Россия
Ангарск, Иркутская область, Россия
Исследовано влияние фторсодержащих соединений (трифламидов) в сернокислом электролите и режимов электролиза на свойства никелевых покрытий
никелирование, фторсодержащие органические соединения
Электрохимическое никелирование – широко применяемый процесс. Чаще никелирование применяется для защитно-декоративной обработки деталей машин, различных приборов, изделий домашнего обихода. Такие изделия должны иметь блестящую поверхность. В настоящее время известно большое количество блескообразователей для никелирования органического и неорганического происхождения, однако большинство из них ухудшает физико-химические и коррозионные свойства никелевых покрытий, способствует питтингообразованию.
Целью работы являлось получение блестящих никелевых покрытий в присутствии органических добавок и анализ полученных покрытий. За основу был выбран сернокислый электролит никелирования (электролит Уоттса), состоящий из сульфата никеля – источник ионов никеля, для депассивации анодов в электролит введён хлорид натрия, буферной добавкой служит – борная кислота. В качестве добавок вводили фторсодержащие добавки(трифламиды): Б-49 – CF3-SO2-NН2 и Б-63 – CF3-SO2-NН-SO2-CF3. В качестве блескообразователя данные вещества ранее не использовались, исследование в данном направлении было проведено впервые. Ожидалось, что трифламиды покажут себя как хорошие блескообразователи, благодаря уникальной химической формуле, сочетающей наличие серы и двойной связи S=O [1]. Однако в ходе многочисленных экспериментов были получены абсолютно матовые покрытия.
В результате проведённых исследований были получены качественные покрытия с добавкой Б-49 приконцентрации добавки 0,2-1,0 г/л и плотностях тока 3-10 А/дм2, с выходом по току 92-99 %. Покрытия ровные, матовые, без краевых отслоек, подгоревших краёв, пористость низкая.
При введении в электролит никелирования добавки Б-63 были получены также матовые покрытия с низкой пористостью при концентрации добавки 0,03-0,3 г/л и плотностях тока 3-20 А/дм2, выход по току составил 93-96 %.
Для полученных образцов были проведены анализы на микротвердость (Б-49) и на определение состава покрытия (Б-49, Б-63). В таблице 1 представлены результаты анализа микротвёрдости, выполненного на микротвердомере «ShimadzuHMV-2Т» системой автоматического считывания размеров отпечатков. Результаты энергодисперсионного рентгеноспектрального анализа, выполненного на электронном микроскопе HITACHITM 3000 с датчиком для количественного определения элементов, представлены в таблице 2.
Таблица 1
Результаты анализа микротвёрдости никелевого покрытия с добавкой Б-49
|
№ точки |
Нагрузка, [HV] |
|
Точка 1 |
225 |
|
Точка 2 |
366 |
|
Точка 3 |
245 |
|
Точка 4 |
273 |
Таблица 2
Результаты энергодисперсионного рентгеноспектрального анализа
состава никелевых покрытий с добавками Б-49 и Б-63
|
Элемент |
Содержание элементов в никелевом покрытии, масс % |
||
|
Б-49, с =0,4 г/л, i = 5 А/дм2 |
Б-49, с =0,5 г/л, i = 10 А/дм2 |
Б-63, с =0,1 г/л, i =10 А/дм2 |
|
|
Никель (Ni) |
93,47 |
85,76 |
93,89 |
|
Углерод (C) |
3,30 |
11,11 |
3,43 |
|
Кислород (O) |
2,92 |
2,85 |
2,16 |
|
Цинк (Zn) |
0,12 |
0,28 |
0,24 |
|
Сера (S) |
0,19 |
0,00 |
0,29 |
Установлено, что в состав покрытия, кроме никеля, включаются углерод, кислород, цинк и сера. Вероятно, данные элементы изменяют структуру покрытия, но не способствуют блескообразованию. Исследования в данном направлении продолжатся.
1. Бойцова, А.Ю. Фторсодержащие соединения в процессе электрo-химическoгo никелирования / А.Ю. Бойцова, Т.В. Каханова, Н.Г. Сосновская, Н.А. Корчевин // Современные технологии и научно-технический прогресс. – 2023, № 10. – С. 21-22.
