ГЛАВА 2
Методика проведения исследований
2.1. Объекты исследований
2.1.1. Предварительная подготовка рабочего электрода.
Материалом подложки для осаждения покрытия палладием и
сплавом палладий – никель служила сталь марки 12Х18Н10Т с
массовым содержанием хрома 18%, и нихром марки Н80Х20. Подложку площадью
0,5 – 1,5 см2 перед нанесением покрытия
предварительно механически обрабатывали (шлифование наждачной бумагой),
обезжиривали электрохимическим методом в электролите
состава [60] г/дм3: натрий гидроксид – 30-40, натрий углекислый – 20-30,
тринатрийфосфат – 40-60. Электролиз проводили при плотности
тока 3-10 А/дм3, напряжении источника постоянного тока 12 В, продолжительность
очистки 1-3 минуты, при большом загрязнении увеличивали до 7 минут, температура
электролита составляла 40 оС.
При такой обработке с поверхности электродов удалялись не только жировые
загрязнения, но и происходила активация поверхности, поскольку удалялись тонкие
окисные пленки.
В качестве анодов при осаждении палладийсодержащих покрытий использовали
графитовые пластины.
Исследования ионных равновесий и определение состава
комплексов проводили на палладиевом электроде, который представлял собой
пластину площадью S=1 cм2. Электрод предварительно обрабатывали
электрохимическим методом, анодно, в растворе 0,001 моль/дм3 хлористоводородной
кислоты на протяжении 5 минут при плотности
тока 0,1 А/дм2.
Материалом рабочего электрода для потенциодинамических измерений служила
платиновая проволока длиной 1 см, диаметром 0,16 см.
Электрод подвергали предварительной обработке в соответствии с общепринятой
методикой [61]: электрохимической обработке анодным
(на протяжении 20 – 30 мин), а затем катодным током в 0,5 моль/дм3
водном растворе H2SO4. При изменении направления тока
проводилась замена раствора электролита с ополаскиванием
стакана и электродов бидистилятом, после удаления предыдущего
раствора.
Кроме того, потенциодинамические измерения проводили на электроде из
нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Электрод представлял собой цилиндр с общей
площадью 0,58 см2, который предварительно обрабатывали механически наждачной
бумагой.
Каталитическую активность и коррозионные испытания проводили на полученных
покрытиях палладием и сплавом палладий – никель с варьированным содержанием
никеля в сплаве.
2.2. Электролиты и модельные среды
2.2.1. Для приготовления электролитов использовали следующие реактивы марки
х.ч.: PdСl2·6Н2О, NiCl2·6Н2О, K4P2O7, NH4ОН, NH4Cl, KCl, H2SO4, FeCl3·6Н2О,
NaCl, NaNO3, HCl, С6Н6.
Приготовление хлорида палладия осуществляли по методике [62],
путем анодного растворения металлического палладия в соляной кислоте
при анодной плотности тока 5 – 10 А/дм2 с последующим определе-
нием растворенной массы палладия гравиметрическим методом, причем скорость
анодного растворения палладия определяется концентрацией хлорид – ионов [63].
2.2.2. Исследования кинетики анодной обработки поверхности и
формирования развитой поверхности нержавеющей стали и сплава Н80Х20 проводили в
растворах хлорида железа (ІІІ) с концетрацией
1,0 – 2,8 моль/дм3, а также нитрата натрия 0,5-1,0 моль/дм3.
2.2.3. Для исследовании кинетики осаждения палладия и
сплава палладий – никель из комплексных пирофосфатных и
пирофосфатно – аммиакатных электролитов готовили растворы, концентрация
компонентов которых варьировалась в пределах, моль/дм3: PdСl2 (в пересчете на
металл) – 10-2…5•10-4, NiCl2 (в пересчете на металл) – 10-3…4·10-2,
K4P2O7 – 2·10-1…10-2, NH4ОН – 0,5…1,0, KCl – 1,0. В качестве фонового
электролита использовали хлорид калия.
2.2.4. Исследования коррозионной стойкости полученных покрытий проводили в 0,01
моль/дм3 растворе сульфатной кислоты при комнатной температуре.
2.3. Приготовление электролитов
2.3.1. При приготовлении электролита палладирования,
хлорид палладия постепенно растворяли при перемешивании в
водном растворе пирофосфата калия до образования комплекса
, после чего добавляли аммоний гидроксид до изменения
цвета раствора от желто – оранжевого до голубого, что свидетельствуюет
об образовании комплекса . После этого контролировали
рН раствора, доводили его до 9,5 – 10,5, добавляя при необходимости гидроксид
аммония. Процесс осаждения проводили при температуре
18-25 0С.
Ежедневно проводили корректировку рН раствора.
Использовние пирофосфата натрия для приготовления электролитов нецелесообразно
вследствие его низкой растворимости [34].
2.3.2. При приготовлении электролита для осаждения сплава
палладий – никель в водный раствор хлорида палладия постепенно добавляли при
перемешивании раствор пирофосфата калия, затем никель хлорид, поскольку
растворение хлорида никеля в пирофосфате затруднено. Затем добавляли хлорид
аммония, проверяли рН и доводили гидроксидом аммония до рН = 10-11.
Осаждение сплавом палладий – никель проводили при температуре электролита 18-25
0С.
2.4. Ячейка для измерений
2.4.1. Для исследований и электролиза использовали стандартные ячейки для
электрохимических измерений ЯСЕ – 2 ТУ 25 – 05, а также специально
приготовленные для выполнения работы.
2.4.2. За основу была взята конструкция ячейки, описанная в [64],
модифицированная для данной диссертационной работы. Ячейка представляет собой
конический сосуд, нижний конец, которого снабжен капиляром для деаэрации
раствора; сверху ячейка имела три ввода с стандартными шлифами. Центральный
ввод предназначен для рабочего электрода, остальные – вспомогательного и
электрода сравнения, сбоку имеется гидрозатвор, через который выводится в
атмосферу аргон. Ячейку крепят на штативе при помощи обтянутого резиновой
трубкой металлического кол
- Київ+380960830922