ВПЛИВ УМОВ ЕЛЕКТРОЛІЗУ НА СКЛАД ЕЛЕКТРОЛІТИЧНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ ПОКРИТТІВ НА ОСНОВІ КОБАЛЬТУ

Автор(и)

  • Тетяна Олександрівна Ненастіна Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Ukraine https://orcid.org/0000-0001-6108-4023
  • Микола Дмитрович Сахненко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-5525-9525
  • Анатолій Володимирович Дженюк Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-6360-9425

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-0821.2023.02.08

Ключові слова:

кобальт, композиційне електролітичне покриття, електрохімічний синтез, тугоплавкі метали, частота, імпульсний режим, густина струму, вихід за струмом

Анотація

Електроосадження композитів та покриттів тугоплавкими металами з кобальтом дозволяє отримувати покриття з унікальним поєднанням фізико-хімічних властивостей, недосяжних при використанні інших методів нанесення. Однією з причин обмеженого використання електролітичного способу нанесення покриттів такими композитами є складність керування процесом. Властивості композитів і сплавів металів підгрупи заліза з тугоплавкими металами залежать не тільки від хімічного складу, тобто вмісту тугоплавкого компонента, але і умов осадження. Варіюванням складу електроліту в гальваностатичному режимі не вдається отримати якісні композиційні покриття с високим вмістом тугоплавких компонентів та виходом за струмом. Як альтернативу запропоновано використання імпульсного режиму електролізу, що дозволяє вдосконалити технологічний процес отримання композиційних покриттів та осаджувати покриття різного складу, а відповідно, і різних функціональних властивостей. Досліджено процес формування композиційних електролітичних покриттів на основі кобальту Co-W-ZrO2 в імпульсному режимі з дифосфатно-цитратного електроліту. Вивчено вплив густини струму, тривалості імпульсу та частоти на склад, морфологію поверхні та вихід за струмом композитів. Підвищення робочих густин струму приводить до зменшення вмісту тугоплавких металів в композиційних електролітичних покриттях та збільшення вмісту кисню. Отримані покриття вирізняються рівномірно розвиненою поверхнею без тріщин, що забезпечує високу адгезію. Встановлено, що розміри глобул на поверхні сплаву зменшуються зі збільшенням густини струму до 10 А/дм2. Управління складом гальванічних сплавів Co-W-ZrO2 в широкому діапазоні концентрацій сплавотвірних компонентів досягається варіюванням параметрів імпульсного електролізу, що дозволяє адаптувати технологію нанесення до потреб сучасного ринку.

Біографії авторів

Тетяна Олександрівна Ненастіна, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Доктор технічних наук, доцент, завідувач кафедри хімії та хімічної технології

Микола Дмитрович Сахненко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри фізичної хімії

Анатолій Володимирович Дженюк, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Доцент кафедри фізичної хімії

Посилання

Syntsaru N., Dikusar A., Cesiulis H., Celis J.-P., Bobanova Zh., Sidel’nikova S., Belevskii S., Yapontseva Yu., Bersirova O., Kublanovskii V. Tribological and corrosive characteristics of electrochemical coatings based on cobalt and iron superalloys // Powder Metall. Met. Ceram. 2009. Vol. 48. No. 7–8. P. 419–428. doi:10.1007/s11106-009-9150-7.

Sun S., Bairachna T., Podlaha E. J. Induced Codeposition Behavior of Electrodeposited NiMoW Alloys // J. Electrochem. Soc. 2013. Vol. 160. No. 10. Р. 434–440.

Yapontseva Y. S., Dikusar A. I., Kyblanovskii V.S. Study of the composition, corrosion, and catalytic properties of Co-W alloys electrodeposited from a citrate pyrophosphate electrolyte // J. Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2014. No. 50. P. 330–336. doi:10.3103/S1068375514040139.

Silkin S., Gotelyak A., Tsyntsaru N., Dikusar A. Size effect of microhardness of nanocrystalline Co-Wcoatings produced from citrate and gluconate solutions // J. Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2015. Vol. 51. P. 228‒234. doi:10.3103/S106837551503014X

Tsyntsaru, N., Cesiulis, H., Donten, M. Modern trend s in tungsten alloys electrodeposition with iron group metals // J. Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2012. Vol. 48. Р. 491–520. doi.org/10.3103/S1068375512060038

Cheng Wang, Hubert K. Bilan, Elizabeth J. Podlaha Electrodeposited Co-Mo-TiO2 Electrocatalysts for the Hydrogen Evolution Reaction // J. Electrochem. Soc. 2019.166 (10) F661-F669

Belevskii, S.S., Yushchenko, S.P. & Dikusar, A.I. Electrodeposition of nanocrystalline Co-W coatings from citrate electrolytes under conditions of controlled hydrodynamics: Part 1 Co electrodeposition // Surf. Engin. Appl.Electrochem. 2009. 45. Р 446–454. https://doi.org/10.3103/S1068375509060027

M.E. Elba, E.M. Abdel Rehim, R.A. Ashery. Synthesis and characterization of alkyd resin based on soybean oil and glycerin using zirconium octoate as catalyst // Int. J. Chem. Technol. 2018. 2 (1). Р.34-43

Zeng J., Lee J. Y. Effects of preparation conditions on performance of carbon-supported nanosize Pt-Co catalysts for methanol electro-oxidation under acidic conditions // J. Pover Sources. 2005. 140 (2), 268–273. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2004.08.022

Low C.T.J., Wills R.G.A., Walsh F.C. Electrodeposition of composite coatings containing nanoparticles in a metal deposit // Surf. Coat. Technol. 2006. Vol.201. P.371-383.

Danilov F. I., Sknar Yu. E., Amirulloeva N. V.,. Sknar I. V Kinetics of electrodeposition of Ni–ZrO2 nanocomposite coatings from methanesulfonate electrolytes // Journal of Electrochemistry. 2016. Vol. 52. Р. 494–499. DOI:10.1134/S1023193516050037.

Huang J. M., Li Y., Zhang G. F., Hou X. D., Deng D. W. Electroplating of Ni-ZrO2 nanocomposite coatings on 40CrNiMo7 alloy // Surface Engineering. 2013. Vol. 29. Р. 194–199. https://doi.org/10.1179/1743294412Y.0000000108

Yang F.Z., Ma Z.H., Huang L. et al. Electrodeposition and Properties of Amorphous Ni-W-B Alloy before and after Heat Treatment // Chinese Journal of Chem. 2006. 24(1). Р. 114–118.

Eliaz N., Gileadi E. Induced Codeposition of Alloys of Tungsten, Molybdenum and Rhenium with Transition Metals // Mod. Aspect Electroc. 2008. 42. Р. 191–30.

Esther P., Kennady J., Saravanan P., Venkataehalam T. Structural and Magnetic Properties of Electrodeposited Ni-Fe-W Thin Films // Journal of Non-Oxide Glasses. 2009. №3. P. 301  309.

Nenastina, Т.О., Ved, M.V., Sakhnenko, M.D. V. О. Proskurina, S. І. Zyubanova Corrosion Resistance of Composite Coatings Based on the Alloys of Cobalt With Refractory Metals // Materials Science. 2021. Vol. 57. No.1. P. 634-641. https://doi.org/10.1007/s11003-021-00475-9

Nenastina T. A., Ved’ M. V., Sakhnenko N. D., Proskurina V. O. Effect of Electrolysis Conditions on the Composition and Microhardness of Ternary Cobalt Alloy Coatings // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2021. Vol. 57. P. 59–66. https://doi.org/10.3103/S1068375521010099

Yar-Mukhamedova G., Sakhnenko N., Nenastina T. Electrodeposition and properties of binary and ternary cobalt alloys with molybdenum and tungsten // Applied Surface Science. 2018. № 445 Р. 298 – 307. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.03.171.

Nenastіna T. O., Ved M. V., Sahnenko M. D., Proskurіna V. O. Elektrohіmіchne formuvannya kompozitsіynih pokrittіv splavami kobaltu v іmpuіsnomu rezhimі // Vіsnik Natsіonalnogo tehnіchnogo unіversitetu "HPI". Serіya: Novі rіshennya v suchasnih tehnologіya. 2020. No 1(3). S.84–94.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-01-15