Електрохімічне осадження сплаву кобальту
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2021.03.08Ключові слова:
електролітичне покриття, сплави кобальту, густина струму, вихід за струмом, мікротвердість, ванадійАнотація
Електроосадження сплавів кобальту з тугоплавкими металами дозволяє отримувати покриття з унікальним поєднанням фізико-хімічних властивостей, недосяжних при використанні інших методів нанесення. Для осадження якісних покриттів сплавом кобальт - ванадій запропоновано використання цитратного електроліту. Покриття Co-V осаджували на сталеві зразки з цитратного електроліту при температурі 35-40 °С і густині струму 6-12 А/дм 2, використовуючи кобальтові розчинні аноди. Вміст ванадію у покритті, осадженого при концентрації ліганда 0,3 моль/дм3, становить 0,1-0,5 мас.%. Підвищення концентрації ліганда до 0,4 моль/дм3 сприяє зв’язуванню кобальту в комплекси, а відповідно, вміст ванадію у покритті зростає до 0,6-1,2 мас.%. Причому тенденція зміни відсотку легувальних елементів з густиною струму зберігається. Осадженні покриття щільні, блискучі, без внутрішніх напружень і тріщин. Запропоновано склади електролітів і режими осадження покриттів Co-V з вмістом ванадію до 1,5 мас.% та виходом за струмом 50 %. Встановлено, що покриття Co-V відрізняються підвищеним вмістом вуглецю і являють собою тверді розчини заміщення, а морфологія поверхні отриманих покриттів істотно залежить від густини струму і змінюється від дрібнокристалічної до глобулярної сфероїдної. Оптимальною густиною струму для отримання якісних покриттів сплавом кобальту в гальваностатичному режимі є ік = 10 А/дм2. Управління складом гальванічних сплавів кобальту в досить широкому діапазоні концентрацій сплавотвірних компонентів досягається варіюванням параметрів електролізу, що дозволяє адаптувати технологію нанесення до потреб сучасного ринку
Посилання
Jiang Tsynsaru N., Cesiulis H., Donten M., Sort J., Pellicer E., Podlaha-Murphy E. Modern trends in tungsten alloys electrodeposition with iron group metals. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 2012, no. 48, pp. 491–520.
Tsyntsaru N., Dikusar A., Cesiulis H. Tribological and Corrosive Characteristics of Electrochemical Coatings Based on Cobalt and Iron Superalloys. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 2009, no. 48, pp. 419–428.
Yar-Mukhamedova G., Ved’ M., Sakhnenko N., Nenastina T. Electrodeposition and properties of binary and ternary cobalt alloys with molybdenum and tungsten. Applied Surface Science, 2018, no. 445, pp. 298–307, doi: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.03.171.
Nenastina T. A., Ved’ M. V., Proskurina V. O., Zyubanova S. I. Electrochemical deposition of Co-Mo-W and Co-Mo-Zr coatings from complex electrolytes. Promising Materials and Processes in Applied Electrochemistry, Kyiv, KNUTD 2019, pp. 60–66.
Sakhnenko M. D., Ved’ M. V., Ermolenko I. Yu. et al. Design, Synthesis, and Diagnostics of Functional Galvanic Coatings Made of Multicomponent Alloys. Materials Scitnce, 2017, vol. 53, no 5, pp. 680–686, doi: https://doi.org/10.1007/s11003-017-0009-7.
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, vol. 50, pp. 330–337, doi: 10.3103/S1068375514040139.
Gomez E., Pellicer E., Vallès E. Influence of the bath composition and the pH on the induced cobalt-molybdenum electrodeposition. J. Electroanalytical Chemistry, 2003, vol. 556, pp. 137–145, doi: 10.1016/S0022-0728(03)00339-5.
Prasad S., Marinho F.A., Santana F.S.M. Control and optimization of baths for electrodeposition of Co-Mo-B amorphous alloys. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 2000, vol.17, no. 4–7, pp. 423–432, doi: 10.1590/S0104-66322000000400007.
Gomez E., Pellicer E., Alcobe X., Valles E. Properties of Co–Mo coating obtained by electrodeposition at pH 6.6. J. Solid State Eletrochemistry, 2004, vol. 8, pp. 497–504, doi: 10.1007/s10008-004-0495-z.
Gala J., Małachowski A., Nawrat G. Electrolytic nickel-molybdenum-vanadium alloy coatings as a material with a decreased hydrogen overvoltage. Journal of Applied Electrochemistry, 1983, Vol. 14, Iss. 2, pp. 221–230.
Yang Y.-F., Deng B., Wen Z.-H. Preparation of Ni-Co Alloy Foils by Electrodeposition. Advances in Chemical Engineering and Science, 2011, Vol. 1, no. 2, pp. 27–32.
Herraiz-Cardona I., Ortega E, Garcia Anton J., Perez-Herranz V. Assessment of the roughness factor effect and the intrinsic catalytic activity for hydrogen evolution reaction on Ni-based electrodeposits. Int. J. Hydrogen, 2011, Vol. 36, Iss. 16, pp. 9428–9438.
Kaninski M. P. M., Stojic D. L., Saponjic D. P. et al Comparison of different electrode materials – Energy requirements in the electrolytic hydrogen evolution process. J. Power Sources, 2006, Vol. 157, Iss. 2,pp. 758–764.
14.Kozin L. F., Volkov S. V. Sovremennaya energetika i ekologiya. Problemy i perspektivy [Modern energy and ecology. Problems and prospects]. Kyiv: Naukova Dumka, 2006, 772 p.
Shen T. F. R., Lai M. H., Yang T. C. K. et al. Photocatalytic production of hydrogen by vanadium oxides under visible light irradiation. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 2012, Vol. 43, Iss. 1, pp. 95–101.
Herraiz-Cardona I., Ortega E., GarciaAnton J, Perez-Herranz V. Assessment of the roughness factor effect and the intrinsic catalytic activity for hydrogen evolution reaction on Ni-based electrodeposits. Int. J. Hydrogen, 2011, Vol. 36, Iss. 16, pp. 9428–9438.
17.Kaninski M. P. M., Stojic, D. L., Saponjic D. P. et al. Comparison of different electrode materials – Energy requirements in the electrolytic hydrogen evolution process. J. Power Sources, 2006, Vol. 157, Iss. 2, pp. 758–764.
Nenastina T. A., 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, no. 57 (1), pp. 59–66.
Yar-Mukhamedova G., Sakhnenko N., Koziar M. Ternary cobalt-molybdenum-zirconium coatings for alternative energies. Applied Surface Science. 2017, no. 421, pp. 68–76. doi:10.1016/j.apsusc.2017.01.196.
Mikhailov I. F., Baturin A. A., Mikhailov A. I., Fomina L. P. Perspectives of development of X-ray analysis for material composition. Functional materials, 2016, no. 1, pp. 5–14.
Mironov V. L. Osnovy skaniruyushchey zondovoy mikroskopii. [The basics of scanning probe microscopy]. Moscow: Tekhnosfera, 2005, 144 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Тетяна Ненастіна, Микола Сахненко , Валерія Проскурина , Алла Корогодська , Наталя Горохівська
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
