Angarsk, Irkutsk region, Russian Federation
The behavior of sodium 1,3-propanes(dithiocarbamate) as a brilliant additive in a sulfate nickel plating electrolyte using the Hull cell has been investigated. It has been shown that when the concentration of the additive increases from 0.03 to 0.05 g/L, shiny areas of nickel coating are formed in a wide range of current densities, but the intensity of the shine decreases when the concentration of the additive is further increased
nickel plating, gloss-forming additive, dithiocarbamates, 1,3-propanebis(dithiocarbamate) sodium
При никелировании одной из наиболее распространенных задач является получение блестящих покрытий, которые сочетают в себе декоративные, антикоррозионные и специальные свойства, но при этом исключают необходимость последующей механической полировки. Образованию блестящих электрохимических покрытий способствует введение в электролит блескообразующих добавок.
В качестве блескообразователя исследовано соединение, относящееся к классу дитиокарбоматов ‒ 1,3-пропанбис(дитиокарбамат) натрия:
Ключевыми особенностями данного класса соединений, к которому относится исследуемое вещество, являются адсорбционные и комплексообразующие свойства, характерные для этого класса соединений. Структура 1,3-пропанбис(дитиокарбамата) натрия включает амино- и карбодитионовую группы, которые связывают атомы тионной и тиольной серы. Тиольная сера является преимущественно нуклеофилом и восстановителем, что позволяет получать нерастворимые соли и используется для связывания металлов. Тионная сера – это электрофильный центр по углероду с нуклеофильными свойствами у серы, способная через неподеленную пару электронов у атома серы образовывать комплексы с металлами [1]. Дитиокарбаматы содержат функциональную группу с атомами серы и азота, схожую по реакционной способности со структурой тиомочевины. Тиомочевина является одним из наиболее известных блескообразователей, а её производные – изотиурониевые соли – также хорошо зарекомендовали себя в качестве добавок [2].
Исследование влияния концентрации 1,3-пропанбис(дитиокарбамата) натрия проводили в стандартном сульфатном электролите никелирования (NiSO₄·7H₂O (ч.д.а.) – 270 г/л; NaCl (чда) – 15 г/л; H3BO3 (чда) – 40 г/л) с применением ячейки Хулла. Условия электролиза: сила тока 1 А, температура 55 °С, время 10 минут.
При концентрациях исследуемой добавки 0,01 и 0,02 г/л получены полностью матовые покрытия. Повышение концентрации до 0,05 г/л способствовало появлению небольшой зоны блеска в области высоких плотностей тока. Повышение силы тока до 2 А позволило расширить площадь зоны блеска и сместить её ближе к центру пластины, что значительно увеличило диапазон плотностей тока, при которых образуются блестящие никелевые покрытия. Однако в области высоких плотностей тока наблюдался участок отслаивания никелевого покрытия.
Дальнейшее увеличение концентрации исследуемого вещества до 0,1 – 0,2 г/л при силе тока 1 А привело к сокращению площади блестящей поверхности и её локализации в области высоких плотностей тока. Интенсивность блеска снизилась, и покрытие стало полублестящим.
Таким образом, экспериментально подтверждена эффективность 1,3-пропанбис(дитиокарбамата) натрия в качестве блескообразующей добавки в процессе электрохимического нанесения никелевых покрытий.
1. Petrov, A.A. Organicheskaya himiya / A.A. Petrov, H.V. Bal'yan, A.T. Troschenko – Sankt-Peterburg: Ivan Fedorov, 2002. – 624 s.
2. Sosnovskaya, N.G. Strukturnyy podhod v sozdanii novyh bleskoobrazuyuschih dobavok / N.G. Sosnovskaya, N.A. Korchevin, N.V. Istomina // Vestnik Angarskogo Gosudarstvennogo Tehnicheskogo Universiteta. ‒ 2024. ‒ T. 1, vyp. 18. ‒ S. 127-134.
