Россия
Органические добавки играют ключевую роль в определении свойств электрохимических металлических покрытий. В работе рассмотрены основные механизмы влияния добавок на процессы электроосаждения и области применения метацида в гальванике. Выдвинуто предположение о возможности использования метацида в электролитах меднениям
метацид, полигексаметиленгуанидин, меднение
Электрохимические методы нанесения металлических покрытий широко применяются для улучшения износостойкости, электропроводности и эстетики поверхностей. Состав электролита, особенно наличие органических добавок, определяет качество получаемых покрытий. Органические добавки, используемые в микроконцентрациях, играют ключевую роль в управлении свойствами электрохимических металлических покрытий, обеспечивая контроль над микроструктурой, морфологией и функциональными характеристиками покрытий.
Органические добавки влияют на процесс осаждения через адсорбцию на поверхности электрода, изменяя энергию межфазной границы и процессы массопереноса. Основные механизмы:
- поляризация электрода: добавки увеличивают катодную поляризацию, замедляя восстановление ионов металла и формируя мелкозернистые структуры;
- селективное ингибирование: молекулы добавок блокируют активные участки, направляя рост в области с низкой энергией;
- комплексообразование: некоторые добавки образуют комплексы с ионами металлов, изменяя потенциалы восстановления.
Для исследований выбрано органическое вещество – полигексаметиленгуанидин, более известное под названием метацид. Метацид – обладает высокими бактерицидными свойствами по отношению к вегетативным типам микроорганизмов, за счет взаимодействия с компонентами клеточных мембран. Одним из важных качеств полимера является способность к адсорбции на твердых поверхностях и влияние на электрокинетические свойства суспензий [1].
Известно о применении полигексаметиленгуанидина в гальванотехнике, как заменитель цианистых соединений в электролитах цинкования и кадмирования, что способствует снижению использования токсичных веществ и благоприятно влияет на экологию [2]. Также с помощью метацида было успешно получено блестящее покрытие в процессе электрохимического цинкования [3].
Одним из возможных направлений исследования выбран процесс меднения. Медные покрытия используются в качестве подслоя при никелировании, хромировании и некоторых других процессах, что связано с тем, что медь очень легко принимает полировку и дает прочное сцепление с другими металлами [4].
В настоящее время литературные данные о применении метацида в качестве добавки в процессе меднения отсутствуют, однако можно выдвинуть гипотезу о том, что метацид может являться выравнивающей или блескообразующей добавкой. Такое предположение связано с его структурой (рисунок 1а), схожей с известной блескообразующей добавкой – тиомочевиной (рисунок 1б).
(a) (б)
Рисунок 1 – Структурные формулы метацида(а), тиомочевины(б)
Таким образом, возможность использования метацида, в качестве добавки в различные электролиты для получения качественных гальванических покрытий, а также исследование его влияния на процессы электровосстановления, является актуальной задачей гальванотехники.
1. Mofrad, S.K. An experimental investigation into enhancing oil recovery using smart water combined with anionic and cationic surfactants in carbonate reservoir. / S.K. Mofrad, A.H. Saeedi Dehaghani. // Energy Reports. – 2020 – Vol.6. – P.543-549.
2. Гембицкий, П.А. Синтез метацида / П.А. Гембицкий и др. // Химическая промышленность. – 1984. – № 2. – С. 18-19.
3. Патент № 2206641 Российская федерация, МПК C25D 3/22 (2000.01). Электролит блестящего цинкования: № 2001130776: заявл. 15.11.2001: опубл. 20.06.2003 / Конарев А.А., Гембицкий П.А., Ефимов К.М., Козел С.В.; заявитель РОО ИЭТП. – 5 с.: ил. – Текст: непосредственный.
4. Вячеславов, П.М. Основы гальванотехники: учебное пособие / П.М. Вячеславов. – Ленинград: Лениздат, 1960. – 244 с.
