследуемые добавки располагаются по эффективности ингибирующего наводороживания действия т. о.: сахарин < < бензолсульфамид < сульфадимезин < фталазол. Были получены следующие данные о перераспределешш водорода в Ni-Mn-покрытин и в приповерхностных слоях стали в образцах, оставленных на старение после осаждения на срок: 5, 10 и 20 сут. Основная масса водорода сконцентрирована в слое толщиной около 40 мкм через 5 сут ; 45...50 мкм - через 10 сут. 55 мкм -через 20 сут. Перераспределение водорода в образцах, оставленных на старение, можно объяснить тем. что количество водорода, находящегося внутри металла в виде атомов, например, внедренных в кристаллическую решетку металла, существенно снижается вследствие диффузии водорода к наружной поверхности образца и десорбщш из нее в атмосферу, а также за счет диффузии к внутренним коллекторам металла и молизации в них. т. е. превращения в недиффузионноспособное состояние.

ЛИТЕРАТУРА

1 Боноарь Р.У.. Ногирный В М. Изв высш учебн завед. СССР Сер Хим. и хим. технол. 1978 Т. 21. 4 17 с.

2. \{атулис Ю.Ю. Влияние некоторых органических добавок на

наводороживание никелевых электроосадков Тр АН Лит ССР Сер Б 1968 2. С 11-21.

3 Белоглазое СМ. Об определении водорода в стали методом ан растворения//Зав лаб 1961 Т. 27 С. 1468-1469