Россия
В работе исследована коррозионная стойкость никелевых покрытий, полученных из сульфатного электролита никелирования с добавкой 1,3-пропанбис(дитио-карбамата)натрия. Методом снятия поляризационных кривых определены показатели коррозии в различных средах, позволяющие определить границы применимости данных покрытий в промышленных условиях
коррозионная стойкость, потенциал коррозии, ток коррозии, никелевые покрытия, поляризационные кривые
Никелевые гальванические покрытия относятся к числу наиболее распространенных видов защитно-декоративных и функциональных покрытий благодаря высокой коррозионной стойкости, твердости и износостойкости. Эффективность защиты металлов никелем определяется не только условиями его осаждения, но и поведением покрытия в конкретной коррозионной среде. Для прогнозирования срока службы изделий необходимы коррозионные испытания, позволяющие оценить скорость растворения материала и установить механизм процесса [1, 2].
Введение в электролит никелирования органических добавок, таких как дитиокарбаматы, может изменять структуру осадков и, как следствие, их коррозионную стойкость. В связи с этим, целью данной работы является исследование коррозионной стойкости никелевых покрытий, полученных из сульфатного электролита с добавкой 1,3-пропанбис(дитиокарбамата)натрия, в трех различных средах - 1,5 М NaCl (нейтральная хлоридная среда); 0,5 М H₂SO₄ (кислая среда); раствор, содержащий 10 % H₂SO₄ и 30 г/л NaCl (смешанная сульфатно-хлоридная среда).
Электрохимические исследования проводили в потенциодинамическом режиме с помощью потенциостата Elins в стеклянной трехэлектродной ячейке. Скорость развертки потенциала составляла 2 мВ/с. Электродные потенциалы измеряли относительно хлорид-серебряного электрода сравнения, вспомогательным электродом служила платиновая проволока.
Перед коррозионными испытаниями на поверхность каждого образца наносили слой цапонлака таким образом, чтобы одна сторона была полностью изолирована, а на второй оставался открытый участок площадью 1 см². Образцы выдерживали в коррозионной среде при комнатной температуре в течение 30 минут для установления стационарного потенциала. Затем образец поляризовали в катодную область на 100 мВ, а смещение в анодную область выбирали в зависимости от коррозионной среды. Значения потенциала коррозии (Eкор) и плотности тока коррозии (iкор) определяли графически как координаты точки пересечения касательных, проведенных к тафелевским участкам катодной и анодной ветвей поляризационных кривых [2]. Результаты экспериментальных данных приведены в таблице 1.
Таблица 1
Потенциал и ток коррозии никелевых покрытий в различных средах
|
Коррозионная среда |
Eкор, мВ |
iкор, мА/см2 |
|
1,5 М NaCl |
-321 |
0,009 |
|
10 % H2SO4 + 30 г/л NaCl |
-209 |
5,24 |
|
0,5 М H2SO4 |
-224 |
0,015 |
Установлено, что исследуемые покрытия проявляют высокую коррозионную стойкость в нейтральной хлоридной среде (iкор=9 мкА/см²), что обусловлено формированием устойчивой пассивной оксидной/гидроксидной пленки на поверхности никеля и согласуется с литературными данными для чистого никеля (15 мкА/см²).
В растворе 0,5 М H₂SO₄ также зафиксировано пассивное поведение покрытия после области активного растворения, что подтверждается низким значением тока коррозии (0,015 мА/см²). Согласно литературным данным и результатам настоящей работы в данном случае пассивация обусловлена формированием на поверхности покрытия слоя средних и основных солей никеля.
Наибольшая скорость растворения (5,24 мА/см²) наблюдается в смешанной сульфатно-хлоридной среде. Хлорид-ионы являются активными депассиваторами: они разрушают защитные плёнки на поверхности никеля и облегчают анодное растворение металла. В результате в такой среде никель не переходит в пассивное состояние, и коррозия протекает с высокой скоростью.
Полученные данные позволяют прогнозировать поведение никелевых покрытий с данной добавкой в реальных условиях эксплуатации и рекомендовать их преимущественное использование в нейтральных и слабокислых средах без присутствия высоких концентраций активаторов коррозии.
1. Россина, Н.Г. Коррозия и защита металлов: учебное пособие: в 2 ч. Ч.1: Методы исследования коррозионных процессов/ Н.Г. Россина, Н.А. Попов, и др. – Екатеринбург: Урал, 2019. – 108 с.
2. Истомина А.А. Методы коррозионных испытаний гальванических покрытий / А.А Истомина, М.В. Маклакова // Современные технологии и научно-технический прогресс. Международная НТК имени проф. В.Я. Баденикова. – 2025. – С.17-18.
