Влияние смещения стационарного потенциала алюминиевой поверхности на свойства никель-фосфорных покрытий

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью совершенствования уже известных методов нанесения химических покрытий. К настоящему времени, несмотря на многочисленные исследования и практическое применение, процесс химического никелирования остается неидеальным. Небольшая скорость осаждения никеля, высокий расход компонентов раствора, а также сложность проведения процесса нанесения не способствуют повсеместному применению химического никелирования. В то же время получаемые химическим способом покрытия значительно отличаются от тех, что получают электрохимическим способом: обладают ценными свойствами. Предложенный способ интенсификации за счет совмещения процессов нанесения никеля химическим и электрохимическим способами способен увеличить скорость осаждения покрытий, а также позволяет влиять на их состав и механические свойства. Цель: повышение скорости химического никелирования путем наложения при осаждении отрицательного электрического потенциала на алюминиевую подложку, с предварительно нанесенным тонким слоем химически осажденного никеля, для сокращения времени проведения процесса. Объект: никелевые покрытия на алюминиевой подложке из сплава марки Д16Т. Методы: потенциодинамический, сканирующая электронная микроскопия, энергодисперсионный анализ, микротвердость, скретч-тест, профилометрия. Результаты. Осуществлено совместное соосаждение химического и электрохимического никеля на алюминиевую подложку наложением на нее отрицательного электрического потенциала. Определено содержание фосфора в покрытиях в зависимости от смещения стационарного потенциала поверхности. Изучены физико-химические характеристики полученных покрытий: шероховатость, адгезия, твердость. Установлено, что небольшое смещение стационарного потенциала поверхности в катодную область позволяет получать никель-фосфорные покрытия, содержащие меньшее количество фосфора, но превосходящие по свойствам химическое покрытие.

The relevance of the research is caused by the need to improve the already known methods of electroless coating deposition. To date, despite numerous studies and practical applications, the process of chemical nickel plating remains imperfect. The low nickel deposition rate, the high consumption of the solution components, and the complexity of the deposition do not contribute to the widespread use of chemical nickel plating. At the same time, chemically deposited coatings are significantly different from the electrochemical: they possess valuable properties. The presented technique of intensification due to the combination of nickel deposition processes by electroless and electrochemical methods is able to increase the deposition rate of the coatings, and also allows influencing their composition and mechanical properties. The main aim of the research is to increase the rate of electroless nickel plating by application of a negative electric potential on aluminium substrate, with a thin layer of chemically predeposited nickel to reduce the time of the process. Objects: nickel coatings on an aluminium substrate made of alloy grade D16T. Methods: potentiodynamic, scanning electron microscopy, energy dispersive analysis, microhardness, scratch test, profilometry. Results. Сo-deposition of electroless and electrochemical nickel on an aluminium substrate was carried out with the negative electric potential shift. The dependence of phosphorus content in the coatings on the surface stationary potential shift was determined. The physicochemical characteristics of the obtained coatings were studied. It was established that a small shift of the surface stationary potential to the cathode region allows obtaining nickel-phosphorus coatings containing a smaller amount of phosphorus, but superior in properties to an electroless coating.