Бакалавр
Дипломные и курсовые на заказ

Разработка безаммонийного слабокислого электролита цинкования

Диссертация: Разработка безаммонийного слабокислого электролита цинкования
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Высокая концентрация в электролитах ионов аммония значительно затрудняет очистку сточных вод гальванических производств, а высокая концентрация ионов хлора приводит к ускоренной коррозии основного и вспомогательного оборудования. Кроме того, большинство рецептур растворов, содержит в качестве буферирующей добавки токсичное веществоборную кислоту. Установлено, что введение в слабокислый электролит… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
    • 1. 1. Общая характеристика процессов гальванического цинкования
    • 1. 2. Слабокислые электролиты цинкования
    • 1. 3. Применение метансульфокислоты в гальванотехнике
  • Глава 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
    • 2. 1. Приготовление электролитов
    • 2. 2. Исследование устойчивости эмульсии блескообразующей добавки
    • 2. 3. Подготовка поверхности образцов перед нанесением покрытий
    • 2. 4. Расчет выход по току металла и средней толщины покрытия
    • 2. 5. Исследование рассеивающей способности
    • 2. 6. Определение качества покрытий
    • 2. 7. Определение электропроводности электролитов
    • 2. 8. Определение буферной емкости рН-метрическим титрованием
    • 2. 9. Поляризационные измерения
    • 2. 10. Изготовление поперечных микрошлифов осадков
    • 2. 11. Исследование расхода блескообразующей добавки
  • Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
    • 3. 1. Исследование стабильности эмульсии блескообразующих добавок в слабокислых электролитов цинкования
    • 3. 2. Исследование буферных свойств электролита
    • 3. 3. Исследование влияния состава электролита
    • 0. на его технологические характеристики
      • 3. 4. Изучение электропроводности электролита
      • 3. 5. Поляризационные измерения
      • 3. 6. Изучение влияния температуры и перемешивания на процесс электроосаждения цинка
      • 3. 7. Изучение возможности интенсификации процесса осаждения цинковых покрытий
      • 3. 8. Исследование анодного процесса
      • 3. 9. Исследование расхода блескообразующей добавки
  • ВЫВОДЫ

Разработка безаммонийного слабокислого электролита цинкования (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Электрохимические процессы нанесения защитных цинковых покрытий составляют в настоящее время около 50−60% от общего объема гальванических производств, как по площади обрабатываемой поверхности, так и объему используемых электролитов. Электроосаждение цинка проводится, как правило, из цианидных, щелочных цинкатных или слабокислых электролитов. Широкое применение в промышленности России и других стран слабокислых электролитов цинкования обусловлено возможностью получения высококачественных блестящих осадков с низкой степенью наводо-раживаемости стальных деталей, а также прочным сцеплением покрытий с деталями из чугуна и других литейных сплавов. До настоящего времени слабокислые электролиты цинкования имеют ряд существенных недостатков. Повышение температуры большинства электролитов до приводит к частичному или полному разрушению эмульсий (блескообразую-щих добавок) и, как следствие, резкому ухудшению качества покрытий во всем диапазоне плотностей тока, снижению рассеивающей способности.

Высокая концентрация в электролитах ионов аммония значительно затрудняет очистку сточных вод гальванических производств, а высокая концентрация ионов хлора приводит к ускоренной коррозии основного и вспомогательного оборудования. Кроме того, большинство рецептур растворов, содержит в качестве буферирующей добавки токсичное веществоборную кислоту.

Целью настоящей работы является разработка слабокислого электролита цинкования, не содержащего ионы аммония, позволяющего получать покрытия с высокими декоративными свойствами в широком интервале температур.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

выводы.

1. Проведены исследования температурной устойчивости блескообра-* зующих добавок (эмульсий) в зависимости от природы и концентрации ионов, входящих в различные составы слабокислых электролитов цинкования. Показано, что основной причиной низкой (30−3 5°С) температуры разрушения эмульсий в известных электролитах, является высокая (2,7−3,7 моль/л) концентрация хлоридов калия или аммония.

2. Установлено, что введение в электролит цинкования натриевой соли метансульфоновой кислоты обеспечивает стабильность блескообразующих добавок и получение высококачественных покрытий при температуре до 50 °C.

3. Разработан состав слабокислого безаммонийного электролита цинкования, позволяющего наносить блестящие покрытия при температуре до 50 °C на детали в ваннах барабанного и подвесочного типов д 4. Показано, что в электролите цинкования на основе метансульфоната натрия, в отличие от хлоридных, блескообразующие добавки обладают выравнивающими свойствами, которые сохраняются при повышенных температурах.

5. Установлено, что интенсивное перемешивание и повышение температуры электролита на основе метансульфоната натрия до 40−45 °С позволяет повысить допустимую катодную плотность тока до 20 А/дм и обеспечивает высокую скорость осаждения блестящих цинка покрытий — до 5 мкм/мин.

6. Установлено, что введение в слабокислый электролит цинкования уксусной или янтарной кислот значительно повышает его буферную емкость, по сравнению с борной кислотой. Применение уксусной или янтарной кислот обеспечивает эксплуатацию электролита без корректировки рН не менее 20 А*час/л.

7. Установлено, что, несмотря на сравнительно низкую удельную электропроводность электролита на основе метансульфоната натрия, его.

PCM практически соответствует РСМ хлоридных электролитов. Показано, высокое значение РСМ достигается за счет большей (почти в два раза) поляризуемости процесса восстановления цинка в диапазоне рабочих плотностей тока 0,5−3,0 А/дм, по сравнению с хлоридными электролитами.

8. Показано, что в электролите на основе метансульфоната натрия электрохимический расход блескообразующих добавок в 2−2,5 раза меньше, чем в хлоридных электролитах.

— /of.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Г. Н., Кудрявцев Н. Т. Рассеивающая способность электролитов и равномерность распределения гальванических покрытий // Итого науки и техники. Электрохимия. М. 1979. Т. 15. С. 179−226.
  2. Г. Н. Волков А.И. Стандартные значения рассеивающей способности электролитов для электроосаждения металлов и сплавов. М., 1988.45 с.
  3. Г. Н. //Прогрессивные технологические процессы электроосаждения цинка и его сплавов из нецианистых электролитов. Цинк-89. С. 1416.
  4. ГОСТ 9.309−86. ЕСЗКС. Покрытия гальванические. Определение рассеивающей способности электролитов при получении покрытий. М.:Изд-во стандартов, 1990.
  5. Практикум по прикладной электрохимии /Под ред. Кудрявцева В. Н., Варыпаева В. Н. Л., 1990.
  6. В.Н., Педан К. С., Ляхов Б. Ф., Красильникова Н. Б., Гаврилова Н. О. //Гальванотехника-87: Тез. докл. Казань, 1987. С. 165−166.
  7. М.П., Коржавина В. В., Рябченков А. В., Кудрина А.В.//Тяжелое машиностроение. 1990. № 5. -С.35−37.
  8. В.М., Коваленко B.C., Гнеденков Л. Ю., Лошкарев Ю. М. //Защита металлов. 1990. Т.26. С.1013−1015.
  9. Ю.М., Блинов В. М., Гнеденков Л. Ю., Трофименко В. В. // Прогрессивные методы и средства защиты металлов от коррозии: Тез. докл. М. 1988. Ч.З. С.178−180.
  10. Ю.М., Блинов В. М., Гнеденков Л. Ю. // Экономика и технология гальванического производства. М., 1986. С.67−70.
  11. Ю.М., Блинов В. М., Гнеденков Л. Ю., Трофименко В.В.// Прогрессивные технологические процессы электроосаждения цинка и его сплавов из нецианистых электролитов. Цинк-89. С.7−8.
  12. Ю.М., Трофименко, Коваленко B.C., Талонов А. А., Чмилен-ко Т.С. // Прогрессивная технология и средства повышения экологической безопасности гальванического производства: Тез. докл. Запорожье, 1991 С.11−13.
  13. Loshkaryov Yu.M., Blinov V.M., Gnedenkov L. Yu. at. Al.// Bui. Electro-chem.1989. Vol.5(4). p. 254−256.
  14. C.C Виноградов «Экологически безопасное производство"// Приложение к журналу «Гальванотехника и обработка поверхности» М. 1998-
  15. Л.А., Конторер С. М., Шония A.M. и др. Оценка экономической эффективности автоматизированного производства гальванических покрытий // Гибкие автоматизированные гальванические линии. М., 1989.- С.618−660.
  16. А.В., Кокорев Н. Р. // Защита металлов. 1967. Т.З. № 3. С. 334.
  17. А.С. 378 541, СССР. С 23 В 5/10. Опубл. 25.03.76.
  18. Н.Т., Чванкин И. В., Трифонов В. И. //Защита мталлов.-1977. Т. 13, № 6. С.731−734.
  19. А.С. 469 334, СССР. МКИ С 23 В 5/10. Опубл. 25.12.75.
  20. А.С. 663 762, СССР. МКИ С 259 3/22. Опубл. 20.05.79.
  21. А.С. 844 639, СССР. МКИ С 259 3/22. Опубл. 12.07.81
  22. Ф.И., Кудрявцева И. Д., Селиванов В. Н. // Защита металлов. 1977ю Т.13. С.255−227.
  23. В.И., Бокова Е. В., Никитина О. А., Вятчеславов П. М. // Химические и электрохимические методы защиты металлов. Саратов, 1977. Т.13.- С.6−7.
  24. Э.А., Никитина О. А., Потапова В. И., Вятчеславов П. М. // Теория и практика защиты металлов от коррозии: Тез. докл. Куйбышев. 1979. С. 115.
  25. О.А., Солодовникова И. В., Шепеленко Л. Г., Приказчикова Т. Д. // Актуальные эколого-экономические проблемы современной химии. Самара, 1991. С.34−35.
  26. Н.Т., Арапов Д. Г., Виноградов В. П. //Журн. прикл. химии. 1977. Т.50, № 2. С.342−346.
  27. В.Г., Ваграмян А. Т., Кудрявцев Н. Т. //Интенсификация технологических процессов при осаждении металлов и сплавов. М., 1977. С. 11−15.
  28. А.В., Криворучко М. П., Коржавина В. В., Кудрина А. В. // Прогрессивные технологические процессы электроосаждения цинка и его сплавов из нецианистых электролитов. Цинк-89: Тез. докл. Куйбышев, 1989. С.17−19.
  29. А.С. 645 991, СССР. МКИ С 25Д 3/22. Опубл. 05.02.79.
  30. Заявка 1 387 529, Великобритания. МКИ С 25Д 3/22. Опубл. 17.04.74.
  31. Заявка 2 318 984, ФРГ. МКИ С 259 3/22. Опубл. 20.02.73.
  32. Пат. 3 841 982, США. МКИ С 23 В 5/10, 5/46. Опубл. 15.10.74.
  33. B.C., Сапрыкин А. И. //Защита металлов. 1971. Т.7, № 4. С.489−491.
  34. Т.А., Кудрявцев Н. Т., Бушин В.Г., Рус Ханс-Бенно //Электрохимия. 1978. Т.14, № 10. С.1584−1587.
  35. А.С. 1 601 202, СССР. МКИ С 259 3/22. Опубл. 23.10.90.
  36. В.Г., Кудрявцев Н. Т., Ваграмян Т. А., Баева А. И. //Защита металлов. 1978. Т.14, № 5. С.623−625.
  37. .А. Электроосаждение ряда металлов из комплексных (нецианистых) электролитов. Л., 1975.
  38. .Л., Лайнер В. И. Цинкование в пирофосфатном электролите. -М., 1961. Т.11 С. 18−20.
  39. В.А. Ильин. Цинкование, кадмирование, оловянирование и свинцевание. // Л., «Машиностроение», 1992-A.M. Ямпольский, В.И.
  40. Прикладная электрохимия, под ред. А. П. Томилова. // М., Химия, 1984-
  41. Raoh Li G. Новый электролит цинкования с КС1. // Diandu yu jinshi=Plat and Finish, 1995−17 № 6, стр. 14−17 Кит., рез. англ.-
  42. Grunwald Ernest, Varhelyi Csaba. Эксплуатационные характеристики слабокислых электролитов цинкования, используемых в барабаных // «Praktische Beobachtungen zur schwachsauren Glanzverzinkung in GTL-Trommelanlagen.» Lew-Nachr., 1979, № 26, 42−43.
  43. Pohl J. Neuer Elektrolyt zum galvanish Verzinken «Oberflache+JOT».1986, 26 № 2, 17−18
  44. Прикладная электрохимия, под ред. А. П. Томилова. // М., Химия, 1994-
  45. В.И., Кудрявцев Н. Т. Основы гальваностегии. T. l, М., Метал-лургиздат, 1953, 624 с
  46. Р. Определение рН. Теория и практика. Л., «Химия», 1968, 400 с
  47. Мутафичев Ц. Х, Колев А. С., Йорданов Н. С., Трендафилов Б. Д. «Кисел електролит за блестящо поцинковане» Авт. Св. НБР, кл. С23 В 5/12, 46, № 18 064, заявл 7.06.72, № 20 680, опубл. 20.02.79-
  48. Щ 49. Мирошник З. А., Фаличева А. И. «Роль буферных добавок при интенсификации электролитического цинкования» «Защита металлов», 1983, 19, № 1 164−167 с
  49. Нагаясу Нобуёси, Тоёта Дзидося к.к. Заявка 61−266 593, Япония. Заявл. 22.05.85, № 60−109 516
  50. Vasilakopolus, D. et al: Trans. IMF 79(2001)3, S. 107−111
  51. Noguchi, H: Galvanotechnik 92(2001)7, S. 1815−1819
  52. В.И. Современная гальванотехника. -М.:Металлургия, 1967. 384с.
  53. М.А. Основные положения и нерешенные вопросы действия органических добавок при электролизе. -В. кн.: Химическая технология. Харьков: Изд-во Харьк ун-та 1971. С.3−13.
  54. Блестящие электролитические покрытия, Под ред. Матулиса Ю. Ю., Вильнюс.-1969. -С.279-
  55. Патент РФ № 2 050 729 «Электролит блестящего цинкования». Приоритет 27.12.94. Зарегистрирован 20.12.95.
  56. Н.Т. Электрохимическое цинкования. М.:Металлургиздат. -1944. 51 е.
  57. Н.Т. Электролитические покрытия металлами. М.:Химия, 1979,-32с.
  58. В.Н. Совместное влияние адсорбированных частиц на кинетику электрохимического восстановления цинка.// Авт. Дисс. на соискание уч. степ. канд. хим. наук. М.: 1967. С. 14-
  59. В.Н., Ваграмян А. Т. Особенности поведения полиакриламида в электролите блестящего цинкования.// Защита металлов.- 1974. т. 10-№ 4.- С.455−456-
  60. Е. X. Самир Абдель Хусейн. Электроосаждение цинка из сернокислого электролита с органическими добавками.//Киев 1976.
  61. Г. П., Трофименко В. В., Буров Л. М. Влияние акриламида и ак-рилонитрила на процессы совместного разряда цинка и водорода.// «Хим. и электрохим. Методы защиты мет.» Саратов, 1977,69−71
  62. С.Й., Русев Д. Х., Георгиев Г. Г., Чакърова П. Ц. Комбинированная добавка к кислому электролиту для блестящего цинкования. Авт. свид. НБР, кл. С23Ь 5/10, № 20 204, заявл. 6.03.73, № 22 914, опубл. 29.12.77
  63. Hancharik P.J. Non-cyanid zinc plating, «Plant. And Surface Finish.», 1983, 70, № 11, с 28−31.
  64. Нанесение цинкового покрытия из нецианистого электролита с полиак-риламидным блескообразователем. (НИР.Работа завершена в IV кв.1978г.)-Сборник рефератов НИОКР. Сер. «Машиностроение». М., 1979, сер МШ, вып15, с21.
  65. Авт.св. СССР, кл. С 25 D 3/22, № 711 180, опубл. 25.01.80.
  66. Пат. ПНР, кл. С 25 D 3/22, № 86 580, заявл. 3.08.74, № 173 261., опубл. 15.11.76.
  67. Заявка 56−169 789, Япония. Заявл. 1.06.80, № 55−73 859, опубл. 26.12.81. МКИ С. 25, D. 3/22.
  68. Пат. ПНР, кл. С 25 D 3/22, № 87 369, заявл. 24.07.73, № 164 267, опубл. 30.11.76.
  69. Пат. США № 4 070 256, 24.01.7872. Пат. ФРГ 262 781, 16.06.78
  70. Пат. ФРГ 2.346.942, 27.05.75
  71. Пат. ФРГ 2.264.010, 27.06.74
  72. Авт. Свид. СССР 737.508, 07.06.1980
  73. Boto К. Elecktrodeposition and Surf. Treatment.-1975. 1975. -3. -P.77.
  74. И.В., Удовенко Ю. Э., Папанова И. И. Вопросы химии и химической технологии. -1983. -Вып.70. -С.73.
  75. Noguchi Н., Kotani I., Suzuki Т. J. Met. Finish. Soc. Of Japan. -1983. -34, № 11. -P.554.
  76. Immel W. Metalloberflaeche. -1983.-37, № 4. -S.149
  77. Noguchi H., Kotani I., Hashiba H. e.a. J. Met. Finish. Soc. Of Japan. -1985.36, № 2. -P.58.
  78. Noguchi H., Kotani I., Hashiba H. e.a. J. Met. Finish. Soc. Of Japan. -1986.37, № 13. -P.742.
  79. E.A., Куприн В. П., Демин А. А. и др. Двойной слой и адсорбция на твердых электродах. Тарту. -1985. -С.242.
  80. В.П., Нечаев Е. А., Данилов Ф. И. и др. Электрохимия. -1986. -22. -С.1246
Заполнить форму текущей работой

Сдать сессию!