Исследование поведения металлов при высоких анодных потенциалах. Влияние режима электролиза на показатели процессов катодного осаждения серебра и анодного растворения вольфрама и серебра. Химическое растворение титана и меди в растворах электролитов.
Аннотация к работе
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук повышение качества поверхности металлов методами электрохимической и химической обработки: закономерности и технологические решенияГоворя о повышении качества поверхности при электрохимической обработке, чаще всего обращают внимание на уменьшение шероховатости, повышение отражательной способности, увеличение коррозионной стойкости. Проведение анодного растворения металлов в области диффузионного контроля часто способствует уменьшению шероховатости поверхности, повышению ее отражательной способности и коррозионной стойкости. Цель работы: установление закономерностей поведения металлов при электрохимической и химической обработке и разработка на их основе высокоэффективных растворов и технологий, обеспечивающих повышение качества обработанной поверхности. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: - исследование поведения металлов различной природы (вольфрам, никель, медь, серебро, титан, цирконий, гафний и сплавы на их основе) при анодном и химическом растворении в водных и водно-органических растворах электролитов при условиях, обеспечивающих сглаживание микрорельефа поверхности; исследование влияния состава раствора и условий проведения процесса на физико-химические свойства поверхностных слоев, формирующихся на металлах при анодной поляризации или химической обработке;Дается анализ работ А.Д. Галанина и др., в которых рассматриваются проблемы формирования микрорельефа поверхности металлов в зависимости от распределения электрических полей, физико-химических свойств вязких приэлектродных слоев и поверхностных пленок. Рассмотрены вопросы, связанные с влиянием состава раствора на эффекты массопереноса и свойства поверхностных слоев.Объекты исследования: никель Н0; цирконий (99,9%) и гафний (99,9%); полученные йодидной возгонкой с последующими переплавкой в атмосфере аргона или гелия и рекристаллизационным отжигом; технически чистый титан ВТ1-0; медь М1; латуни ЛС59 и Л60; серебро Ср999 и его сплав с медью СРМ925 (92,5% Ag, 7,5% Cu); вольфрам (99,98%), а также спеченные твердые вольфрамокобальтовые сплавы ВК8 (92% WC, 8% Co) и Т15К6 (79% WC, 15% TIC, 6% Co). В качестве электролитов использовали водные растворы неорганических солей (NACL, NANO3, KCNS и др.), а также электролиты, содержащие органические растворители (пропиловый и изопропиловый (ИПС) спирты, этиленгликоль (ЭГ), глицерин (Г), моноэтаноламин (МЭА), диметилформамид (ДМФА)). Для приготовления растворов использовали реактивы марки х.ч. и дистиллированную воду. При экспериментах на электрохимических станках для приготовления растворов электролитов использовали технические реактивы и водопроводную или дистиллированную воду (при объеме электролита до 50 л ). Поляризационные исследования проводили в потенциостатическом и потенциодинамическом режимах на стационарном и вращающемся дисковом электроде с использованием потенциостата ПИ-50-1 в комплекте с программатором ПР-8 и двухкоординатным потенциометром ПДА-1.Приводятся результаты исследований анодного поведения вольфрама и сплавов на его основе, никеля, циркония, гафния, меди, серебра и сплава СРМ925 в водных и водно-органических электролитах в широком интервале концентраций растворов и температур. Зависимость предельной анодной плотности тока для: а - циркония в водно-спиртовом растворе состава 1 М NACL 6 М ИПС; б - вольфрама в электролитах, содержащих 1 М NACL и различное количество МЭА (моль/л): 1 - 1; 2 - 6; 3 - 8 от квадратного корня из скорости вращения электрода скорости вращения электрода. При анодной поляризации вольфрама в растворах, содержащих моноэтаноламин (МЭА), наблюдается обратная картина - скорость растворения возрастает при увеличении содержания органического компонента до определенного предела (рис. При электрополировании серебра в растворах KCNS растворение протекает при наличии на его поверхности пассивирующей пленки, скорость растворения которой лимитируется подводом роданид-ионов. В качестве добавок были выбраны растворители с высокой основностью (гексиламин, триэтиламин), в водных растворах которых образуются аминные комплексы меди; диметилформамид, дающий смешанные гетеросольватные комплексы с ионами D-металлов, а также диоксан - растворитель с низкой основностью.В четвертой главе приводятся данные по влиянию режима электролиза на показатели процессов катодного осаждения серебра и анодного растворения вольфрама и серебра, а также сплавов на их основе. Установлено, что при переходе к импульсным режимам осаждения поляризация возрастает, особенно этот эффект проявляется при увеличении скважности импульсов. Поскольку при стационарном режиме электролиза осаждение в области диффузионного контроля приводит к ухудшению качества осадка, при нанесении покрытия на изделия сложной конфигурации для улучшения равномерности распределения металла приходится значительно снижать плотность тока.