Способ электролитического осаждения никелевых покрытий с включением оксидов титана

 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к получению композиционных покрытий на основе никеля с включением оксидов титана. Цель изобретения - повышение содержания оксидов титана, их равномерное распределение и повышение коррозионной стойкости покрытий. Осаждение осуществляют из водного электролита, содержащего 150-200 г/л двухлористого никеля и 200-300 мл/л 15%-ного раствора треххлористого титана, в импульсном потенциостатическом режиме. При этом амплитуда импульсов составляет (-1200)-(-1500) мВ и продолжительность 10-30 мс, что обеспечивает возникновение гармонически затухающих колебаний анодного тока во время паузы, длительность которой равна времени полного затухания колебаний тока. Величина потенциала во время паузы равна потенциалу коррозии материала катода. В результате указанного выше режима количество оксида титана, образующегося в приэлектродном слое и захватываемого разрежающимися ионами никеля, увеличивается. При этом имеет место равномерное распределение их в покрытии и соответственно повышение коррозионной стойкости покрытия. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% Ш) (51)5 С 25 D 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4308861/23-02 (22) 27.08.87 (46) 23.02.90. Бюл. 11 7 (75) И.А.Гроза (BU) и Диетер

Ландольт (СН) (53) 621,357.7."669.284 (088.8) (56) Сайфуллин Р.С. Неорганические композиционные материалы. М.: Химия, 1983, с. 167-169, 222-224.

Авторское свидетельство СССР

У 184092, кл, С 25 D 3/56, 1963. (54 ) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО

ОСАЖДЕНИЯ НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ С ВКЛ10ЧЕНИЕМ ОКСИДОВ ТИТАНА (57)Изобретение относится к гальвано- стегии, в частности к получению ком" позиционных покрытий на основе инке ля с включением оксидов титана. Цель изобретения — повышение содержания оксидов титана, их равномерное распределение и повышение коррозионной стойкости покрытий. Осаждение осуИзобретение относится к гальваностегии, в частности к получению композиционных покрытий на основе нике" ля с включением оксидов титана, Цель изобретения — повышение содержания оксидов титана в покрытии, их равномерное распределение и повышение коррозионной стойкости покрытий 4

Осаждение покрытий осуществляют из электролита, содержащего:

Двуххлористый никель, г 150-200

2 ществляют из водного электролита, со держащего 150-200 г/л двуххлористого никеля и 200-300 мл/л 15Х-ного раствора треххлористого титана, в импульсном потенциостатическом режиме. При этом амплитуда импульсов составляет (-1200)+(-1500) мВ и продолжительность 10-30 мс, что обеспечивает возникновение гармонически затухающих колебаний аиодного токВ во время паузы, длительность которой равна времени полного затухания колебаний тока, Величина потенциала во время паузы равна потенциалу коррозии материала катода. В результате указанного режима количество оксида титана, образующегося в прнэлектродном слое и захватываемого разрежающимися ионом никеля,"увеличивается, При этом имеет место равномерное распределение их в покрытии и соответствен.но повышение корроэионной стойкости покрыт ия, 1 ил,, 1 табл .

Треххлористый титан (15X-ный раствор), мл 200-300

Вода, л До 1.

Злектролит готовят растворением двуххлористого никеля в воде, после чего к нему добавляют треххлористый титан. При использовании предлагаемых концентраций компонентов электролит обладает наибольшей удельной электропроводностью, В процессе электролиза; в прикатодном слое вследствие его подщелачивания

1544846

Ь оисходит образование оксидов-гнцроксидов титана, и на катоде титан осаждается не в виде металлической фазы, а в виде оксидов и гидроксидов, в реЗультате чего формируется композицион ное покрытие на никелевой основе с: . включением укаэанных соединений титана.: Пви этом процесс осуществляют в импульсном потенциостатическом режиме 10

При длительности импульса потенциала (P-3P мс и амплитуде (-1200) (-1500)мВ обеспечивающей гармонические затухающие колебания анодного тока во время паузы, длительность которой раина вре-15 кени полного затухания колебаний анодцого тока. При этом электролит указан ого состава обладает максимальной удельной электропроводностью, и окси-. ды титана образуются за счет подщела" ъ0 ( чивания прикатодного слоя, Использование импульсов с длитель- ностью менее 10 мс приводит к сниже- нию толщины покрытий и к снижению содержания частиц оксида титана в покры 25 тии. Увеличение длительности импульсов более 30 мс приводит к нестабильности процесса электроосаждения и, ;как следствие, к неравномерному рас1

;пределению оксидов титана в никелевой 30 матрице. Амплитудное значение потенциала рабочего импульса по отношению

I к хлорсеребряному электроду сравнения составляет (-1200)- (-1500) мВ.

Подача на катод импульсов потенциала указанных значений обеспечивает гармонические затухаюшие колебания анодного тока во время пауз,плительность которых равна времени полного затухания тока, Величина потенциала во время паузы равна потенциалу коррозии материала катода (Е ),,За время паузы устанавливается равновесие в прикатодном слое, т„е. ток становится Равным нУлю, При отсутствии ко 45 лебаний тока и апериодическом его затухании происходит растворение вновь осажденного покрытия. В случае величин потенциалов менее -1200 мВ на катоде происходит преимущественное выделение водорода, и покрытия получают50 ся несплошными с макропорами. Увеличение потенциала более -1500 мВ приводит к исчезновению гармонических колебаний тока во время паузы и к уменьшенмо толщины покрытия и содержания частиц оксида титана в нем. При этом в результате импульса потенциостати,ческого режима количество частиц оксида - гидроксида титаиа возрастает благодаря резкому возрастанию тока в начале подачи импульса потенциала.

Ионы никеля, разряжаясь на катоде, захватывают частицы оксида, в результ тате чего на катоде формируется композиционное покрытие.

На чертеже представлен график изменения плотности тока во времени (a)> и график изменения потенциала во времени (б), причем t< — длительность импульса, Ф вЂ” длительность паузы, Ф вЂ” интервал времени нопного затуха . ния анодного тока, Š— потенциал коррозии материала катода, Пример, Проводят осаждение покрытия на подложки из меди, титана, никеля размером 1011 «0,1 см, которые предварительно травят в любом известном травителе для соответствующего металла и затем промывают в дистиллированной воде.

Электролит готовят растворением

200 r двуххлористого никеля в 1 л во. ды и добавлением к нему 300 мп 15Хного водного раствора тр,еххлористого титана. Полученный электролйт облада-. ет максимальной рассеивающей способностью. Анод выполнен из никеля или титана, Процесс электролитического ..:. осаждения проводят в потенцностатическом импульсном режиме. Режимы процесса и получейные результаты приведены в таблице.

Как видно из приведенных в таблице данныХ, предлагаемый способ обеспечивает получение никелевых покрытий с повышенным. содержанием в них равномерно распределенных OKHc HbIx включений и йовышенной коррозионной стойкостью.

Формула изобретения !

Способ электролитического осаждения никелевых покрытий с включением оксидов титана иэ электролита, содержащего двуххлористый никель, титан и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения содержания оксидов титана в покрытии„ их равномерного распределения и повышения кор" розионной стойкости покрытий, процесс осуществляют в импульсном потенциостатическом режиме при длнтепьности импульсов. потенциала !0-30 мс и амплитуде (-1200)-.(-1500)мВ, обеспе,чивающей. гармонические затухающие колебания анодного тока во время паузы, длительность которой равна времени полного затухания колебаний анрд ного тока, причем электролит содержит титан в виде треххлористого тнСос тая электролита, ракгег н сеойстеа 2 3 4 5 6 7 В покрытия

200 200

200 50

200 200 200

200

200 зоо зоо

ЗОО ЗОО 200 ЗОО ЗОЕ

300 3ОО

ЭОО 3ОО 3ОО

240 о,в г40 240 о ° ов

0,5

240 о,в

1ЕО о,в

240 о,в

240 о,в

240 о,в

О.в

240 о,в

240 о,е

240 240

o,â o,в

-1400 -1 400 -1 400 -! 400 -1500

-1400 "! 520 -1400 -1400 "1400 -1400

-1400 -1180 -1 200

20 ° 20 20 . 10 I o

Пост. 2Е тон

3О

20 20

2О

Длительность патам ° мс

О<с,44, 41сс, с!, ст сь

Наличиа колебаний тока sa ерема пауки!

I5

1О

1О, 1Е

15:

10!

lO

+ ь,+

1,4 1,1

53!.г! зе

Соде!агапия оксяда титана, мас 2 о

7,4

O . 6 3. 37

2 ° 7

11,2 42

I2 23

Скорость осандеюгн, мт/мтпг. сн о

3,!

3,В

160!.6 4,1, ВО !78

1,зз 1,г

55 4О

0,6

2,6

Oi7

1,з

60 гг!

1 ° 2 1,8

30 85

Тогеаяяа покрытия, нкм О

110

120

164

126,2 31,2 132! 6 3 380 363ьS Зег 17

17,4 15

127

148

73О

760

660 240

640 647

660

690 743

678 730 о) И7

Составитель Л.Казакова

Техред! Л.Олийнык .

Корректор, С.йекмар

Редактор Н.Яцола

Заказ 473 Тира7н 541 Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.уд!город, ул. Гагарина, 101

HiC1 6Н О, т/л zoo

TiC1э(!52-яый рас,.твор), гег/л о ! Удельная электропроеодность электролита, нСнм/сн 90 . рв электролита 4,4

Потенциал рабочего геетульса, ке -1400

Длитель нос ть рабочего геглульса zo

Ворроэноняан стой-r кость покрытий е Н

НаОН при плотяостн анояног о тока 200 нА/мм

Потеяциал еыделаяия кислорода е 1 ННаОН лрнплотяости тока 200 мй/снк, кВ

1544846 6 тана при следующем соотношенйй комово» нентов:

Двуххлористый никель, г 150-200

Треххлористый титан (15X-ный раствор)9 мп 200-300

Вода, л До 1.