Исследование влияния состава раствора на свойства образующегося покрытия Рентгенографические исследования

Содержание

• Цель работы

• Задачи работы

• Свойства покрытий никель-фосфор

• Области применения покрытий Ni-P

• Исследование влияния состава раствора на свойства образующегося покрытия

• Рентгенографические исследования

• Исследование морфологии поверхности

• Выводы

• Результаты проведенных исследований

Цель работы

• Изучение основных характеристик процессов химического и электрохимического осаждения покрытий никель-фосфор, выявление взаимосвязи между составом раствора, структурой получаемых покрытий и их свойствами.

Задачи работы

• 1. Определить границы применимости химического способа получения покрытий никель-фосфор.

• 2. Предложить составы растворов для электрохимического способа получения покрытий и установить оптимальные режимы их работы (плотность тока, температура, рН).

• 3. Установить влияние количественного состава покрытия на его фазовый состав.

• 4. Установить влияние структуры покрытия (морфологии его поверхности, фазового состава) на его электрические, механические и коррозионные свойства.

Высокие

• Высокие

• коррозионная стойкость
• износостойкость
• твердость

• Низкое удельное сопротивление (около 50 мкОм·см)

Авиационная промышленность 9,4

• Авиационная промышленность 9,4

• Автомобильная промышленность 9,1

• Машиностроение 7,8

• Компьютеры 6,2

• Атомная промышленность 5,1

• Текстильная промышленность 4,7

• Производство насосов 4,3

• Производство пластмасс 4,1

«Кислый» «Щелочной»

• «Кислый» «Щелочной»

• Т = 88-92 °С Т= 78-88 °С

«Кислый» раствор «Щелочной» раствор

• «Кислый» раствор «Щелочной» раствор

• необходимо поддерживать высокую температуру процесса

• растворы нестабильны во времени - можно использовать до 5 раз

• Растворы содержат дорогие органические добавки

«Сульфатный» «Сульфаматный»

• «Сульфатный» «Сульфаматный»

• ik=1-5, Т=25-65 °С, рН=2,5 ik=1-8, Т=55 °С, рН=1-2

для сульфатного (1) и сульфаматного (2) растворов

• для сульфатного (1) и сульфаматного (2) растворов

Для сульфаматного раствора

• Для сульфаматного раствора

для сульфатного (1) и сульфаматного (2) растворов

• для сульфатного (1) и сульфаматного (2) растворов

• Фрагменты рентгенограмм (СоК) поверхностных слоев покрытий Ni-Р, с разным содержанием фосфора, ат.%: а – 0; б - 6; в - 9; д - 16

• Фрагменты рентгенограмм (СоК) поверхностных слоев покрытий Ni-Р после прогрева при 300 °С в течение 1ч с разным содержанием фосфора, ат.%: а - 6; б – 9; в - 16

Зависимость микротвердости покрытий Ni-Р от содержания в них фосфора (1) без прогрева, (2) после прогрева при 300 °С в течение 1 ч

• Зависимость микротвердости покрытий Ni-Р от содержания в них фосфора (1) без прогрева, (2) после прогрева при 300 °С в течение 1 ч

Оптимальными условиями осаждения покрытия Ni-P являются:

• Оптимальными условиями осаждения покрытия Ni-P являются:

• из сульфатного электролита

• концентрация фосфористой кислоты - 13÷18 г/л
• рН раствора - 2÷2,5
• катодная плотность тока - 4÷5 А/дм2
• температура - 55÷65 °С.

• из сульфаматного электролита

• рН раствора 1,5÷1,7
• концентрация фосфористой кислоты - 5÷10 г/л
• катодная плотность тока - 4÷5 А/дм2
• Температура - 50÷60 °С.

При содержании фосфора 4÷6 ат.% покрытия поликристаллические и представляют собой твердый раствор фосфора в ГЦК-решетке никеля; в интервале концентрации фосфора до 9 ат. % – покрытия аморфно-кристаллические, при содержании фосфора более 9 ат.% – рентгеноаморфные

• При содержании фосфора 4÷6 ат.% покрытия поликристаллические и представляют собой твердый раствор фосфора в ГЦК-решетке никеля; в интервале концентрации фосфора до 9 ат. % – покрытия аморфно-кристаллические, при содержании фосфора более 9 ат.% – рентгеноаморфные

• Покрытия Ni-P с малым содержанием фосфора (5÷6 ат.%) имеют большую микротвердость (6,5 ГПа), чем покрытие чистого никеля (4,2 ГПа). При дальнейшем увеличением содержания фосфора в сплаве микротвердость покрытий уменьшается. Прогрев покрытия при 300 °С приводит к значительному увеличению их микротвердости (до 8,5 ГПа)