Исследование влияния добавок глицина на состав и структуру цинк-никелевых покрытий, осажденных из слабокислого электролита на латунь марки Л65

Abstract

На данный момент наибольшее применение в промышленности из-за своих уникальных свойств по сравнению с покрытиями чистыми металлами нашли покрытия различными электролитическими сплавами. Цинк-никелевые покрытия относятся к электролитическим покрытиям и, обладая рядом высоких эксплуатационных свойств, могут служить заменой покрытий из токсичных металлов, таких как кадмий. Но использование данных покрытий затруднено из-за сложности процессов, проходящих при электроосаждении. В настоящей работе исследовано влияние добавок глицина на состав и структуру цинк-никелевых покрытий, а также на выход по току вследствие снижения выделения водорода. В работе использованы два электролита, один из которых содержал добавку глицина. Химический состав электролитов контролировался методами бихроматометрического и комплексонометрического титрования. Валовый состав определяли с помощью электронного сканирующего микроскопа JEOL JSM–7001F. При осаждении из обоих электролитов, во всем интервале рабочих плотностей тока установлено, что цинк, являясь менее благородным металлом, осаждается предпочтительнее, чем никель. Данный процесс имеет название «аномальное» соосаждение. Для электролита без добавок установлено, что повышение плотности тока приводит к росту толщины покрытия, на содержание никеля и цинка повышение плотности тока практически не влияет. Анализ микрофотографий поверхностей осажденных покрытий показал, что при низких плотностях тока зерна имеют округлую форму, а при высоких - ограненную, и происходит образование кристалловидных поверхностей. Добавка глицина в электролит позволила увеличить диапазон рабочих плотностей тока. Скорости осаждения компонентов покрытия, рост его толщины аналогичны результатам осаждения в электролите без добавок, однако содержание никеля увеличивается из-за образования электрохимических активных комплексов никеля с глицином на никелевом аноде. Помимо этого, покрытия, осажденные из электролита с глицином, имеют повышенные декоративные свойства, связанные с тем, что глицин понижает выход водорода на поверхности осаждаемых пластин, и покрытия получаются с меньшим количеством дефектов. Now, coatings with various electrolytic alloys are in great demand in the industry due to their unique properties that is different for coatings with pure metals. Zinc Nickel coatings are electrolytic coatings and having a number of high performance properties, can serve as a replacement for toxic metals coatings, such as cadmium. Nevertheless, the use of these coatings is restricted because of the complexity of electrodeposition processes. In this paper, the influence of glycine additives on the composition and structure of Zinc-Nickel coatings, as well as on the current output due to a decrease in hydrogen production, is investigated. Two types of electrolyte are used in the research; the chemical composition of electrolytes was controlled by bichromatometric and complexometric titration methods. The chemical composition of electrolyte was determined using a scanning electron microscope JEOL JSM-6460LV. In the whole range of operating current densities, during deposition from both electrolytes, it was found that zinc, being a less noble metal, is precipitated more preferably than Nickel. This process is called “abnormal co-deposition”. The analysis of microphotographs of the deposited coating surfaces showed that at low current densities the grains have a rounded shape, and at high ones they are faceted, and crystal-like surfaces are formed. The addition of glycine to electrolyte allowed increasing the range of operating current densities. The deposition rate of the coating components and the growth of its thickness are similar to the results of deposition in electrolyte. However, the Nickel content increases due to the formation of electrochemical active complexes of Nickel with glycine on the Nickel anode. In addition, the coatings deposited from electrolyte have increased decorative properties due to the fact that glycine lowers the yield of hydrogen on the surface of deposited plates, and the coatings are obtained with the least number of defects.