Издаётся с 1992 года
ISSN 0869-5326

ГАЛЬВАНОТЕХНИКА И ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ

Официальный сайт журнала

www.galvanotehnika.info

   О журнале   Подписка   Содержание   Практические Материалы   Рекламодателям   

 
Гальванотехника и обработка поверхности №3 за 2020


Содержание журналов:

 

Выпуск № 3 за 2020 год


     Российское общество гальванотехников и специалистов в области обработки поверхности

Содержание журнала №2 за 2020 год

Информация о статье:

DOI10.47188/0869-5326_2020_28_2_39
Раздел/SectionЭлектроосаждение металлов и сплавовElectroplating of metals and alloys
Заглавие/Title

Получение никелевых осадков с высокоразвитой поверхностью в условиях импульсного электролиза

Formation nickel deposits with large thru surface area by pulsing electrodeposition

Авторы/AuthorsН.И. Останин, Т.Н. Останина, Н.А. Мерзляков, В.С. Никитин, В.М. Рудой, Т.А. КулошвилиN.I. Ostanin, T.N. Ostanina, N.A. Merzlyakov, V.S. Nikitin, V.M. Rudoy, T.A. Kuloshvili
Страницы/Pages39-48
Ключевые слова
Keywords
никель, дендритные осадки, импульсный электролиз, перенапряжение, выделение водорода, выделение кислорода, nickel, dendritic deposits, pulsing electrolysis, overvoltage, hydrogen evolution, oxygen evolution
Аннотация
Description
Исследовано влияние параметров двухимпульсного режима электролиза на процесс электроосаждения пористых дендритных осадков никеля из электролита состава, г/л: NiSO4•7H2O - 57,4; NaCl - 200; NH4Cl - 50, рН=4,8. Для выбора параметров электролиза получена катодная поляризационная кривая (рис. 1) и проведены исследования с помощью метода хронопотенциометрии при постоянном токе. Величина тока нечетных импульсов (iос), во время которых происходило осаждение дендритного осадка, превышала предельный ток в 2,5-3,5 раза, а ток четных импульсов (iзак) закрепления осадка был в 2 раза меньше. Время импульсов осаждения дендритного осадка больше переходного времени. Смещение потенциала в область положительных значений при увеличении количества импульсов (рис. 2) свидетельствует о том, что реальная плотность тока в процессе электролиза становится меньше из-за развития поверхности, но остается достаточно высокой для зарождения новых дендритов. Осаждение никеля в условиях кинетического контроля в период четных импульсов способствовало закреплению дендритов на поверхности подложки. Получены пористые осадки никеля, прочно сцепленные с основой, в импульсных режимах iос/iзак 500/100; 600/100 и 700/100 А/м2, при времени импульса осаждения tос = 5-6 с и времени импульса закрепления дендритов tзак = 3 с (рис. 3). Определены площади поверхности дендритных осадков никеля (таблица 1) с помощью метода импедансной спектроскопии. Существенное влияние на величину поверхности и свойства осадков оказывает величина тока и продолжительность импульсов. Перенапряжение процессов выделения водорода и кислорода на образцах с дендритными осадками никеля оценивали по катодным и анодным поляризационным кривым (рис. 6) в растворе 6 моль/л KOH. Участки поляризационных кривых в области токов, близких к условиям, используемым в промышленности, в полулогарифмических координатах представлены на рис. 6А, Б. Полученные результаты показали, что при плотности тока 3000 А/м2 перенапряжение выделения водорода на никелевых электродах с дендритной поверхностью на 190-330 мВ меньше, а выделения кислорода на 170-280 мВ меньше, чем на гладком никеле. Высказано предположение, что отсутствие корреляции между площадью поверхности дендритных осадков и снижением перенапряжения катодного и анодного процессов связано с тем, что при увеличении толщины дендритного слоя большую роль начинает играть структура пористого слоя и экранирование поверхности пузырьками газа.The effect of the parameters of the two-pulse electrolysis on the process of electrodeposition of porous nickel dendritic deposits was investigated from the electrolyte, g/l: NiSO4•7H2O - 57.4; NaCl - 200; NH4Cl - 50, pH = 4.8. Cathodic polarization curve was obtained (Fig. 1) in order to determine the parameters of the electrolysis, and studies were carried out using the method of chronopotentiometry at constant current. Current of odd pulses (idep), during which the dendritic deposit was formed, exceeded the limiting current by 2.5-3.5 times, and the current of even pulses (ifix) for fixing the deposit was 2 times smaller than the limit current. The time of the dendritic electrodeposition pulses was longer than the transition time. The potential’s shift to the positive values with increasing number of pulses (Fig. 2) indicates that the real current density in the electrolysis process becomes smaller due to surface development, but remains high enough for the emergence of new dendrites. Nickel deposition under kinetic control during even pulses contributed to the fixation of dendrites on the substrate surface. Porous nickel deposits strongly bonded to the base were obtained in the pulse modes idep/ifix= 500/100; 600/100 and 700/100 A/m2, at the time of the deposition pulse tdep = 5-6 s and the time of the dendrite fixation pulse tfix = 3 s (Fig. 3). Surface areas of nickel dendritic deposits were determined (Table 1) using the method of impedance spectroscopy. The current value and pulse duration have a significant effect on the surface size and deposits properties. The overvoltage of hydrogen and oxygen evolution processes on samples with nickel dendritic deposits was estimated by the cathodic and anodic polarization curves (Fig. 6) in a solution of 6 M KOH. Sections of polarization curves in the area of currents close to the industrial conditions are shown in semi-logarithmic coordinates in Fig. 6 A, B. The results obtained showed that at the current density of 3000 A/m2, the overvoltage of hydrogen evolution on nickel electrodes with a dendritic surface is 190-330 mV smaller, and oxygen evolution is 170-280 mV smaller than that on a smooth nickel. It is suggested that the lack of correlation between the surface area of dendritic deposits and the reduction of cathodic and anodic overvoltage is due to the fact that a higher thickness of the dendritic layer, the structure of the porous layer and the shielding of the surface by gas bubbles starts to play an important role.
Ссылка на
Link for citation
Текст/Texthttp://elibrary.ru/item.asp?id=42949484

 

Журнал «Гальванотехника и обработка поверхности», © 2008–2020