Южно-Российский государственный политехнический университет(НПИ) имени М.И. Платова
Получение электролитических порошков сплавов представляет собой актуальную задачу порошковой металлургии, триботехники и аддитивных технологий [1]. Использование для решения этой задачи электролитов и режимов гальванотехники является существенно ограниченным, так как условия образования кристаллической структуры сплава далеки от режимов получения металлических порошков. Условие сближения потенциалов восстановления компонентов сплава достигается при малых плотностях тока, в которых получение продукта в порошкообразном состоянии невозможно. В то же время при повышенных плотностях тока восстановление компонентов происходит раздельно, без образования сплава. Для решения проблемы электрокристаллизации сплава медь-цинк в порошкообразном состоянии использовалось его получение из хлоридно-аммониевых анодно синтезируемых электролитов [2].
Получение электролита за счет анодного растворения дает возможность поддерживать малую концентрацию компонентов (около 0,01М), что создает условия кристаллизации их в сплав при высоких плотностях тока. Эти условия сводятся к одновременному равномерному образованию адатомов обоих компонентов на поверхности катода, в результате которого кристаллические зародыши формируются обоими компонентами, что в последующем приводит к росту частиц порошка сплава.
При анодном растворении меди и цинка в хлоридно-аммониевых электролитах образуются комплексные аммиакатные ионы [3]. Потенциалы восстановления их на катоде, по данным катодных поляризационных зависимостей, существенно изменяются при изменении рН. При рН7 поляризация при катодном восстановлении комплексных ионов меди достигает 450 мВ, в то время, как для цинка она составляет не более 300 мВ, благодаря чему достигаются условия совместного осаждения.
При плотности тока 757 мА/см2 на виброкатоде был получен порошок латуни состава 55% медь, цинк – остальное с размером частиц 15-60 нм (рис. 1), которые имели дендритную форму (рис. 2). В фазовом составе частиц обнаруживается твердые растворы медь-цинк и отсутствуют фазы меди и цинка. Такой сплав обладает повышенной прочностью и может представлять интерес для аддитивных технологий.
Рисунок 1- Гранулометрический состав порошка латуни
Рисунок 2- SEM –изображение порошка латуни
Работа выполнена при финансовой поддержке проекта РФФИ 15-08-08352 А.
Список литературы