ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сернокислые электролиты из "Электролитические покрытия металлов " Наиболее широкое применение в гальванотехнике получил процесс никелирования. Никелем покрывают изделия из стали и цветных металлов (медь и ее сплавы) для защиты их от коррозии, декоративной отделки поверхности, повышения сопротивления механическому износу и для специальных целей. Никелевые покрытия имеют высокую антикоррозионную стойкость в атмосфере, в растворах щелочей и в некоторых органических кислотах, что в значительной степени обусловлено сильно выраженной способностью никеля к пассивированию в этих средах. [c.274] Так как никель более благородный металл, чем железо, то защита от коррозии никелевым покрытием возможна только при отсутствии в нем пор. Получить беспористое покрытие никелем при малой толщине слоя затруднительно, вследствие кристаллической неоднородности поверхности основного металла и наличия в ней различных дефектов механической обработки риски, поры, царапины и т. д., которые не всегда удается закрыть даже при никелировании с выравнивающими добавками. Поэтому стальные изделия обычно в целях экономии покрывают сначала относительно толстым (25—35 мкм) слоем меди, а затем слоем никеля меньшей толщины—10—15 мкм (стоимость никеля значительно выше стоимости меди). [c.274] Для улучшения защитных свойств никелевого покрытия рекомендуется также способ никелирования в два—три слоя с различными физико-химическими свойствами. При трехслойном никелировании нижний матовый или полублестящий слой никеля получают из электролита с выравнивающей добавкой, не содержащей серы. Толщина этого слоя составляет 50—70% толщины всего осадка. Затем наносят тонкий, очень активный промежуточный слой никеля толщиной 1—2 мкм, содержащий 0,1—0,2% серы. Третий верхний зеркально-блестящий слой никеля толщиной 30—50% общей толщины покрытия содержит около 0,05% серы. [c.275] Кроме этого, применяется покрытие блестящим никелем из-электролита, содержащего мелкие ( -0,02 мкм) неметаллические частицы корунда, каолина и других во взвешенном состоянии, так называемый процесс никель—сил . Такое покрытие, применяемое главным образом, перед хромированием, способствует созданию микропористой структуры хромового слоя (10 —10 пор на квадратный сантиметр) благодаря чему снижается интенсивность коррозии покрытия. [c.275] Никелирование часто применяют взамен меднения в цианистом электролите для нанесения подслоя небольшой толщины (3 мкм) перед меднением стальных изделий в кислом электролите. Вследствие того, что на поверхности никеля всегда присутствует пассивная пленка, сдвигающая его потенциал н сторону положительных значений, контактного вытеснения меди никелем из кислого раствора, в который погружают изделия, не происходит. [c.275] Электролитическое покрытие кобальтом имеет примерно те же свойства и то же назначение, что и никелевое покрытие, причем оно обладает более высокой твердостью и легче получается бле- стящим непосредственио из ванн. Однако кобальтирование практически не применяется из-за высокой стоимости и дефицитности металлического кобальта. [c.276] Для никелирова1ния применяют сернокислые, хлористые, борфтористоводородные, сульфаминовые электролиты. В практике гальваностегии наибольшее распространение получили сернокислые электролиты. [c.276] Как уже указывалось (см. гл. I), процесс электроосаждения никеля на катоде при комнатной температуре сопровождается высокой катодной поляризацией. Однако, несмотря на это, рассеивающая способность никелевых электролитов невелика и мало отличается от кислых растворов солей других металлов (2п, С(3, Си), не содержащих ингибирующих добавок. Это объясняется тем, что при тех плотностях тока, при которых обычно производят никелирование ( 50 А/м ), катодные потенциалы мало изменяются при повышении плотности тока. Кроме того, при повышении плотности тока до некоторого допустимого предела выход металла по току возрастает, что также неблагоприятно для рассеивающей способности электролита. [c.276] Осадки никеля, полученные при высокой температуре, отличаются по структуре от образующихся в том же электролите при комнатной температуре, они становятся крупнозернистыми. [c.277] Как известно, мелкозернистые твердые полублестящие осадки никеля на катоде можно получать из растворов простых солей никеля и без добавок поверхностно-активных и каких-либо других веществ, в обычных условиях электролиза. Такой характер осадков при никелировании можно объяснить образованием коллоидных растворов основных солей никеля в околокатодном пространстве [4, 5] или образованием гелеобразной пленки на катоде [6]. [c.277] Предполагается, что степень дисперсности коллоидной гидроокиси никеля играет решающую роль в образовании блестящих осадков на катоде. Чем выше степень дисперсности золя М1(0Н)2, тем больше вероятность образования на поверхности катода пленки такой структуры, которая приводит к блеску осадков. Считается, что добав ки к электролиту органических веществ, так называемых блескообразователей, лишь стабилизируют золь в состоянии высокой дисперсности. [c.277] По данным [4—6], атомарный водород, выделяющийся на катоде сов1местно с никелем, принимает также участие в формировании структуры осадков никеля, оказывая влияние на их внешний вид и физико-механические свойства. В работе [4] показано, что водород, попадающий в осадок никеля в виде адсорбированных гидроокисей основных солей и молекул органических соединений, оказывает большое влияние на механические свойства катодного никеля — увеличиваются внутренние напряжения и твердость, резко ухудшается пластичность осадков. Водород, включающийся в осадок никеля в молекулярной форме, не оказывает влияния на его механические свойства. [c.277] В присутствии солей щелочных металлов значительно ускоряется подщелачивание прикатодного слоя, особенно в электролите без буферных добавок значение pH прикатодного слоя за 10 мин достигает 9—10 [8]. В результате у катода выпадают гидроокиси никеля, качество осадков резко ухудшается, и допустимый верхний предел плотности тока уменьшается. [c.279] Обнаружено, что борная кислота увеличивает катодную поляризацию при электроосаждеиии никеля и кобальта [10], способствуя образованию более мелкозернистых осадков никеля. Предполагается, что борная кислота образует с никелевыми солями сложные комплексные соединения [10, 11]. [c.279] Хорошими буферными свойствам(И обладают никелевые электролиты, содержащие уксуснокислый никель [12], аминоуксусную кислоту [13 14, с. 54] и, как было показано в работах [15, 16], одну из дикарбоновых насыщенных кислот (адипиновую, глутаро-вую, янтарную). [c.279] Наиболее высокие буферные свойства электролитов с уксуснокислым никелем и дикарбоновыми кислотами обнаружены при pH 3,0—4,0 [16, 17]. С увеличением концентрации этих соединений возрастает буферная емкость электролита. [c.279] На рис. V 1-3 приведены кривые потенциометрического титрования, а в табл. УП-1 — рассчитанные значения буферной емкости электролитов никелирования с различными буферными добавками при их оптимальной концентрации. [c.279] Вернуться к основной статье