Обґрунтування кількісного складу електроліту та режиму осадження для отримання осадів Co–W та Ni–W із заданим вмістом компонентів та властивостями. Встановлення впливу параметрів стаціонарного та імпульсного електролізу на процес осадження сплавів.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНИВЕРСИТЕТ “ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”Роботу виконано на кафедрі технічної електрохімії Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України. Захист відбудеться 14 травня 2009 р. о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.03 в Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут” за адресою: 61002, Харків, вул. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. Дисертацію присвячено удосконаленню технології електрохімічного нанесення функціональних покриттів сплавами кобальту та нікелю з вольфрамом. електроліз осадження сплав На підставі вивчення кінетичних закономірностей встановлено, що вольфрам відновлюється у сплав з кобальтом або нікелем до металічного стану з проміжних сполук за рахунок наступної хімічної реакції з участю адсорбованого гідрогену.Проблема створення тонкошарових функціональних покриттів, що виявляють водночас корозійну стійкість, твердість, зносостійкість, а також каталітичну активність в гетерогенних реакціях, є ключовою у вирішенні задачі захисту навколишнього середовища. Останнім часом значну увагу привертають роботи, присвячені матеріалам, для яких спостерігається нададитивне зростання каталітичної активності порівняно з сумою активностей окремих компонентів матеріалу. Отже, розробка технологічних режимів та електролітів осадження означених покриттів, а також оптимізація осадів за складом з метою досягнення високих каталітичної активності, опору корозії, мікротвердості та коерцитивної сили є завданнями, що мають незаперечну значущість. Дисертаційну роботу виконано на кафедрі технічної електрохімії Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” у рамках завдань фундаментальних держбюджетних НДР МОН України “Дослідження закономірностей синтезу та деградації електрохімічних систем природоохоронної та ресурсозаощаджувальної спрямованості” (ДР № 0104U003016) і “Дослідження електродних рівноваг і кінетичних закономірностей в електрохімічних системах з метою ресурсозбереження і охорони довкілля” (ДР № 0106U001503), в яких здобувач була виконавцем окремих етапів. встановити функціональні властивості (корозійну стійкість, каталітичну активність, мікротвердість, магнітні характеристики) сплавів і візуалізувати звязок між складом та властивостями покриттів;Перший розділ присвячено проблемному аналізу науково-технічної інформації щодо способів нанесення, режимів, природи і складу електролітів, механізмів сплавоутворення при отриманні функціональних гальванічних покриттів сплавами на основі металів підгрупи заліза з тугоплавкими елементами, зокрема, систем Co-W та Ni-W, їх структури та властивостей. Проаналізовано сучасний стан питання створення активних матеріалів каталітичних конверторів токсичних газових емісій, які не містять дорогоцінних металів, імовірні шляхи створення альтернативи покриттям хромом, на підставі аналізу сформульовано задачі досліджень та напрямки їх вирішення. На підставі дослідження кінетики осадження покриттів Co-W та Ni-W запропоновано узагальнену принципову схему сплавоутворення, яка дозволяє пояснити вплив РН на ступінь протонування лігандів, що входять до складу монолігандних або змішаних комплексів, форми існування сполук вольфраму (моно-або полівольфрамати), а також механізм і перенапругу виділення атомарного гідрогену, який відіграє важливу роль у хімічній стадії електродного процесу. Аналіз 3-вимірних концентраційних залежностей свідчить, що максимальна кількість вольфраму осаджується у покриття при загальному вмісті іонів кобальту та вольфрамат-іонів в електроліті 0,1-0,2 М, тоді як збільшення їх концентрацій приводить до зниження ?(W). Підвищення температури електроліту до 60 ОС дозволяє покращити якість та збільшити швидкість осадження покриття, але не впливає на його склад, перемішування у ході електролізу різко зменшує вміст вольфраму у сплаві.У дисертаційній роботі вирішено науково-практичну задачу удосконалення технології електрохімічного нанесення функціональних покриттів сплавами кобальту або нікелю з вольфрамом для отримання осадів з високими корозійною стійкістю, каталітичною активністю, мікротвердістю та коерцитивною силою. Встановлено кінетичні закономірності процесів сумісного осадження кобальту або нікелю з вольфрамом у сплав, які свідчать, що тугоплавкий компонент відновлюється до металічного стану з проміжних сполук за рахунок наступної хімічної реакції за участі адсорбованого гідрогену, рекомбінація якого на металах підгрупи Феруму за високих густин струму гальмується. Керувати складом покриттів можна шляхом варіювання співвідношень концентрацій сплавотвірних компонентів у межах 0,2-5, ліганда та комплексоутворювачів в діапазоні 0,5-2, а також значення РН розчину 5,0-7,5, що у сукупності забезпечує формування міцного комплексу з депротонованим лігандом.