Способ поддержания седиментационной устойчивости уда и аш при осаждении композиционных медных покрытий

Главная » Литература » Тезисы » Способ поддержания седиментационной устойчивости уда и аш при осаждении композиционных медных покрытий

Год издания: 2016

Яскельчик В.В.1, Жарский И.М1, Черник А.А.1, Михедова Е.В.1,
Ананьев М.В.2,3, Останина Т.Н.2

1. Белорусский государственный технологический университет, г. Минск

2. УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

3. Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, г. Екатеринбург

Нанесение медных композиционных электрохимических покрытий (КЭП) в основном применяют с целью улучшения химической стойкости, повышения жаростойкости и жаропрочности, создания самосмазывемых покрытий, каталитически активных поверхностей и др. Большое распространение получили покрытия, содержащие в своем составе частицы алмазных наноматериалов. Медные КЭП, в основном, получают из цитратного электролита при концентрации ультрадисперсных алмазов (УДА) или алмазной шихты (АШ) от 0,2 до 2 г/л.

Индивидуальные алмазные частицы размером 4–6 нм образуют фрактальные кластерные структуры (размером 30–40 нм), из которых, в свою очередь, формируются более крупные агрегаты размером порядка сотен нанометров. При введении их в раствор активно протекают процессы коагуляции и агрегации, что приводит к образованию частиц микронных размеров, потере устойчивости суспензии и седиментации частиц. В результате крупные частицы зарабатываются в осадок, что приводит к неоднородности металла и ухудшению свойств КЭП. В связи с этим актуальной является задача сохранения агрегативной устойчивости суспензии в течение всего времени нанесения покрытия.

Цель настоящей работы состояла в выборе способа диспергирования алмазных частиц в цитратном электролите меднения, позволяющего длительное время предотвращать процессы коагуляции дисперсной фазы.

Для решения поставленной задачи было исследовано влияние ультразвука различной частоты и мощности, а также механического перемешивания с помощью магнитной мешалки на состояние алмазных частиц в цитратном растворе. Определение размеров частиц УДА и АШ осуществляли с помощью лазерного дифракционного анализатора Malvern Mastersizer 2000.

Установлено, что качество диспергирования алмазных частиц в цитратном электролите зависит от частоты, мощности и вида воздействия (внешнее или объемное) ультразвукового (УЗ) поля. Причем в зависимости от параметров УЗ может происходить как диспергирование, так и агрегирование частиц УДА и АШ.

Частота механического перемешивания определяется концентрацией УДА и АШ в электролите и связанным с ней временем активной коагуляции: чем больше концентрация дисперсной фазы, тем быстрее протекает и заканчивается процесс слипания мелких частиц.

Предложен следующий способ диспергирования алмазных частиц в цитратном электролите меднения. В процессе приготовления электролита для перемешивания необходимо использовать ультразвуковое поле. При осаждении композиционных покрытий требуется периодическое механическое перемешивание, частота которого зависит от скорости процесса коагуляции УДА и АШ.