Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Открыт новый раздел: Прайс-листы в файлах! (Excel и др.), доступен упрощенный просмотр прайсов без скачивания!
Полезные статьи -> Защита от коррозии металла, гальваника, ЭХО -> Электрохимическая защита, обработка (ЭХО) -> Электрохимическое покрытие и осаждение металлов -> Часть 8

Электрохимическое покрытие и осаждение металлов (Часть 8)

только в текущем разделе

Оглавление статьи   Страницы:    1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11   

Использование покрываемого металла в качестве восстановителя (цементирование). Для наименования этого процесса применяют и другие синонимы: ионный обмен, процесс вытеснения металла и др. Сущность явления заключается в том, что два электрохимических процесса взаимно связаны между собой: растворение металла подложки в процессе анодной реакции (например, Fe - Fe2+ + 2е-); катодное осаждение металла покрытия (например, Sn2 + 2е- - Sn.

Электроны движутся как местные токи от участков анодного растворения к участкам катодного осаждения. Как только на каком-либо участке металл покрытия будет осажден с прочным сцеплением (хотя бы только в виде моноатомарного слоя), из него не сможет переходить в раствор никакой металл. Отсюда следует, что осаждение представляет собой переходный процесс, конец которого достигается при полном покрытии поверхности подложки покрывающим металлом. На рис. 3.20 приведено качественное изменение потенциала и силы тока (локального) в таком процессе на двух различных примерах. Кривые 1 и 1 характеризуют быстро образующийся плотный тонкий слой, а кривые 2 и 2 — медленно образующийся более толстый, но очень пористый слой.

Обычно осаждаемые слои тем толще, чем выше их пористость. Ход процесса электрокристаллизации и обусловливаемые им свойства осажденных слоев определяются перенапряжением, которое зависит от локальных плотностей тока. Локальная плотность тока получается тем большей, чем больше разность потенциалов по отношению к обратимому потенциалу противоположной реакции и чем больше обменная плотность тока этой реакции. Если при осаждении металла плотность локального тока больше предельной плотности тока диффузии, то металл осаждается в виде порошка, не сцепленного с поверхностью подложки. Примером является реакция, протекающая при вводе активного железа или стали в электролит, содержащий CuS04.

Нередко при цементировании наблюдается осаждение сплава между металлом подложки и металлом покрытия (например, слоев меди, никеля и золота на цинке). Предпосылкой для этого должна быть только возможность осаждения сплавов при более положительном потенциале, чем потенциал металла подложки.

Аналогичные процессы протекают и тогда, когда в качестве электролита применен расплав соли, как при горячем лужении черных металлов во флюсе типа SnCl2. Вследствие более высоких температур при этом одновременно стимулируется образование сплава (интерметаллического соединения) между обоими металлами (FeSn2).

Этот процесс в технологическом отношении выгоднее из-за отсутствия электрооборудования для подачи внешнего тока; недостатком его является более сильная зависимость качества покрытий от исходного состояния металлических деталей и от непрерывного изменения состава электролита в процессе эксплуатации, а также гораздо меньшая управляемость реакций. Поэтому такой вид осаждения может быть применен лишь как дополнение к электролитическому осаждению металлов в специфических случаях.

Добавление восстановителей в электролит. В качестве восстановителей для осаждения металлов пригодны такие вещества, которые вступают в одну или несколько реакций с гораздо более отрицательным обратимым потенциалом, чем потенциал восстановления соответствующих ионов металла; ход реакции в электролите, однако, сильно затормаживается, а на поверхности металла, напротив, каталитически ускоряется.

Способы восстановления, наиболее важные в промышленности, осуществляются применительно к серебру, меди и никелю, причем в качестве восстановителей хорошо зарекомендовали себя для серебра и меди формальдегид и его производные, а для никеля полифосфит натрия или производные гидрида бора. Чтобы обеспечить большую долговечность применяемых сплавов, необходимо по возможности предотвращать ход автокаталитических реакции во всех тех местах, где это не нужно. При этом особенно опасно выпадение в осадок труднорастворимых соединений Cu20 и Ni3(P03)2, которые могут вызвать спонтанный самораспад растворов. Для противодействия такому явлению присаживают стабилизаторы, которые предотвращают выпадение в осадок ионов Си+ вследствие образования комплексов с ними или же ингибируют реакцию образования осадка (зародышеобразования).

Серебро. Восстановление растворов, содержащих серебро, при помощи формальдегида происходит очень быстро. При этом реагирующие растворы наносят сначала непосредственно на осеребряемую поверхность, которую сенсибилизируют растворами солей олова, чтобы мог начаться процесс. Сравнительно большая доля металла, прореагировавшего не на поверхности, может быть легко утилизирована.

Областями применения, оправдавшими себя уже в течение многих лет, являются серебрение стекла и нанесение электропроводных покрытий на неметаллы (модели для гальванической формовки).

Медь. Восстановительно-окислительный потенциал реакции формальдегида

НСНО + 3ОН- — НСОО- + 2Н20 + 2е-

с повышением величины рН становится более отрицательным, так что благоприятна добавка едкого натра NaOH. В щелочных растворах (при рН 11-13) ионы Сu2+ должны удерживаться в растворе комплексообразователями (тартратом, ЭДТУ). В качестве стабилизаторов, которые должны связывать ионы Сu+ (образующиеся как промежуточный продукт) и предотвращать выпадение Cu20 в осадок, хорошо зарекомендовали себя тиомочевина и гетероциклические соединения, содержащие азот и серу. Такие способы нашли широкое техническое применение для осаждения прочно сцепленных слоев на полимерных материалах (пластмассах) с последующим никелированием, а в последнее время главным образом также и для получения электропроводных покрытий и для формирования сквозных контактов при производстве печатных схем. Для последней из этих целей применения желательны высокие скорости осаждения (примерно до 5 мкм/ч), которые могут быть достигнуты при высоких значениях рН с применением комплексных стабилизаторов.

Никель. Автокаталитический процесс осаждения никеля протекает при решающем участии активного водорода, который образуется на поверхности металла, действующего как катализатор, например с применением гипофосфита по реакции

Н2Р0-2 + Н20 + 2MeKat2РО-з + 2МеН.

Скорость всего процесса в таком случае определяется восстановлением ионов Ni2+ активным водородом, связанным с металлом-катализатором (возможно в форме гидрида):

4МеН+ 2Ni2+ = 4 MeKat + Ni + Н2 + 2Н+.

Такой механизм реакции объясняет, почему осаждение никеля может быть вызвано только некоторыми металлами (Со, Au, Pd, Rh) и продолжается затем на никеле. Однако оказывается, что может быть осажден максимально 1 моль никеля при одновременном выделении 1 моля водорода. При добавлении ионов Си2+ в электролит и попутном осаждении меди скорость осаждения может быть существенно повышена.

Типично также, что в зависимости от примененного восстановителя в слой покрытия внедряются фосфор в виде фосфида или бор в виде борида. Содержание фосфора (до 15 %) повышается с повышением концентрации гипофосфита и снижается со снижением значения рН. Покрытия, содержащие более 8 % Р, обычно уже не являются ферромагнитными.

Для стабилизации технологических режимов добавляют комплексообразователи и ингибиторы, а также буферные вещества. В случае гипофосфитных электролитов скорость осаждения может быть существенно повышена при добавке различных веществ, например ионов фтора F-, а также небольших количеств тиомочевины, роданида или селеновой кислоты. Сообщалось о скоростях осаждения до 30 мкм/ч. В ходе процесса осаждения электролит обогащается фосфитом, так что ввиду повышенной склонности к самораспаду электролит приходится восстанавливать. Опробованные до настоящего времени способы с ионообменниками сравнительно дороги, так что в каждом конкретном случае необходимо принимать решение об экономичности такой операции. Покрытия, полученные способом восстановления, обычно отличаются от осажденных электролитическим путем меньшей пористостью и более высокой стойкостью против коррозии, а также более высокой твердостью и износостойкостью, особенно после дополнительной термической обработки. Особым преимуществом является также получение более равномерной толщины слоя на деталях сложной формы. При этом необходимо учитывать повышенные издержки и затрудненный контроль непостоянных технологических условий. Более широкие возможности применения открылись при нанесении покрытий на неметаллические материалы (в частности, пластмассы). С применением промежуточного подслоя из меди, осажденной без тока, а также все чаще и без такого подслоя получают прочно сцепленные никелевые покрытия. Перед осаждением никеля шероховатость поверхности пластмассы увеличивают вымыванием бутадиеновой фазы в сильно протравливающем растворителе, чем обеспечивается хорошее механическое сцепление получаемого осадка (рис. 3.21).

 

Оборудование для гальванотехнического осаждения металлов

Для осуществления процессов, представленных в табл. 3.1, необходим ряд типовых устройств. В зависимости от степени участия человека проводится различие между аппаратами ручного управления, механизированными аппаратами и агрегатами и автоматизированными агрегатами. В агрегатах с программным управлением весь цикл от загрузки до сдачи готовых изделий в нормальных условиях может быть выполнен без вмешательства обслуживающего персонала. В соответствии с большим числом последовательных этапов обработки поверхности и нанесения покрытия современный агрегат представляет собой довольно сложную систему ванн, транспортных устройств, устройств питания электроэнергией и водой. К агрегату относятся насосная система для перекачивания электролита, промывочной воды и сточных вод, элементы управления и регулирования, а также приспособления для обеспечения требований техники безопасности и охраны труда. Схема всего комплекса современного агрегата показана на рис. 3.22, а общий вид автомата для нанесения гальванических покрытий — на рис. 3.23.

Ввиду сложного характера оборудования для электрохимического нанесения покрытий в промышленном производстве наиболее благоприятное решение — пространственное объединение всех подобных технологических этапов в одном комплексе зданий.

Повышение производительности труда достигается в первую очередь повышением производительности процессов, необходимых для получения покрытий требуемого качества, рациональным повышением степени автоматизации, уменьшением числа этапов обработки и повышением степени загруженности комплексных агрегатов. Наибольшая потребность в рабочей силе пока приходится на подготовительные и вспомогательные работы, например на механическую подготовку, приготовление и смену электролитов и т. д.

Оглавление статьи   Страницы:    1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11   

Последние обсуждаемые темы

Самые обсуждаемые темы за все время

 Тема

Влияние агрессивных сред на цинковое покрытие

Защита чугунных труб

Хромирование стали

Технология серебрения металлов

Хромирование корпусов часов

Аффинаж в кустарных условиях

Удаление ржавчины со стали химическим методом

Серебрение латуни

Частые вопросы и ответы по разделу

Виды травления стали

 Тема

Сообщений 

Частые вопросы и ответы по разделу

11

Хромирование стали

5

Просто вопрос почему не лудят современные машины

3

Воронение стали

2

Удаление ржавчины со стали химическим методом

1

Серебрение латуни

1

Виды травления стали

1

Металлизация отверстий

1

Гальваническое покрытие алюминия

1

Декоративное лужение

1

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

Статьи

Электрохимическое покрытие и осаждение металлов
Особенности электрохимической защиты титана и некоторых сплавов
Инструмент и приспособления для ЭХО

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

Т 08:59 Запчасти для станочного и кранового оборудования.

Т 08:59 Колеса крановые, крюки.

Т 08:59 Запчасти для станочного и кранового оборудования.

Т 08:59 Колеса крановые,крюки.

Т 08:59 Колеса крановые, крюки

Ц 07:58 Лист медный 0,5х600х1500 М1т

Ч 07:56 Труба профильная 50х50х3

Ч 07:56 Профнастил для забора и кровли

Ч 07:56 Круг нержавеющий 08Х18Н10Т 40 мм

Ч 07:56 Круг стальной 10 мм

Ч 07:56 Труба стальная ВГП 32x3.2

Ч 07:56 Сетка оцинкованная 50х50х4 мм в картах 1000х2000

НОВОСТИ

27 Сентября 2016 14:19
115-летний вуппертальский монорельс (20 фото, 1 видео)

26 Сентября 2016 17:48
Змееподобный робот для подводного контроля

27 Сентября 2016 16:25
Азиатский выпуск чугуна в августе вырос на 3,8%

27 Сентября 2016 15:36
На ”Производстве полиметаллов” АО ”Уралэлектромедь” монтируют трубу, которая не ржавеет

27 Сентября 2016 14:04
Китайский экспорт толстолистовой стали за 8 месяцев вырос на 2,4%

27 Сентября 2016 13:35
АО ”ФГК” нарастило перевозки черных металлов на Московской железной дороге

27 Сентября 2016 12:38
Список 10 стран-лидеров по выплавке стали в августе 2016 года

НОВЫЕ СТАТЬИ

Общие основы использования горячекатанного нержавеющего квадрата в производстве

Квадратный прокат из нержавеющий стали - виды и применение

Круг горячекатаный в разных отраслях промышленности

Классификация кругов и прутков нержавеющих

Нержавеющая стальная проволока - общие сведения

Основные виды сварочной проволоки из нержавейки

Обзор автокранов и их назначение

Строительство и борьба с грунтом

Международное право в области иммиграции

Как применяются резервуары в различных отраслях промышленности

Проволока сварочная Св-06Х19Н9Т для сварки легированных сталей

Сетка нержавеющая сварная - виды и особенности

Проволока нержавеющая сварочная и её применение в промышленности

Прием металлолома в Москве

Болты - технология, свойства, применение

Разновидности систем кондиционирования, технические и эксплуатационные характеристики

Какая бывает керамическая плитка для полов

Как изготавливают трубопроводные отводы

Преобразователи напряжения от производителя

Лом меди: особенности оценки

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Открыт новый раздел: Прайс-листы в файлах! (Excel и др.), доступен упрощенный просмотр прайсов без скачивания!

Компания "РДМ" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2014 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.