CS273061B1 - Method of titanium diboride coatings' electrochemical preparation on electroconducting materials - Google Patents
Method of titanium diboride coatings' electrochemical preparation on electroconducting materials Download PDFInfo
- Publication number
- CS273061B1 CS273061B1 CS448288A CS448288A CS273061B1 CS 273061 B1 CS273061 B1 CS 273061B1 CS 448288 A CS448288 A CS 448288A CS 448288 A CS448288 A CS 448288A CS 273061 B1 CS273061 B1 CS 273061B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- potassium
- mol
- sodium
- titanium diboride
- chloride
- Prior art date
Links
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 9
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 16
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 claims abstract description 10
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 8
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims abstract description 6
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 6
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001615 alkaline earth metal halide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 3
- -1 sodium fluoroborate Chemical compound 0.000 claims description 3
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 8
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 2
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 abstract 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 229910020808 NaBF Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000012803 melt mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001515 alkali metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
- C04B41/5062—Borides, Nitrides or Silicides
- C04B41/507—Borides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
- C04B41/87—Ceramics
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
CS 273061 B1
Vynález sa týká sposobu elektrochemickéj přípravy povlakov diboridu titánu (TiB2) nakovových a nekovových (elektricky vodivých) materiáloch v prostředí roztavených solí.
Moderný priemysel kladie vysoké nároky na povrchové vlastnosti nástrojov a strojovýchsúčastí, hlavně čo sa týká ich tvrdosti a odolnosti voči oxidácii za vysokých teplot. Jed-ným z účinných sposobov na zvýšenie tvrdosti a oxidačněj stálosti je vytváranie vrstievdiboridu titánu na povrchu kovových i nekovových (ak je zabezpečená ich elektrická vodi-vost') materiálov. Vzhl* adom na fyzikálnochemické vlastnosti TiB2 3e perspektivné jehopoužitie aj ako inertného elektrodového materiálu pri roznych elektrochemických procesochtak vo vodných ako aj v taveninových prostrediach. V tomto případe je opátí výhodné vytvá-ranie súvislých povlakov TiB2 na vhodných základných materiáloch, ktoré sú vyhovujúcez konštrukčného hl*adiska, no nevyhovujúce vzhl1 adom na ich nedostatočnú koróznu odolnost1voči vylučovanej látke a pracovnému prostrediu. V súčasnosti sa nanášanie povlakov TiB2 realizuje vylučováním z plynnej fázy (meto-da CVD), alebo plazmovým nástrekom prášku diboridu titánu. Nevýhodou metody CVD je prácas jedovatými plynnými látkami (TiCl^, BCl^) pri poměrně vysokých teplotách (700 - 1000 *C).Pri plazmovom nástreku je potřebné používat* vopred připravený prášok TiB2 definovanéj zr-nitosti . Z U.S. pat. 3 880 729 je známy sposob elektrochemickej přípravy diboridu titánu z roztavených solí. Jeho podstatou je zavádzanie plynného BF^ áo taveniny zmesi fluoridov alkalických kovov. Zdrojom titánových iónov v tavenine je rozpustná titánové anoda. Sú—2 použité prúdové hustoty od 0,009 do 0,300 A.cm . Najvačšou nevýhodou tohto postupu jepoužitie silné toxického BF^, čo znásobuje nároky na kvalitu aparatúry. Používanie po-měrně nízkých prúdových hustot neúmerne predlžuje dobu elektrolýzy.
Uvedené nevýhody odstraňuje spžsob elektrochemickej přípravy povlakov diboridu titá-nu v prostředí roztavených solí podl* a vynálezu. Jeho podstatou je, že na elektricky vodi-vý materiál sa posobí v tavenine zmesi fluorotitaničitanu draselného alebo sodnéhov množstve 0,5 až 10 mol. %, fluoroboritanu draselného alebo sodného v množstve 1 až 70mol. %, a halogenidov alkalických kovov alebo kovov alkalických zemín, ako sú fluorid dra-selný, fluorid sodný, fluorid lítny, chlorid draselný, chlorid sodný, chlorid lítny apod., v množstve 20 až 98 mol. %, pričom mólový poměr bóru ku titánu je váčší ako 2. Pracuje sa—2 pri konštantnej prúdovej hustotě 0,2 až 1,5 A.cm , pri teplote vyššej ako 600 C, po do-bu potrebnú na vytvorenie požadovanej hrůbky súvislého povlaku diboridu titánu.
Ako elektrolyt na elektrochemickú přípravu povlakov diboridu titánu sa používá tave-ninová zmes na báze fluoroboritanov alkalických kovov (NaBF^, KBF^) a fluorotitaničitanovalkalických kovov (Na2TiFg, K2TiFg), do ktorých sa pre zlepšenie fyzikálnochemickýchvlastností elektrolytu (teplota primárnej krystalizácie, tlak nasýtených pár, konduktivi-ta) přidávájú halogenidy alkalických kovov a kovov alkalických zemín. S výhodou možnopoužit1 také halogenidy, ktoré sú dobré rozpuštěné vo vodě (KF, KC1, NaCl, LiCl), čím sazjednoduší očistenie vytvořeného povlaku od zbytkov elektrolytu po skončení elektrolýzy.Pri vylučování povlakov TiB2 je vel’mi doležitý obsah elektrochemicky aktívnych zložiek(látok obsahujúcich bór a. titán) v elektrolyte. Obsah K-jTiFg (Na2TiFg) je potřebné udr-žiavať nad 0,5 mol. %, pričom poměr bóru ku titánu v tavenine musí byť váčší ako 2. Výběr zloženia elektrolytu je doležitý z hl*adiska jeho teploty primárnej krystalizácie.Výhodné je pracovat* pri teplotách vyšších maximálně o 50 ’c nad touto teplotou. Privačšom teplotnom rozdiele sa zvačšuje tlak nasýtených pár nad tavenínou, čím vznikajústraty pri jej odpařování. Výhodou elektrochemického procesu v prostředí roztavených solí je možnost* přípravysúvislých povlakov TiB2 rovnomernej hrůbky priamou syntézou z východiskových surovin napovrchu základného materiálu. Vhodnou vol*bou operačných parametrov elektrolýzy (čas,prúdová hustota) možno regulovat* i hrůbku připraveného povlaku.
Claims (2)
- CS 273061 Bl 2 Pracovat’ možno v širokom rozmedzí pracovných tepldt. Minimálna teplota, pri ktorejje možné vytvárať súvislé povlaky TiB2 3e θΟΟ "c, horná hranica pracovných teplSt nie jeurčená, v konkrétnom případe je však závislá od fyzikálnochemických vlastností použitéjtaveninovej zmesi. Z energetických i ekologických dovodov je snaha pracovat1 pri nízkýchteplotách, avšak proces je možné realizovat' až do 1000 'C. Prúdové hustoty používané pri —2 m —2 príprave povlakov TiB, sú v rozmedzí 0,2 A.cm až 1,5 A.cm . Výhodné je však používat' z —2 -2prúdové hustoty od 0,3 A.cm do 1,0 A.cm Příklad 1 Do roztavenej zmesi o zložení 23 mol. % KC1 + 68 mol. % KF + 2 mol. % K2TiFg + 7 mol.% KBF^ (24,4 hmotn. % KC1 + 56,2 hmotn. % KF + 6,8 hmotn. % K2TiFg + 12,6 hmotn. % KBF^) sa pri teplote 800 "c ponoří elektricky vodivý základný materiál. Aplikáciou konstantněj- —2 katodovéj prúdovéj hustoty 0,7 A.cm počas 15 minút sa na povrchu základu vytvoří vrst-va diboridu titánu o hrúbke 82 jam + 4 pm. Mikrotvrdosť takto připraveného povlaku bola49 000 N.mm 2 + 3 000 N.mm 2. Příklad 2 Do roztavenej zmesi o zložení 17 mol. % KC1 + 51 mol. % KF + 2 mol. % K2TiFg + 30 mol. % NaBF^ (15,8 hmotn. % KC1 + 37,0 hmotn. % KF + 6,0 hmotn. % KjTiFg + 41,2 hmotn. % NaBF.) sa pri teplote 750 ‘c ponoří elektricky vodivý základný materiál. Aplikáciou kon-~ * -2 stantnej prudovej hustoty 0,8 A.cm sa počas 15 minút vytvoří vrstva diboridu titánu_2 s hrubkou 95 pm + 6 pm. Mikrotvrdosť připraveného povlaku bola 48 000 N.mm + 3000—2 N.mm Příklad 3 Do roztavenej zmesi o zložení 13 mol. % LiF + 36 mol. % KF + 1 mol. % KjTiFg + 50mol, % KBF^ (3,8 hmotn. % LiF + 23,7 hmotn. % KF + 1,4 hmotn. % K2TiFg + 71,1 hmotn. %KBF.) sa pri teplote 850 ’C ponoří elektricky vodivý základný materiál. Aplikáciou kon-„ ’ , _2 stantnej katodovéj prúdovéj hustoty 0,5 A.cm sa počas 5 minút na povrchu základu vy-tvoří vrstva diboridu titánu s hrúbkou 20 pra + 2 pra. Mikrotvrdosť připraveného povlakubola 47000 N.mm"2 + 3 000 N.mm"2. Vylúčené povlaky diboridu titánu sa hodnotili pomocou metalografického mikroskopu(Epityp 2, Carl Zeiss, Jena) a elektrónovej mikrosondy (JEOL SXA - 5A). Mikrotvrdosť vy-tvořených povlakov sa stanovila Vickersovou metodou pomocou mikrotvrdometra D 32, CarlZeiss, Jena. PŘED MET VYNALEZU1. Sposob elektrochemickéj přípravy povlakov diboridu titánu TiB2 na elektricky vodivémateriály v prostředí roztavených solí, vyznačujúci sa tým, že sa na elektricky vodivýmateriál pásobí v tavenine zmesi fluorotitaničitanu draselného alebó sodného v množstve0,5 až 10,0 mol. %, fluoroboritanu draselného alebo sodného v množstve 1,0 až 70,0 mol. %a halogenidov alkalických kovov alebo kovov alkalických zemin ako sú fluorid draselný,chlorid draselný, chlorid sodný, chlorid lítny v množstve 20 až 98 mol. %, pričom mólovýpoměr boru k titánu je vačší ako 2, pri katodovéj prúdovéj hustotě 0,2 až 1,5 A.cm ,pri teplote vyššej ako 600 ’c, po dobu potrebnú na vytvorenie požadovanej hrůbky súvis-lého povlaku diboridu titánu.
- 2. Sposob elektrochemickéj přípravy podl'a bodu 1, vyznačujúci sa tým, že elektrolýzaprebieha pri teplote maximálně o 50 'C vyššej ako je teplota primárnej kryštalizácietaveniny.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS448288A CS273061B1 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Method of titanium diboride coatings' electrochemical preparation on electroconducting materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS448288A CS273061B1 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Method of titanium diboride coatings' electrochemical preparation on electroconducting materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS448288A1 CS448288A1 (en) | 1990-07-12 |
| CS273061B1 true CS273061B1 (en) | 1991-03-12 |
Family
ID=5387648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS448288A CS273061B1 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Method of titanium diboride coatings' electrochemical preparation on electroconducting materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS273061B1 (cs) |
-
1988
- 1988-06-27 CS CS448288A patent/CS273061B1/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS448288A1 (en) | 1990-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Couch et al. | A hydride bath for the electrodeposition of aluminum | |
| Fellner et al. | Electrolytic aluminium plating in molten salt mixtures based on AlCl3 I: Influence of the addition of tetramethylammonium chloride | |
| US4430170A (en) | Electrodeposition of refractory metal carbides | |
| US6652730B1 (en) | Aluminum organic electrolytes and method for electrolytic coating with aluminum or aluminum-magnesium-alloys | |
| Christensen et al. | The influence of oxide on the electrodeposition of niobium from alkali fluoride melts | |
| Gillesberg et al. | Niobium plating processes in alkali chloride melts | |
| Koyama et al. | Electrodeposition of Molybdenum in KF–Na2B4O7–K2MoO4 Fused Salts | |
| US4662998A (en) | Electrodeposition of refractory metal silicides | |
| Naik et al. | Electrodeposition of zinc from chloride solution | |
| US4778575A (en) | Electrodeposition of magnesium and magnesium/aluminum alloys | |
| JP2001279486A (ja) | タンタルのめっき法 | |
| CS273061B1 (en) | Method of titanium diboride coatings' electrochemical preparation on electroconducting materials | |
| NO830044L (no) | Elektrobelegningsprosess med trivalent krom. | |
| WO1997020968A1 (en) | Passification of zinc surfaces | |
| US4560446A (en) | Method of electroplating, electroplated coating and use of the coating | |
| CS273062B1 (en) | Method of titanium diboride coatings' electrochemical preparation on electroconducting materials | |
| Ibrahim | Copper electrodeposition from non-polluting aqueous ammonia baths | |
| US3440153A (en) | Electrolytic method of producing highly oriented crystalline structures | |
| US4483752A (en) | Valve metal electrodeposition onto graphite | |
| Lantelme et al. | Titanium, boron and titanium diboride deposition in alkali fluorochloride melts | |
| DK169354B1 (da) | Smeltebad og fremgangsmåde til elektrolytisk overfladebelægning med refractory metaller fra fluoridholdige saltsmelter | |
| US5372681A (en) | Preparation of molten salt electrolytes containing divalent titanium | |
| Malyshev | Mechanisms of electroreduction and electroplating of VI-A group metal coatings from ionic melts | |
| JP7575445B2 (ja) | チタンめっき用電解質及びチタンめっき用電解質を用いたチタンめっき部材の製造方法 | |
| SU954528A1 (ru) | Электролит дл осаждени покрытий из сплава олово-кобальт |