ГЛАВА 2
Методика проведения исследований
Объекты исследований
В качестве рабочего электрода использовалась сталь 08 КП ГОСТ 16523–70 с
площадью поверхности S = 1 – 2 см2.
Подготовительные операции обработки стальной поверхности включали: механическую
обработку (шлифование наждачной бумагой), химическое обезжиривание, химическое
активирование [59].
Растворы для активирования и обезжиривания были выбраны по ГОСТ 9.305–84.
Перед осаждением никель –серебряного сплава образцы пассивировали в
концентрированной азотной кислоте в течение 30 – 45 секунд, затем для
увеличения прочности сцепления покрытия с основой покрывали сталь 08 КП ГОСТ
16523–70 в электролите предварительного меднения [60].
Для исследований использовались модельные трехкомпонентные растворы с
содержанием, моль/дм3:
Ni (NH2SO3)2 -0,8 – 1,2,
NaCl - 0,17,
H3BO3 -0,5,
pH 3,5 – 3,8,
а также электролиты, приготовленные на основе модельных растворов, с добавками
различных концентраций серебра, содержащих, моль/дм3:
Ni (NH2SO3)2 - 0,8 – 1,2,
NaCl - 0,17,
H3BO3 - 0,5,
NiCl2 - 0,02,
AgCl - 0,0014,
Na2S2O3 - 0,05,
рН 4,5 – 5.
Растворы готовились из реактивов марки «х.ч» на дистиллированной воде, величина
рН измерялась при помощи рН –метра рН - 673 М.
Поляризационные измерения
Статические и динамические поляризационные измерения проводили с использованием
потенциостата ПИ – 50 –1.1 и программатора ПР – 8 в ячейках ЯСЭ –2 по
трехэлектродной схеме.
Рабочим электродом служили пластины стали 08 КП толщиной 0,5 мм с осажденным
покрытием предварительного меднения, рабочая поверхность 1 - 2 см2. Электрод
вспомогательный – никель, в качестве электрода сравнения использовали
хлоридсеребряный полуэлемент ЭВЛ – 1М1 Ех.с.= +0.2. Все значения потенциалов
пересчитывались по водородной шкале.
Динамические зависимости фиксировали двухкоординатным регистратором ЛКД4 –003,
установившиеся значения тока контролировали цифровым прибором В7 –35. Скорость
развертки составляла 0,005 – 0,05 В/с.
Парциальные кривые выделения металлов при их раздельном осаждении получали
разложением суммарной кривой с учетом ВТ. Потенциодинамические кривые снимали
при постоянной скорости подачи потенциала, которую подбирали таким образом,
чтобы на кривых не образовывались максимумы, характеризующие несоответствие
скоростей реакции и подачи потенциала.
Для изучения предшествующей химической стадии анализировали зависимость jфп –
j , где фп - переходное время. Величину фр находили с помощью
хронопотенциограмм, которые при гальваностатическом включении регистрировали на
универсальном запоминающем осциллографе С1 – 93. Рабочим электродом служил
амальгамированный медный образец площадью 1 см2, запрессованный в тефлоновый
держатель. Перед каждым измерением поверхность рабочего электрода обновляли.
2.3. Определение катодного выхода по току
Выход по току определяли [61, 62] с использованием источника постоянного тока
Б5 – 46. ВТ измеряли при помощи интегрирующего устройства на основе
электрохимического интегратора со 100% ВТ в катодный и анодный периоды и
состава осадка при каждом заданном значении потенциала.
Масса осажденного сплава никель - серебро определялась взвешиванием образцов на
аналитических весах АДВ – 200М до и после осаждения сплава. ВТ для сплава
рассчитывали по формуле [63]:
, (2.1)
где qфакт - масса катодного осадка сплава никель - серебро (в растворе), г;
qтеор – количество сплава, которое можно было бы получить за время процесса,
г.
Для определения ВТ сплава методом рентгенофлуоресцентного анализа определяли %
содержание компонентов, входящих в состав сплава. Расчет концентраций
производился по методу фундаментальных параметров без применения специальных
эталонов [64]. Состав сплава определяли на портативном рентгеновском
универсальном спектрометре «Спрут».
Приготовление и корректировка исследуемых электролитов
2.4.1. Приготовление исходного раствора [65] заключается в растворении всех
компонентов в отдельных порциях воды. В мерную колбу V = 0,25 дм3, добавляли
0,03 – 0,05 дм3 смеси, содержащей 0,5 моль/дм3 H3BO3 и 0,17 моль/дм3 NaCl,
хорошо перемешивали, нагревали до растворения, давали остыть и отфильтровывали.
Брали расчетное количество Ni(NH2SO3)2, содержащее 0,8 – 1,2 моль/дм3. Затем
доливали водой до расчетного уровня, фильтровали, проверяли рН 3,5 - 3,8.
2.4.2. При приготовлении второй исходной части электролитов [66], рассчитанное
количество азотнокислого серебра AgNO3 0,00105 моль/дм3 растворяли в небольшом
количестве воды. К полученному раствору добавляем раствор, содержащий
рассчитанное количество хлорида натрия NаCl 0,00035 моль/дм3 для осаждения
соответствующей соли серебра.
Полученные осадки [67] промывают водой до удаления NO ионов, после чего осадок
растворяют в растворе, содержащем 0,05 моль/дм3 Na2S2O3. В имеющийся раствор
добавляем последний компонент в виде раствора, содержащего NiCl2 0,02 моль/дм3.
Для приготовления основного электролита эти два исходных раствора сливаем
вместе. Отфильтровываем, проверяем кислотность. Кислотность электролита должна
находиться в пределах рН 4 – 5.
2.4.3. Корректировка электролита
Один раз в день проводили корректировку рН раствора. В случае необходимости
доведения рН до значения 4 – 5 электролит корректируется с помощью раствора
NaOH и серной кислотой (с = 1,19 г/см3). Один раз в неделю производили
химический анализ электролита на основные компоненты Ni2+, H3BO3, NaCl, NiCl2
– ионы Ni2+ пополняются из растворимых анодов;
– сульфамат ионы в виде сульфаминовой кислоты.
Если электролит готовят без отделения сульфамат – ионов, корректировку по
никелю
- Київ+380960830922