Исследование электроосаждения никеля из электролита с добавками ПАВ

СПбГУ, Санкт-Петербург

В настоящее время отечественными и зарубежными предприятиями в большом ассортименте производятся блескообразующие добавки, не уступающие и даже превосходящие по своим свойствам классическую добавку 1,4-бутиндиол [1], представляющие большой конгломерат соединений с неопределенным составом. Примером таких блескообразующих добавок являются «RADO 57М» (ООО «Atotech – Chemeta), «Эпи-никель 757С» (ООО «Sonis»), «ЭКОМЕТ?Н75» (ООО НПП «Экомет») и другие.

Все перечисленные добавки широко используются на промышленных предприятиях, а данных по влиянию добавок представленных фирм на процесс никелирования и физико-химические свойства покрытий мало. Поэтому полезно провести сравнения некоторых из представленных добавок на процесс никелирования.

Целью работы являлось получение данных по исследованию улучшения физико-химических свойств никелевых покрытий за счет введения в электролит блескообразующих добавок «RADO 57М» (ООО «Atotech–Chemeta) и «Эпи-никель 757С» (ООО «Sonis»).

В ходе проведенного исследования было выяснено, какая из добавок оказывает большее влияние на кинетику процесса никелирования, на микротвердость, износостойкость и коррозионную стойкость покрытия. Были оценены так же выход по току и рассеивающая способность электролитов, содержащих добавки.

В промышленной гальванотехнике для нанесения защитно-декоративных никелевых покрытий преимущественно применяют сульфатные электролиты, представляющие собой разновидность электролита Уоттса.[2] В таблица 1 представлен состав и концентрация основных компонентов в электролите.

Таблица 1. Составы электролитов блестящего никелирования

Для повышения некоторых физико-химических свойств никелевого покрытия производилось предварительное исследование электролита с выбранным блескообразователями.

Изучение кинетики электродных реакций производилось методом снятия поляризационных кривых. При введении блескообразователей в электролит никелирования, катодные кривые сдвигаются в электроотрицательную область, что свидетельствует о росте перенапряжении на катоде, благодаря большой адсорбционной способности добавок.

Определение выхода по току для всех электролитов проводилось гравиметрическим методом. Выход по току в электролите с блескообразующими добавками мало отличается от выхода по току в электролите без добавок; тенденция увеличения выхода по току с ростом плотности тока сохраняется.

Для оценки рассеивающей способности была использована щелевая ячейка Молера. Анализ результатов показал, что рассеивающая способность электролитов с блескообразователями выше, чем рассеивающая способность электролита без добавки. Это можно связать с тем, что в электролит помимо RADO 57М и Эпи-никель 757С были введены смачиватели RADO 2 и Эпи-никель (смачиватель), представляющие из себя поверхностно-активные вещества.

Влияние блескообразующих добавок на износостойкость никелевых осадков проводилось на установке, обеспечивающей возвратно-поступательное движение образца. Наиболее эффективной оказалась добавка Эпи-никель, снижающая износ покрытия в 2 раза. Блескообразующие добавки включаются в состав осадков, что сопровождается изменением механических свойств покрытий: возникновением внутренних напряжений, увеличением твёрдости.

Коррозионные испытания показали, что наилучшие результаты получились при использовании добавки RADO 57М.

Таким образом, данные добавки значительно увеличивают микротвердость покрытий, улучшают их внешний вид, снижают пористость и увеличивают выравнивающую способность, но совместно с этим, происходит увеличение внутренних напряжений покрытия.

Анализ полученных результатов показал эффективность применения блескообразующих добавок для повышения твердости и износостойкости никелевого покрытия. Для промышленного использования следует рекомендовать:

• Для получения твердых покрытий – электролит никелирования с добавкой RADO 57M;
• Для получения покрытий с повышенным сопротивлением износу – электролит с добавкой Эпи-никель 757С.

Литература:

1. Электрохимические технологии металлопокрытий (гальванотехника). Методические указания к лабораторным работам/Казан. гос. технол. ун-т: Сост: И.Н. Андреев, Г.Г. Гильманшин, Ж.В. Межевич, Казань, 2005. – 42 с.
2. В.И. Мамаев, В.Н. Кудрявцев Никелирование, 2014. – 16 – 27 с.