ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Электроосаждение сплавов из "Новые покрытия электролиты в гальванотехнике " Электроосаждение сплавов известно давно, латунное покрытие впервые получено более ста лет тому назад. Между тем лишь в последние два десятилетия покрытия сплавами начинают получать широкое промышленное применение. [c.39] Для получения сплавов с заданным составом и свойствами требуется строгое соблюдение постоянства состава электролита, температуры, плотности тока и иногда pH. Кроме того, промышленность вполне удовлетворяли простые покрытия никелевые, медные, цинковые, хромовые и др. [c.39] Однако по мере развития техники, особенно счетно-вычисли-тельных машин, электроники, авиации и ракетной техники, перед гальваностегией выдвигаются новые задачи и требования. Например, возникла необходимость создания покрытий с высокой коэрцитивной силой, которой не обладают простые осадки, с улучшенными антифрикционными свойствами, свойственными лишь покрытиям из сплавов и т. д. Поэтому усиливается интерес к электроосаждению сплавов. Если до второй мировой войны в промышленности прим енялись латунные и ограниченно свинцово-оловянные и никель-кобальтовые покрытия, то в послевоенные годы нашли распространение покрытия никель-олово, олово-цинк, бронза, свинец-индий и др. [c.39] На очередь выдвигается новая проблема — замена дефицитных и дорогих покрытий покрытиями из сплавов, улучшение свойств покрытий легированием их другими компонентами. [c.39] в настоящее время поставлена задача замены никелевых покрытий покрытиями из сплавов, улучшение химической стойкости цинка легированием никелем, оловом и другими металлами. [c.39] Развитие электроосаждения сплавов весьма заманчиво, так как таким путем можно получить покрытия с весьма ценными качествами повышенной коррозионной стойкостью и твердостью, высоким не изменяющимся со временем коэффициентом отражения, антифрикционными свойствами, износостойкостью, специфическими магнитными свойствами и др. [c.39] При совместном осаждении металлов на катоде потенциалы их разряда равны между собой. [c.40] Для обеспечения электроосаждения сплава необходимо сблизить потенциалы разряда ионов на катоде. Потенциалы разряда некоторых ионов в растворах простых солей мало отличаются один от другого и изменением концентрации ионов можно обеспечить совместное их осаждение на катоде, например свинца и олова, никеля и кобальта, сурьмы и висмута и др. Однако потенциалы разряда большинства металлов в растворах простых солей значительно отличаются м ежду собой и не могут быть сближены простым изменением концентрации ионов. [c.40] При изменении активности ионов одновалентного металла в 100 раз при температуре 20° потенциал его разряда изменится лишь на 0,116 в применение высоких концентраций ограничено пределом растворимости солей, в малоконцентрированных растворах уменьшается величина предельной плотности тока, при которой сближение потенциалов принципиально возможно, но, как правило, нецелесообразно из-за плохого качества осадков. [c.40] Разность равновесных потенциалов цинка и кадмия как в кислых, так и в цианистых растворах при одинаковой концентрации цинка и кадмия составляет около 0,3 в (константы нестойкости цианистых кадмиевых и цинковых ионов близки между собой),, между тем сплав цинк—кадмий в цианистом растворе осаждается, а в кислом не осаждается (при плотности тока ниже предельной). Соосаждение кадмия и цинка в цианистом растворе обусловлено более высокой поляризацией кадмия, чем цинка. Возможность осаждения сплавов медь—никель [168] и медь—цинк, из пирофосфатных растворов [149], сплава олово—цинк из станнатного раствора [158] также обусловлена высокой поляризацией при разряде из комплексного иона более благородного компонента. Поэтому при выборе комплексообразователей для осаждения сплава необходимо принимать во внимание не только константу нестойкости, но и значение поляризации при выделении из данных комплексных ионов, т. е. предварительно строить поляризационные кривые. [c.41] Введением поверхностно активных веществ, затрудняющих осаждение боле е благородного компонента, можно также сбли- зить потенциалы разряда металлов и осадить сплавы, например, меди и олова в присутствии фенола [147], меди и свинца при введении в электролит тиомочевины [148J. Потенциалы разряда ионов металлов могут сближаться при повышении плотности тока также в растворах простых солей, если поляризация положительного металла выше, чем отрицательного, что наблюдается при со-осаждении металлов группы железа с марганцем и цинком, свинца с таллием и др. [c.41] Потенциалы разряда могут сближаться также вследствие из-мен ения активнос1и ионов металла в прикатодном слое по сравнению с активностью их в общем объеме раствора, взаимодействия ионов осаждаемых металлов в растворе в прикатодном слое и образования на катоде твердого раствора или химического соединения. Благодаря этому становится возможным электроосаждение меди и цинка из пирофосфатных растворов, в которых разница потенциалов разряда их составляет 550—600 мв [149]. [c.41] ДФ — относительная парциальная, молярная свободная энергия, называемая иногда дифференциальной свободной энергией. [c.42] Как видно из табл. 18, изменение потенциалов металлов за счет энергии смешения зависит от природы твердого раствора и от состава сплава, уменьшаясь с увеличением компонента в сплаве. [c.43] Электроосаждение сплавов железо—никель и медь—никель, а так ке анализ литературных данных по осаждению сплавов металлов группы железа с цинком, кадмием и марганцем, никель—кобальта, железо—кобальта, меди—мышьяка, меди— цинка, и др. показали, что разряд ионов металла, выделяющегося на катоде с меньшей поляризацией, замедляет скорость осаждения металла, разряжающегося с большой поляризацией. [c.43] для соосаждения металлов необходимо сблизить потенциалы их разряда. Это достигается в основном применением комплексообразователей, поверхностно активных соединений и иногда изменением концентрации простых солей. Соосаждение металлов во многих случаях облегчается также деполяризацией менее благородного металла и торможением разряда более благородного металла. [c.44] При получении покрытий сплавами важно знать не только условия, обеспечивающие совместный разряд ионов, но также и факторы, влияющие на состав сплава. [c.44] В литературе иногда приводится способ расчета состава сплава по поляризационным кривым компонентов, полученным в растворах, где концентрация этих металлов и условия осаждения такие же, как и при осаждении сплава. [c.44] Есин [152] вывел уравнение, описывающее совместный разряд ионов, протекающий с химической поляризацией, на основе теории замедленного разряда, которое хорощо подтвердилось для случая совместного выделения ионов водорода и цинка [153], водорода и меди [154]. Возможность применения теории замедленного разряда к процессу совместного разряда ионов никеля и водорода показала П. Рейщахрит [155]. [c.45] Ф — потенциал катода и° 2 энергия активации разряда ионов ai и 02 — дробные коэффициенты перед логарифмом плот- ности тока при выделении металлов Mei и Aii 2. [c.45] Вернуться к основной статье