ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ НЕСТАЦИОНАРНОГО ЭЛЕКТРОЛИЗА НА СКОРОСТЬ
ФОРМИРОВАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ МЕТАЛЛАМИ И СПЛАВАМИ, ИХ СОСТАВ И СВОЙСТВА 

Киреев Сергей Юрьевич, доктор технических наук, доцент, профессор, кафедра химии, декан факультета машиностроения и транспорта, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), Sergey58_79@mail.ru
Янгуразова Альфия Зякярьяевна, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), alfiya570@mail.ru
Киреева Светлана Николаевна, кандидат технических наук, доцент, кафедра химии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), svetlana58_75@mail.ru

66.087

DOI

10.21685/2307-9150-2017-4-7

Актуальность и цели. Объектом исследования является процесс электроосаждения покрытий металлами и сплавами с использованием различных режимов нестационарного электролиза с использованием переменного тока. Предмет исследования – зависимости скорости формирования покрытий, их состава, качества и свойств от различных режимов нестационарного электролиза. Цель работы – исследование влияния различных режимов нестационарного электролиза на скорость формирования гальванических покрытий металлами и сплавами, их состав и свойства.
Материалы и методы. Для решения поставленных задач использовались следующие методы: кулонометрия, потенциометрия, гравиметрия, титриметрия, спектрофотометрия, методы исследования физико-химических, механических свойств покрытий и их коррозионной стойкости.
Результаты. Приведены результаты экспериментальных исследований процессов электроосаждения покрытий кадмием, индием, оловом, цинком, никелем и сплавами кадмий-олово и индий-кадмий из кислых электролитов с добавкой молочной и винной кислот с использованием различных режимов нестационарного электролиза. Установлены зависимости скорости процесса, свойств покрытий, качества и их состава от режима нестационарного электролиза, а также от формы поляризующего рабочий электрод тока.
Выводы. 1. Переменнотоковые режимы электролиза с контролем силы тока в импульсе оказывают незначительное влияние на скорость процесса электроосаждения покрытий металлами и сплавами. Более значительное влияние данный режим электролиза оказывает на морфологические особенности покрытий, а также на их свойства. Данные режимы электролиза способствуют формированию покрытий сплавами непостоянного по толщине состава. 2. Режим импульсного электролиза с контролем потенциала в импульсе значительно интенсифицирует процесс электроосаждения металлов, а также в большей степени, чем режимы с контролем силы тока в импульсе, влияет на морфологию покрытий и их свойства. 3. Основная причина, объясняющая улучшение физико-механических свойств покрытий, заключается в формировании более мелкокристаллической структуры покрытий с меньшим содержанием примесей.

Ключевые слова

режим нестационарного электролиза, электроосаждение покрытий, скорость процесса, свойства покрытий

 Скачать статью в формате PDF

1. Костин, H. A. Импульсный электролиз / H. A. Костин, B. C. Кублановский, В. А. Заблудовский. – Киев : Наукова думка, 1989. – 168 с.
2. Костин, Н. А. Импульсный электролиз сплавов / Н. А. Костин, В. С. Кублановский. – Киев : Наукова думка, 1996. – 199 с.
3. Глебов, М. В. Электроосаждение сплава медь-олово с использованием вибрации и магнитного поля / М. В. Глебов, О. С. Виноградов, Л. В. Наумов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2014. –№ 1 (29). – С. 92–101.
4. Гамбург, Ю. Д. Электрохимическая кристаллизация металлов и сплавов / Ю. Д. Гамбург. – М. : Янус, 1997. – 384 с.
5. Бек, Р. Ю. К вопросу о влиянии реверсирования тока на скорость процессов, лимитируемых диффузией разряжающихся ионов / Р. Ю. Бек, Б. Я. Пирогов // Журнал прикладной химии. – 1970. – Т. 43, № 6. – С. 1396–1399.
6. Полукаров, Ю. М. Электроосаждение металлов с использованием периодических токов и одиночных импульсов / Ю. М. Полукаров, В. В. Гринина // Итоги науки и техники. Электрохимия. – М. : ВИНИТИ, 1985. – Т. 22. – С. 3–62.
7. Киреев, С. Ю. Электрохимическое осаждение цинка в потенциостатическом режиме импульсного электролиза из малотоксичного лактатного электролита / С. Ю. Киреев, Ю. П. Перелыгин, С. Н. Киреева, Д. Ю. Власов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2013. – № 4 (28). – С. 225–235.
8. Киреев, С. Ю. Методики определения общего количества электричества, затраченного на электролиз с использованием переменного тока / С. Ю. Киреев, Ю. П. Перелыгин // Вопросы электротехнологии. – 2015. – № 3 (8). – С. 65–70.
9. Kireev, S. Yu. Microhardness of thin coverings / S. Yu. Kireev, Yu. P. Perelygin // 8th International Scientific Conference Science and Society. – London : Scieuro, 2015. – P. 8–14.
10. Киреев, С. Ю. Теория, методы измерения и область применения переходного сопротивления гальванических покрытий / С. Ю. Киреев, Ю. П. Перелыгин // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2010. – № 4. – С. 19–26.
11. Киреев, С. Ю. Износостойкость и антифрикционные свойства гальванических покрытий палладием, оловом, цинком и сплавами на их основе / С. Ю. Киреев, С. Н. Виноградов, Ю. П. Перелыгин // Трение и смазка в машинах и механизмах. –
2012. – № 10. – С. 13–16.
12. Киреев, С. Ю. Методы определения паяемости покрытий / С. Ю. Киреев, Ю. П. Перелыгин // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2011. – № 2 (19). – С. 52–57.
13. Киреев, С. Ю. Многослойное гальваническое покрытие повышенной коррозионной стойкости / С. Ю. Киреев, С. Н. Киреева // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. – 2015. – № 4 (12). – С. 77–83.
14. Киреев, С. Ю. Электроосаждение индия и сплава индий-кадмий из кислых электролитов с использованием нестационарных режимов электролиза : дис. … канд. техн. наук / Киреев С. Ю. – Пенза, 2002. – 128 с.
15. Перелыгин, Ю. П. Электролитическое осаждение висмута из кислого лактатного электролита / Ю. П. Перелыгин, С. Ю. Киреев, А. Ю. Киреев // Журнал прикладной химии. – 2006. – Т. 79, № 7. – С. 1210–1211.
16. Киреев, А. Ю. Кинетические закономерности электроосаждения олова из лактатного электролита / А. Ю. Киреев, Ю. П. Перелыгин, С. Ю. Киреев. – Деп. в ВИНИТИ, 2008. – № 317-В2008. – С. 8.
17. Перелыгин, Ю. П. Электроосаждение никеля из кислых сульфатных электролитов, содержащих молочную кислоту / Ю. П. Перелыгин, С. Ю. Киреев, В. В. Липовский, Н. В. Ягниченко // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2008. – № 2. – С. 14–16.
18. Перелыгин, Ю. П. Электролитическое осаждение сплава олово-цинк из кислого лактатного электролита / Ю. П. Перелыгин, С. Ю. Киреев, А. Ю. Киреев // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2008. – № 2 (16). – С. 12–13.
19. Киреев, С. Ю. Электроосаждение цинка из кислого лактатного электролита / С. Ю. Киреев, Ю. П. Перелыгин, Н. В. Ягниченко // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2011. – № 3. – С. 30–32.С. Ю. Киреев, Ю. П. Перелыгин, С. Н. Киреева, Д. Ю. Власов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2013. – № 4 (28). – С. 225–235.
8. Киреев, С. Ю. Методики определения общего количества электричества, затраченного на электролиз с использованием переменного тока / С. Ю. Киреев, Ю. П. Перелыгин // Вопросы электротехнологии. – 2015. – № 3 (8). – С. 65–70.
9. Kireev, S. Yu. Microhardness of thin coverings / S. Yu. Kireev, Yu. P. Perelygin // 8th International Scientific Conference Science and Society. – London : Scieuro, 2015. – P. 8–14.
10. Киреев, С. Ю. Теория, методы измерения и область применения переходного сопротивления гальванических покрытий / С. Ю. Киреев, Ю. П. Перелыгин // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2010. – № 4. – С. 19–26.
11. Киреев, С. Ю. Износостойкость и антифрикционные свойства гальванических покрытий палладием, оловом, цинком и сплавами на их основе / С. Ю. Киреев, С. Н. Виноградов, Ю. П. Перелыгин // Трение и смазка в машинах и механизмах. –
2012. – № 10. – С. 13–16.
12. Киреев, С. Ю. Методы определения паяемости покрытий / С. Ю. Киреев, Ю. П. Перелыгин // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2011. – № 2 (19). – С. 52–57.
13. Киреев, С. Ю. Многослойное гальваническое покрытие повышенной коррозионной стойкости / С. Ю. Киреев, С. Н. Киреева // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. – 2015. – № 4 (12). – С. 77-83.
14. Киреев, С. Ю. Электроосаждение индия и сплава индий-кадмий из кислых электролитов с использованием нестационарных режимов электролиза : дис. … канд. техн. наук / Киреев С. Ю. – Пенза, 2002. – 128 с.
15. Перелыгин, Ю. П. Электролитическое осаждение висмута из кислого лактатного электролита / Ю. П. Перелыгин, С. Ю. Киреев, А. Ю. Киреев // Журнал прикладной химии. – 2006. – Т. 79, № 7. – С. 1210–1211.
16. Киреев, А. Ю. Кинетические закономерности электроосаждения олова из лактатного электролита / А. Ю. Киреев, Ю. П. Перелыгин, С. Ю. Киреев. – Деп. в ВИНИТИ, 2008. – № 317-В2008. – С. 8.
17. Перелыгин, Ю. П. Электроосаждение никеля из кислых сульфатных электролитов, содержащих молочную кислоту / Ю. П. Перелыгин, С. Ю. Киреев, В. В. Липовский, Н. В. Ягниченко // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2008. – № 2. – С. 14–16.
18. Перелыгин, Ю. П. Электролитическое осаждение сплава олово-цинк из кислого лактатного электролита / Ю. П. Перелыгин, С. Ю. Киреев, А. Ю. Киреев // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2008. – № 2 (16). – С. 12–13.
19. Киреев, С. Ю. Электроосаждение цинка из кислого лактатного электролита / С. Ю. Киреев, Ю. П. Перелыгин, Н. В. Ягниченко // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2011. – № 3. – С. 30–32.