Электроосаждение железа в присутствии наноуглеродных добавок. Часть 2

Г. К. Буркат, к. х. н., В. Ю. Долматов, Е. А. Орлова, Д. М. Черников, СПбГТИ (ТУ)
21.08.2018 543

Физико-механические свойства

Выделение водорода при электроосаждении железа очень сильно влияет на свойства получаемых покрытий. Поэтому необходимо было изучить влияние наноуглеродных добавок на выход по току железа.

Состав исследуемого электролита следующий: (г/л):

FeSO4.7H2O — 45

NaCl — 15

Глицин — 5

t электролита — 18–20 °C

Увеличение плотности тока в диапазоне от 2 до 6 A/дм2 вызывает рост выхода по току от 40 и почти до 60 %. Увеличение pH электролита от 1,9 до 2,5 также увеличивает выход по току почти на 20 %, но сильно увеличивать рН раствора не рекомендуется, так как изменяется кислотность приэлектродного слоя, а при наличии Fe3+ даже в не больших количествах возможно выпадение осадка Fe (OH)3 и ухудшение качества покрытия. Присутствие наноуглерода в электролите увеличивает выход железа по току на 20–30 % в зависимости от плотности тока.

Это связано с тем, что наноуглерод тормозит процесс выделения водорода. При использовании окисленной алмазной шихты, как это видно из рисунка 2 выход по току резко возрастает почти на 40 %, что является благоприятным фактором для железа.

Исследование микротвердости осадков железа

Микротвердость покрытий связана со структурой, а следовательно зависит от состава электролита и режима процесса. Все исследованные наноуглеродные добавки значительно увеличивают микротвердость.

Это объясняется тем, что внедряясь в покрытие, добавки имеют двойную роль, являясь наполнителем композиционного материала и одновременно поверхностно активным веществом. Внедряясь в покрытие, они упрочняют материал засчет изменения структуры, препятствуя образованию дислокаций и микротрещин.

Наибольшее влияние на микротвердость оказала алмазная шихта, по-видимому, за счет наличия в ней граффитоподобных материалов. Причем увеличение концентрации алмазной шихты свыше 2–2,5 г/л как это видно на рисунке 3 нецелесообразно, так как микротвердость остается постоянной и даже при концентрации выше 7 г/л несколько уменьшается.

Увеличение плотности тока также дает некоторое увеличение микротвердости из-за изменения кристаллической структуры.

Следует отметить, что добавки алмазной шихты способствуют стабилизации электролита, значительное время не давая образовываться гидроксиду Fe3+.

Износостойкость железных покрытий с добавками наноуглеродных веществ

Все исследования проводились в электролите выше приведенного состава, образцы для истирания толщиной 5 мкм были получены при концентрации наноуглеродных добавок всех модификаций (УДА, АШнефр., АШокис.) — 5 г/л и плотности тока 4– А/дм2. Время истирания 10 часов. На каждую точку истирания были исследованы по 3 образца, данные представлены в таблице 3.

Для образцов чистого железа уже после 5 часов истирания 2 параллельных образца были сняты с дальнейших исследований, так как были истерты до основы. Поэтому после 10 часов истирания чистое железо имело 14 % потери массы всего по одному образцу.

Образцы железа, полученные с наноуглеродными добавками, имели износ значительно меньший, наилучшие результаты были получены для покрытий с окисленной алмазной шихтой.

Износостойкость таких образцов почти в 10 раз выше, чем у чистого железа.

Это может быть связано с наличием в составе алмазной шихты кроме ультрадисперсных алмазов еще большого количества графитоподобных соединений коллоидного типа, которые могут выступать в качестве смазки.

Полученные данные показывают целесообразность использования алмазной шихты в ваннах железнения, которые используются для восстановления изношенных деталей.

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Итоги выставки ExpoCoatingMoscow
Итоги выставки ExpoCoatingMoscow
ExpoCoating Moscow – ключевая в России специализированная международная выставка материалов и оборудования для обработки поверхности,…
28.11.2022
28
Термическая обработка наножидкостей и материалов
Термическая обработка наножидкостей и материалов
Многие промышленные процессы включают термическую обработку материалов, таких как металлы, пластмассы и композиты. Обычно используемые…
Цветелин Василев
24.10.2022
30
Итоги 25-й международной выставки «ХИМИЯ-2022»
Итоги 25-й международной выставки «ХИМИЯ-2022»
Главное выставочно-конгрессное мероприятие привлекло внимание профессионалов, разработчиков, представителей власти, руководителей компаний для ознакомления с новинками…
14.11.2022
87
Открыта регистрация на выставку ExpoCoating Moscow
Открыта регистрация на выставку ExpoCoating Moscow
25-27 октября 2022 года в МВЦ «Крокус Экспо» пройдет ключевая выставка материалов и оборудования для…
15.06.2022
1057
Эпиламы: видеть новое в забытом старом
Эпиламы: видеть новое в забытом старом
С наступлением эры нанотехнологии этот вид покрытия пользуется все возрастающим спросом в силу уникальности достигаемых…
Вохидов А. С., к. э. н., Добровольский Л.О.
21.08.2018
1351
Инновационные аспекты технологии химико-механического нанополирования материалов полупроводниковой электроники. Часть 2.
Инновационные аспекты технологии химико-механического нанополирования материалов полупроводниковой электроники. Часть 2.
Представлены результаты изучения 4-х аспектов технологии ХМП — химического, механического, коррозионно-электрохимического и механохимического
А. С. Артемов, ИОФ им. А.М. Прохорова РАН И. Г. Рузавин
21.08.2018
618
Нанотехнологии для улучшения проникающей способности продуктов на основе растворителей
Нанотехнологии для улучшения проникающей способности продуктов на основе растворителей
Нанотехнология, а точнее, явления наноразмерного масштаба, и способы управления такими явлениями существовали всегда. Что нового…
Антониетта Широ, Люка Балларати, Антонио Мадер,Марко Серра
25.05.2021
228
Последние достижения в области сверхгидрофобных резиновых покрытий
Последние достижения в области сверхгидрофобных резиновых покрытий
В экстремальных климатических условиях значительно возрастает потребность в защите поверхности от намокания и обледенения. Многие…
24.10.2022
22
Открытие завода по производству проводящих дисперсий УНТ для литий-ионных аккумуляторов в Венгрии
Открытие завода по производству проводящих дисперсий УНТ для литий-ионных аккумуляторов в Венгрии
Toyo Ink Group, объявила об официальном открытии нового дочернего предприятия Toyo Ink Hungary LLC,
31.10.2022
16