А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Електроосадження - залізо

Електроосадження заліза на катоді відбувається з одночасним розрядження водню.

При електроосадженні заліза про анодними процесами пов'язані осажен-ня із застосуванням розчинних і нерозчинних анодів і анодная підготовка поверхні чавунів і сталей під покриття.

При електроосадженні заліза з розчинів, що містять органічні добавки різних класів, потрібно враховувати їх можливий негативний вплив на анодний процес, зокрема зменшення потенціалу кіслородовиделенія і як наслідок - окислення електроліту.

Вплив рН електроліту на механічні властивості нікелевих опадів. При електроосадженні заліза, так само як і при осадженні нікелю, має місце значна хімічна поляризація (стор. З підвищенням температури катодний поляризація зменшується, а вихід металу по струму зростає. При електроосадженні заліза, так само як і при осадженні нікелю, спостерігається значна електрохімічна поляризація (стор. З підвищенням температури катодний поляризація зменшується, а вихід металу по струму зростає.

Вплив рН електроліту на механічні властивості нікелевих опадів. При електроосадженні заліза, так само як і при осадженні нікелю, має місце значна хімічна поляризація (стор. з підвищенням температури катодний поляризація зменшується, а вихід металу по струму зростає.

При електроосадженні заліза вперше було звернуто увагу на вторинні процеси, тобто на освіту лужних з'єднань і гидроокисей в приелектродних шарах[210, 213], Які перебувають в кол лоидного стані, і при їх адсорбції на поверхні катода значно змінюються фізико-механічні властивості одержуваних опадів. Од нако експериментальні факти зі зміни фізико-механічних свойс1 покриттів, отриманих в різних умовах електролізу, не можуть бути однозначним доказом впливу на них утворюються в прікатодном шарі гидроокисей, так як подібну дію можуть надавати ледве да Органічних домішок або включення молекул води.

Вивчення процесу електроосадження заліза з водних розчинів селів двовалентного заліза пов'язане із з'ясуванням причин високої ка - тодной поляризації при розряді іонів металу. Показаний на малюнку код, нолярізаціонной ярнвой можна пояснити тим, що в початковий момент електролізу станься переважний розряд іонів водню. Перенапруження вка-ванного процесу на залозі досить велике і превишае1 перенапря-едше розряду іонів заліза, завдяки чому стає можливим anei троосажденіе заліза.

Вплив умов електроосадження заліза на міцність від утоми відремонтованих деталей, машин: Аотореф.

Оскільки при електроосадженні заліза спільно з ним на като4 де виділяється і включається в покриття велика кількість газу, на-водорожіваніе поряд з поляризацією є головною умовою формування дефектів структури електролітичного заліза, відповідальним за його напружений стан.

При дослідженні[305 - 307]електроосадження заліза з метил сул вфатних, фенолсульфонового і сірчанокислих електролітів з добавка ми: Найпростіших аліфатичних спиртів також показано зменшення НАВС дорржіванія отриманих злектроосадков. Так, наприклад, збільшення вмісту метілсульфатом заліза в змішаному сульфатно-гметілсульфатном електроліті призводить до РЕЗЛОВ зниження виходу за струмом водню і ув пі йнію виходу за струмом заліза.
 Поляризаційні криві при електроосадженні кобальту, нікелю і заліза при 25 С (145 і 95 С (2 3 і при рН1 9 з різних електролітів. Велика увага приділяється процесу електроосадження заліза з метою відновлення зношених частин машин і механізмів.

Застосування реверсувати струму при електроосадженні заліза дозволяє отримувати гладкі світлі покриття, міцно зчеплені з основою; внаслідок збільшення допустимої щільності струму збільшується середня швидкість осадження.

Передбачається[427], Що при електроосадженні заліза протікають такі ж стадії, але в протилежному напрямку.

Знижена щільність струму в початковий період електроосадження заліза зменшує внутрішні напруги в початкових шарах металу і сприяє відтворенню структури основи[458, 461, 462], Що разом зі зменшенням її наводороживания впливає на збільшення міцності зчеплення.

Для визначення величини граничного струму при електроосадженні заліза з сірчанокислих розчинів[4]нами були перевірені різні методи: візуальне спостереження за характером поверхні електрода, вимірювання потенціалів компенсаційним методом і виходу металу по-току, а також оецпллографпческіе вимірювання.

Останнім часом велика увага приділяється процесу електроосадження заліза з метою відновлення зношених частин машин, що застосовуються гла-вним чином в сільському господарстві.

Підвищення температури електроліту сприятливо позначається на процесі електроосадження заліза, так як при зростанні температури перенапруження виділення заліза різко знижується, в той час як для водню ця величина залишається майже без зміни. Тому підвищення температури електроліту сприятливо впливає на збільшення виходу заліза по току.

Вплив щільності струму і температури електроліту на мікротвердість опадів при осталивание. Твердість опадів (рис. 69) при електроосадженні заліза збільшується при зниженні концентрації солей в електроліті, зростанні щільності струму, зниженні температури, введення в електроліти різних органічних і мінеральних добавок.

Такий же механізм був запропонований цими авторами для катодного процесу електроосадження заліза.

Однак, в деяких випадках, як наприклад, при електроосадженні заліза і нікелю, величину граничного струму не вдається визначити які звичайно застосовуються для цієї мети способами.

утворилися золі гідроксиду заліза покривають колоїдної плівкою активні центри катода, через що електроосадження заліза протікає на пасивувати в більшій чи меншій мірі поверхні.

Позитивно заряджені частинки цього золю адсорбуються на поверхні катода і знову призводять до підвищення перенапруги - електроосадження заліза протікає на пасивувати поверхні.

На підставі вивчення катодного поляризації нестаціонарними гал: ваніческімі і потенціостатичні методами було показано, що первинним електрохімічним процесом при електроосадженні заліза є розряд іонів водню, який швидко призводить до пасивації катодного поверхні. Експериментальні дані показують, що при електроосадженні заліза з розчинів солей незалежно від початкової кислотності розчину виділення його починається лише після досягнення граничного струму розряду іонів водню.

Для поліпшення деяких фізико-хімічних властивостей електролітів вводяться різні добавки: солі К, Іа, Ю 4 Са і Mg підвищують електропровідність розчинів, що сприяє підвищенню щільності струму, особливо в разі електроосадження заліза з малоконцентровані розчинів[12-14, 21, 22]; солі сірчанокислого або хлористого алюмінію[9], Кремнефторід заліза (II)[26], Солі гідразину[24 ], Борна кислота[27, 28], Глікоколу[7, б ], А також деякі органічні кислоти (аскорбінова, бурштинова, винна і ін.) W2w2w211. - Для підвищення буферної ємності, стабілізуючою концентрацій водневих іонів в розчині і в прікатодном шарі; відновники і комплексообразующие[22 - 26 ]- Для зниження окисляемости розчинів залізнення; ряд органічних добавок - для збільшення вмісту вуглецю[20]в покриттях і для оглажіваніе поверхні осаду.

Шляхом осциллографического вимірювання потенціалів в залежності від часу при безперервно змінюється струмі в одному випадку (рис. 4) і при постійній щільності струму в іншому випадку (рис. 6) були отримані ідентичні значення для граничного струму при електроосадженні заліза. Такий збіг результатів визначень граничної щільності струму різними методами дає підставу вважати, що отримані величини відповідають дійсним граничним плотностям струму (рис. 2 крива 5) за даних умов електролізу. Як видно з рис. 2 (криві 1 4 і 5), між концентрацією солі металу в електроліті і величиною граничної щільності струму існує лінійна залежність, що також підтверджує відповідність цих величин граничного струму.

Викладені міркування в чистому вигляді відносяться до теорії спільного розряду іонів в неспряжених системах, тобто в умовах, коли швидкість відновлення окремих разряжающихся іонів не відрізняється від кінетики їх спільного розряду. Електроосадження заліза і його сплавів слід розглядати як розряд іонів в сполученої системі. У цих умовах на швидкість розряду іонів металів впливають природа підкладки, будова подвійного шару і стан іонів в розчині. Залежно від природи і електрохімічного стану поверхні електрода потенціал відновлення може зменшуватися наприклад, в результаті сплавообраеоваіія або збільшуватися через схил Ности того чи іншого металу до пасивації.

Склади електролітів залізнення і режими їх роботи. Щільність струму на початку електролізу рекомендується поступово підвищувати до робочої протягом 10 хв. Електроосадження заліза на вироби з легованих сталей слід[47]починати при катодного щільності струму близько 0 5 - 102 А /м2 і поступово підвищувати її до робочої протягом 20 - 30 хв. Це сприяє кращому зчепленню покриття з основою.

При цьому гальмівну дію адсорбованого водню і гідроксиду також різний. При електроосадженні заліза спостерігається збільшення швидкості відновлення іонів заліза у міру зменшення кількості виділяється водню, а при електроосадженні нікелю швидкість відновлення іонів нікелю зростає відповідно до зменшення кількості гідроокісних включень.

Формування неоднорідного електричного шля можливо декількома шляхами: використанням спеціальних - перетворювачів струму, що утворюють особливу форму електричного імпульсу, яке живить електролізер, застосуванням спеціальної технологічної оснастки, що забезпечує проточні умови електролізу; створенням спеціальної електродної системи, особливість якої полягає в флрме і розміщенні електродів при обов'язковому обертанні одного з них. Запропонований спосіб електроосадження заліза забезпечує рівномірність розподілу покриття на поверхні відновленої деталі, що дозволяє зменшити величину припуску на подальшу механічну обробку.

Застосовувані велика щільність струму при електроосадженні заліза ще більше зрушують ри католіта лужну область.

На підставі вивчення катодного поляризації нестаціонарними гал: ваніческімі і потенціостатичні методами було показано, що первинним електрохімічним процесом при електроосадженні заліза є розряд іонів водню, який швидко призводить до пасивації катодного поверхні. Експериментальні дані показують, що при електроосадженні заліза з розчинів солей незалежно від початкової кислотності розчину виділення його починається лише після досягнення граничного струму розряду іонів водню.

Поряд з необхідністю встановлення зв'язку між Кількістю включеного водню і перенапруженням при його виділенні першорядне значення має також проблема знаходження залежності між наводороживания металу і перенапруженням його виділення. З цією метою розглянемо деякі експериментальні дані, отримані Кузнєцової при електроосадженні заліза. На рис. 22 наведені криві залежності перенапруги виділення заліза (крива 1) і залежно виходу по струму (крива 2) від рН електроліту. З малюнка видно, що в області рн 1 5 - 2 5 відбувається різке збільшення виходу металу по струму від 10 до 90%, в той час як подальше підвищення рН на таку ж величину на вихід за струмом істотного впливу не робить. Звідси випливає, що на ділянці ab кривої /велика частина струму йде на відновлення іонів водню, і при переході від точки b до точки а кількість струму, що витрачається на відновлення іонів водню, зростає. На ділянці be ток головним чином витрачається на виділення металу, і при переході від точки Ь до точки з він зростає.

В основу книги покладено дані, отримані в лабораторії гальванічних покриттів Інституту прикладної фізики АН MGCP і Галузевий лабораторії при кафедрі Ремонт машин КСГІ ім. У ній описуються електрохімічне поведінка заліза, властивості електролітів залізнення, структура і властивості залізних покриттів, прийоми попередньої підготовки поверхонь під нанесення покриттів, способи залізнення, шляхи інтенсифікації та вдосконалення електроосадження заліза і його сплавів.

В тому випадку, коли поверхню металу після анодної обробки та промивки знаходиться в стані електрохімічної активності (значення потенціалу досягають величини потенціалу саморастворения), витримка без струму повинна бути зведена до мінімуму, так як вона призводить до корозії і вторинного накопичення шламу, що погіршує міцність зчеплення. Технологічна операція витримка без струму повинна розглядатися у взаємозв'язку температури електроліту і температури поверхні стали. При електроосадженні заліза в нестаціонарних режимах (проток, перемішування) витримка без струму також повинна бути зведена мінімуму, що пов'язано, мабуть, зі збільшенням швидкості корозії поверхні.

Матеріали, виготовлені з металевих порошків, в більшості випадків мають такими хорошими властивостями, що їх промисловий розвиток представляє великий інтерес. Матеріал отримують шляхом електроосадження заліза або кобальту в ртутний катод, ртуть видаляють фільтрацією і магнітною сепарацією.

Для пояснення закономірностей протікання реакцій окислення 1ле (П) киснем у водних розчинах висловлюються різні гипот - (зи і припущення, однак єдиного погляду на механізм не суті -, ет. Більш детально механізми окислення заліза (П) у водних розчинах викладені в гл. Однак окислювально-відновні процеси А реальних умовах електроосадження заліза досліджені недостатньо. Більш глибоке розуміння фізико-хімічних перетворень, що відбуваються, в електролітах желеененія, пов'язане з вивченням термодинамічної і; кінетичної стійкості сістеш, хімічних рівноваг Fe /Ре з урахуванням основних закономірностей термодинамічної, хімічної та електрохімічної кінетики.

до першої відносять ті з них, які характеризуються малою катодного поляризацією, хоча при осадженні деяких металів (цинк, кадмій і ін.) спостерігається поляризація більш висока в порівнянні з концентраційного; ця додаткова поляризація називається перенапругою металу. до другої групи відносять процеси, що протікають з великою поляризацією і зі значно вищим перенапруженням, як наприклад, при електроосадженні заліза, нікелю, кобальту, а також металів, що входять до складу комплексних іонів.

Електролітичне железнение використовують в основному для підвищення поверхневої твердості і опору механічного зносу виробів. При певних умовах електролізу (висока щільність струму, висока температура, присутність в електроліті спеціальних добавок) можна отримувати опади заліза, по твердості рівні і навіть перевершують високовуглецеву сталь, що пояснюється, головним чином, структурними особливостями покриття. У зв'язку з цим процес електролітичного ж-лезненность часто називають осталиванием, хоча опади заліза майже не містять вуглецю. Останнім часом велика увага приділяється процесу електроосадження заліза з метою відновлення зношених частин машин, що застосовуються в сільському господарстві.

Анодом у всіх дослідах служила платинова пластинка площею 8 см2 катодом - пластинка з нікелевої фольги марки Н - О площею 2 см2 або з трансформаторного заліза при дослідженні електроосадження заліза.

Розанова і Катаєв[251]і Герішер і Міндт[252], Зробили такий висновок для реакції розчинення германію в кислих розчинах, що містять перекис водню. У роботі Герішера і Волл-Матес[253]передбачається хімічне розчинення арсеніду галію Ga-As в розчинах з перекисом водню і з бромом. Пенов, Косаківська, Ботнева, Андрєєва і Жук[256]на основі експериментальних результатів вважають, що хімічним розчиненню піддається не тільки залізо, але і нікель. Шваб і Зосімович[257]виявили, що при електроосадженні марганцю поряд з його виділенням відбувається і розчинення металу зі швидкістю, що не залежить від потенціалу. Автори[257]припустили, що розчинення марганцю відбувається за хімічним механізмом. ЛОВД[258]запропонував теорію для пояснення знайденого їм надлишкового розчинення алюмінію в кислих розчинах електролітів при анодної поляризації, засновану на уявленні про хімічний механізм цього процесу. Їм був зроблений і підтверджений висновок, що з ростом анодного струму внесок хімічної реакції в цей процес знижується. За даними Цветнова і Красілицікова[259], По хімічному механізму може розчинятися титан в сірчаної кислоти. Гільберт[260]при дослідженні електроосадження заліза на золотом катоді з сульфатних розчинів солей заліза виявив аномалії, що дозволили прийняти, що при дуже негативних потенціалах іони заліза розряджаються по тунельному механізму до ізольованих атомів, які, в свою чергу, розчиняються, причому анодний струм на процес розчинення не витрачає. Беркович[260а ], А також Махбубом і Іофа[261]підтвердили висновок про можливість розчинення заліза за хімічним механізмом.