Russian Federation
The influence of a fluorine-containing compound on the process of electrochemical nickel plating in sulfate and acetate-chloride electrolytes is considered
nickel plating, acetate-chloride electrolyte, trifluoroacetic acid, gloss, current efficiency
Процесс никелирования является одним из наиболее распространенных в гальванотехнике. Сочетание защитно-декоративных и физико-химических свойств никелевых покрытий делает их очень востребованными в различных областях промышленности и предметах повседневного использования. Постоянно возрастающие требования к качеству получаемых покрытий, а также современные тенденции, стимулируют проведение широкомасштабных научно-исследовательских работ в области никелирования, направленных на обеспечение формирования блестящих покрытий.
Никелевые покрытия хорошо полируются до зеркального блеска и приобретают красивую декоративную поверхность, обладающую стойкими свойствами, но при этом теряется часть слоя никеля. Именно поэтому актуальным является получение блестящих покрытий непосредственно при электролизе, где в электролит никелирования вводят специальные блескообразователи[1].
В работе исследуется трифторуксусная кислота (CF3COOH) – как возможная блескообразующая фторорганическая добавка (Б-50) в сульфатный и ацетатно-хлоридныйэлектролиты никелирования [2].
Состав сернокислого электролита никелирования: NiSO4 • 7Н2О – 270 г/л, NaCl – 15 г/л, H3BO3 – 40 г/л. Состав ацетатно-хлоридного электролита никелирования: Ni(CH2COOH)•4H2O – 75 г/л, HCI – 1,5 мл/л, CH3COOH – до рH 4,5 (14мл/л). Температура электролита при электролизе поддерживалась 50 °С.
В ходе исследований было установлено, что в сульфатном электролите при различных концентрациях (с) добавки Б-50 и катодных плотностях тока (iк) – образуются матовые покрытия. В ацетатно-хлоридном электролите, при определенных условиях, возможно получить полублестящие покрытия – результаты экспериментов представлены в таблице.
Таблица
Влияние концентрации добавки Б-50 и катодной плотности тока на качество никелевых покрытий и выход по току (ВТ) в ацетатно-хлоридном электролите
|
c, г/л |
iк, А/дм2 |
ВТ, % |
Примечание |
|
1 |
5 |
91,7 |
Интенсивное выделение водорода, покрытие равномерное, матовое |
|
1 |
10 |
98 |
|
|
2 |
5 |
94,9 |
Покрытие полублестящее |
|
2 |
7 |
94,6 |
Покрытие полублестящее по центру |
|
2 |
10 |
104,3 |
Матовое покрытие, по краям «пригорает» |
|
2,5 |
3 |
92,2 |
Равномерное покрытие, блестящее |
|
2,5 |
5 |
95,8 |
Равномерное покрытие, полублестящее |
|
2,5 |
10 |
95,6 |
Покрытие блестящее по центру, матовое по краям |
|
3 |
3 |
111,0 |
Равномерное покрытие, блестящее |
|
3 |
5 |
96,4 |
Равномерное покрытие, блестящее |
|
3 |
7 |
104,4 |
Покрытие блестящее по центру, матовое по краям |
|
3 |
10 |
97,4 |
Покрытие блестящее по центру, матовое по краям |
|
3,5 |
3 |
100,1 |
Равномерное покрытие, блестящее |
|
3,5 |
5 |
101,1 |
Равномерное покрытие, полублестящее, матовое по краям |
|
3,5 |
10 |
107,7 |
Матовое покрытие, питтинг |
Как можно заметить из таблицы, в присутствии добавки Б-50 возможно получение различных покрытий по степени блеска – от матовых и полублестящих до блестящих. При этом отмечено, что блестящие покрытия образуются при концентрации добавки от 2,5 г/л, при относительно низких катодных плотностях тока от 3-5 А/дм2. Увеличение плотности тока свыше 7 А/дм2 приводит к потере блеска и образованию матовых покрытий. Стоит также отметить, что покрытия отличаются равномерностью, а процесс протекает с высоким выходом по току. Работа в этом направлении будет продолжена.
1. Cupak, T.E. «Vysokoproizvoditel'nye processy elektroosazhdeniya nikelya i splava nikel'-fosfor iz elektrolitov, soderzhaschih karbonovye kisloty»: avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenoy stepeni doktora tehnicheskih nauk / Tat'yana Evgen'evna Cupak; RHTU. – Moskva, 2008. – 20 s.
2. Boycova, A.Yu. Ftorsoderzhaschie soedineniya v processeelektrohimichesko gonikelirovaniya / A.Yu. Boycova, T.V. Kahanova, N.G. Sosnovskaya, N.A. Korchevin // Sovremennye tehnologii i nauchno-tehnicheskiy progress. – 2023, № 10. – S. 21-22.
