Angarsk, Irkutsk region, Russian Federation
The process of electrochemical nickel plating and the effect of the process of nickel deposition are considered
nickel plating,shine additives, pyridine salts, Watts electrolyte
Покрытия стальных деталей никелем является важнейшим процессом гальванотехники. Гальванические покрытия востребованы во многих отраслях промышленности. Получаемые покрытия должны обладать соответствующими свойствами, подходящими для различных эксплуатационных, экономических и дизайнерских задач. Покрытия могут быть матовые, полублестящие, блестящие или покрытия специального назначения, это зависит от условий нанесения и состава используемого электролита. Блестящие покрытия характеризуются привлекательным декоративным видом, лучше защищают от коррозии и обладают улучшенными физико-химическими свойствами [1]. Блестящие покрытия получаются, как правило, при введении в электролит Уоттса или некоторых его разновидностей специальных органических блескообразующих добавок. Данные добавки используются в существенно меньшей концентрации, чем остальные компоненты электролита. Блескообразующие добавки способствуют выравниванию поверхности осаждаемого покрытия, значительно увеличивают микротвердость покрытий, улучшают его внешний вид, придают больший блеск, снижают пористость [2].
Цель данной работы получить блестящие никелевые покрытия в сернокислом электролите (электролит Уоттса) с введением, в качестве добавки пиридиновой соли (Б-43), подобрать концентрацию добавки и оценить качества полученных покрытий. Соли пиридина хорошо растворяются в воде, и могут быть исследованы в качестве добавки в электролиты никелирования для получения никелевых покрытий с функциональными свойствами [3].
В качестве электролита использован электролит Уоттса, содержащий сульфат никеля (NiSO4•7H2O – 270 г/л), хлорид натрия (NaCl – 15 г/л) и борную кислоту (H3BO3 – 40 г/л), корректировку рН проводили с помощью растворов соляной кислоты или карбоната никеля. Для определения необходимой концентрации добавки и плотности тока предварительно проводились испытания в ячейке Хулла. После этого в выбранном диапазоне проводили электролиз, время рассчитывали по закону Фарадея. В качестве образцов использовались стальные пластины с площадью нанесения покрытия 8-10 см2.
Испытания показали, что при плотности тока 5,0-5,5 А/дм2 и концентрации добавки 0,005 г/л наблюдается слабый блеск на покрытии. Выход по току составил 86-89 %. Экспериментально было установлено, что наибольший блескообразующий эффект (в выбранном диапазоне концентраций) был получен в электролите с концентрацией добавки 0,0075-0,01 г/л и плотностях тока 15-20 А/дм2; температура электролита поддерживалась 500С, рН = 4,5-4,7. Выход по току составил 92-97%. Результаты испытаний представлены в таблице 1.
Таблица 1
Качество никелевых покрытий при различных концентрациях добавки Б-43
|
Концентрация добавки, г/л |
Плотность тока, А/дм2 |
Выход по |
Блеск покрытия |
|
0,005 |
5 |
88,9 |
Слабый блеск, матовые участки |
|
0,0075 |
15 |
97,3 |
Блеск в середине, края матовые, единичные питтинги |
|
0,01 |
18 |
99,6 |
Блеск по всей поверхности |
В заключении можно сделать следующий вывод: пиридиновые соли, в частности добавка Б-43, способны оказывать блескообразующий эффект – экспериментально удалось получить блестящие низкопористые никелевые покрытия с высоким выходом по току. Работа в данном направлении будет продолжена.
1. Svir', K.A. Vliyanie blokoobrazuyuschih dobavok na fiziko-himicheskie svoystva nikelevyh pokrytiy / K.A. Svir', E.D. Osmanov, G.K. Burkat // Izve-stiya SPbGI. – 2017 – №41 (67). – S.44-49.
2. Oniciu, L. Some fundamental aspects of leveling and brightening in metal elec-tro deposition / L. Oniciu, L. Muresan // Journal of Applied Electrochemistry. – 1991. –V.21. – P. 565-574.
3. Makushev, A.S. Elementorganicheskie soedineniya v processe elektrohimicheskogo nikelirovaniya / A.S. Makushev, M.Yu. Bichevin, M.S. Dedovich, N.G. Sosnovskaya // Sovremennye tehnologii i nauchno-tehnicheskiy progress. – 2023. – S. 43-44.
