CS273062B1 - 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
- CS273062B1 CS273062B1 CS449888A CS449888A CS273062B1 CS 273062 B1 CS273062 B1 CS 273062B1 CS 449888 A CS449888 A CS 449888A CS 449888 A CS449888 A CS 449888A CS 273062 B1 CS273062 B1 CS 273062B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- potassium
- mol
- sodium
- titanium
- 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 14
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 8
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 claims abstract description 10
- 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
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 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
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 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
- 229910052796 boron Inorganic materials 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
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 3
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 8
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 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
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 3
- -1 sodium fluoroborate Chemical compound 0.000 claims description 3
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims 1
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 12
- 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
- BUKHSQBUKZIMLB-UHFFFAOYSA-L potassium;sodium;dichloride Chemical compound [Na+].[Cl-].[Cl-].[K+] BUKHSQBUKZIMLB-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 229910020808 NaBF Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001615 alkaline earth metal halide 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
- 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
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect 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
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 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)
- Conductive Materials (AREA)
Description
V' CS 273062 Bl
Vynález sa týká spůsobu elektrochemickéj přípravy povlakov diboridu titánu (TiB2)na kovových i nekovových (elektricky vodivých) materiáloch v prostředí roztavených solí.
Moderný priemysel kladie vysoké nároky na povrchové vlastnosti nástrojov a strojo-vých súčastí, hlavně čo sa týká ich tvrdosti a odolnosti voči oxidácii za vysokých tep-lot. Jedným z účinných sposobov na zvýšenie tvrdosti a oxidačnej stálosti je vytváranievrstiev diboridu titánu na povrchu kovových i nekovových (ak je zabezpečená ich elektric-ká vodivost*) materiálov. Vzhl’adom na fyzikálnochemické vlastnosti TiB2 je perspektivnéjeho použitie aj ako inertného elektrodového materiálu pri rázných elektrochemických pro-cesoch tak vo vodných ako aj v taveninových prostrediach. V tomto případe je opat* výhod-né vytváranie súvislých povlakov TiB2 na vhodných základných materiáloch,' ktoré sú vyho-vujúce z konštrukčného hl*adiska, no nevyhovujúce vzhí’adom na ich nedostatočnú koróznuodolnost* voči vylučovanej látke a pracovnému prostrediu. V súčasnosti sa nanášanie povlakov TiB2 realizuje vylučováním z plynnéj 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 až 1000 °C)
Pri plazmovom nástreku je potřebné používat* vopred připravený prášok TiB2definovanej zrnitosti. Z U.S. pat. 3 880 729 je známy spůsob elektrochemickej přípravy diboridu titánuz roztavených solí. Jeho podstatou je zavádzanie plynného BF^ do taveniny zmesi fluoridov alkalických kovov’. Zdrojom titánových iónov v tavenine je rozpustná titánové anoda. —2 Sú použité prúdové hustoty od 0,009 až 0,300 A.cm . Najvačšou nevýhodou tohto postupuje použitie silné toxického BF3, čo znásobuje nároky na kvalitu aparatúry. Používaniepoměrně nízkých prúdových hustot neúmerne predlžuje dobu elektrolýzy.
Uvedené nevýhody odstraňuje spůsob elektrochemickej přípravy povlakov diboridu titá-nu v prostředí roztavených solí podl* a vynálezu. Jeho podstatou je, že na elektricky vo-divý materiál sa působí 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 zemin 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 vačší ako 2. Pracuje sapri konštantnom potenciále -0,5 až -1,5 V voči grafitovej elektróde pri teplote vyššejako 600 'c, po dobu potrebnú na vytvorenie požadovanej hrůbky súvislého povlaku diboridutitánu.
Ako elektrolyt na elektrochemická 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 kryštalizácie, tlak nasýtených pár, kondukti-vita) pridávajú halogenidy alkalických kovov a kovov alkalických zemin. S výhodou možnopoužit* také halogenidy, ktoré sú dobré rozpustné vo vodě (KF, KC1, NaCl, LiCl,, čím sazjednoduší očistenie vytvořeného povlaku od -zbytkov elektrolytu po skončení elektrolýzy.Pri vylučování povlakov TiB2 je vel*mi důležitý obsah elektrochemicky aktívnych zložiek(látok obsahujúcich bór a titán) v elektrolyte. Obsah K2TiFg (Na2TiFg) je potřebné udr-žiavať nad 0,5 mol. %, pričom poměr bóru ku titánu v tavenine musí byt* vačší ako 2. Výběr zloženia elektrolytu je důležitý z hl*adiska jeho teploty primárnej kryštalizácie.Výhodné je pracovat* pri teplotách vyšších maximálně o 50 *C nad touto teplotou. Privačšom teplotnom rozdiele sa zvačšuje tlak nasýtených pár nad taveninou,. 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,potenciál) možno regulovat’ i hrůbku připraveného povlaku.
Claims (2)
- CS 273062 B1 2 Pracovat' možno v širokom rozmedzí pracovných teplot. Minimálna teplota, pri ktorejje možné vytvárať súvislé povlaky TiB2 3e ’C' horná hranica pracovných teplot nie jeurčená, v konkrétnem případe je však závislá od fyzikálnochemických vlastností použitejtaveninovej zmesi. Z energetických i ekologických dovodov je snaha pracovat* pti nízkýchteplotách, avšak proces je možné realizovat' až do 1000 *C. Potenciály používané pri pří-pravě povlakov TiB2 v rozmedzí -0,5 V až -1,5 V. Výhodné je však používat' potenciályod -0,6 V do -1,4 V. Příklad 1 Do roztavenej zmesi o zložení 21 mol. % KCl + 62 mol. % KF + 2 mol. % KjTiFg + + 15 mol. % KBF^ (20,8 hmotn. % KCl + 47,8 hmotn. % KF + 6,4 hmotn. % KjTiFg + 25,0 hmotn.% KBF^) pri teplote 750 'c sa ponoří elektricky vodivý základný materiál. Apliká-ciou konštantného katodového potenciálu -0,75 V počas 30 minút sa na povrchu základu vy-tvoří vrstva diboridu titánu o hrúbke 56 jim + 6 pm. Mikrotvrdosť takto připraveného po-vlaku bola 45 000 N.mm 2 + 3 000 N.mm 2. Příklad 2 Do roztavenej zmesi o zložení 23 mol. % LiF + 65 mol. % KF + 2 mol. % KjTiFg + + 8 mol. % NaBF4 (10,4 hmotn. % LiF + 65,9 hmotn. % KF + 8,4 hmotn. % ^TiFg + 15,3 hmotn. % NaBF^) sa pri teplote 800 ’c ponoří elektricky vodivý základný materiál. Apliká-ciou konštantného katodového potenciálu -1,0 V sa počas 15 minút vytvoří vrstva diboridutitánu s hrúbkou 110 pm + 5 pm. Mikrotvrdosť takto připraveného povlaku bola 47 000N.mm-2 + 3 000 N.mm”2. Příklad 3 Do roztavenej zmesi o zložení 13 mol. % LiF + 36 mol. % KF + 1 mol. % K2TiFg + + 50 mol. % KBF4 (3,8 hmotn. % LiF + 23,7 hmotn. % KF + 1,4 hmotn. % KjTiFg.+ 71,1 hmotn. % KBF4) sa pri teplote 850 "c ponoří elektricky vodivý materiál. Aplikáciou kon-štantného katodového potenciálu -1,25 V sa počas 30 minút na povrchu základu vytvořívrstva diboridu titánu s hrúbkou 170 pm + 10 pm. Mikrotvrdosť připraveného povlaku bola48 000 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 3 XA - 5A). Mikrotvrdosťvytvořených povlakov sa stanovila Vickersovou metodou pomocou mikrotvrdometra D 32, CarlZeiss, Jena. PREDMET VYNALEZU1. Sposob elektrochemickéj přípravy povlakov diboridu titánu TiB2 na elektricky vodivé ma-teriály v prostředí roztavených solí, vyznačujúci sa tým, že sa na elektricky vodivý mate-riál posobí v tavenine zmesi fluorotitaničitanu draselného alebo sodného v množštve 0,5 až10,0 mol. %, fluoroboritanu draselného alebo sodného v množstve 1,0 až 70,0 mol. % a halo-genidov a alkalických kovov alebo kovov alkalických zemin ako sú fluorid draselný, chloriddraselný, chlorid sodný, chlorid lítny v množstve 20 až 98 mol. %, pričom mólový poměr bó-ru k titánu je vačší ako 2, pri konštantnóra katódovom potenciále -0,5 V až -1,5 V voči gra-fitové j elektródej pri teplote vyššej ako 600 *C, po dobu potrebnú na vytvorenie požadova-nej hrůbky súvislého povlaku diboridu titánu.
- 2. Spósob elektrochemickej přípravy podl'a bodu 1, vyznačujúci sa tým, že elektrolýza pre-bieha pri teplote maximálně o 50 "C vyššej ako je teplota primárnej kryštalizácie taveniny.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS449888A CS273062B1 (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 |
|---|---|---|---|
| CS449888A CS273062B1 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Method of titanium diboride coatings' electrochemical preparation on electroconducting materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS449888A1 CS449888A1 (en) | 1990-07-12 |
| CS273062B1 true CS273062B1 (en) | 1991-03-12 |
Family
ID=5387868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS449888A CS273062B1 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Method of titanium diboride coatings' electrochemical preparation on electroconducting materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS273062B1 (cs) |
-
1988
- 1988-06-27 CS CS449888A patent/CS273062B1/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS449888A1 (en) | 1990-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Makyta et al. | Electrodeposition of titanium diboride from fused salts | |
| US6458218B1 (en) | Deposition and thermal diffusion of borides and carbides of refractory metals | |
| US6652730B1 (en) | Aluminum organic electrolytes and method for electrolytic coating with aluminum or aluminum-magnesium-alloys | |
| Fellner et al. | Electrolytic aluminium plating in molten salt mixtures based on AlCl3 I: Influence of the addition of tetramethylammonium chloride | |
| Ett et al. | Pulse current plating of TiB2 in molten fluoride | |
| Christensen et al. | The influence of oxide on the electrodeposition of niobium from alkali fluoride melts | |
| Sethi | Electrocoating from molten 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 | |
| US6099714A (en) | Passification of tin surfaces | |
| CS273062B1 (en) | Method of titanium diboride coatings' electrochemical preparation on electroconducting materials | |
| US5820741A (en) | Passification of zinc surfaces | |
| Zhao et al. | Anodic carbidation of tantalum in molten CaCl2-CaC2 | |
| CS273061B1 (en) | Method of titanium diboride coatings' electrochemical preparation on electroconducting materials | |
| Ibrahim | Copper electrodeposition from non-polluting aqueous ammonia baths | |
| US4560446A (en) | Method of electroplating, electroplated coating and use of the coating | |
| 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 | |
| US4368110A (en) | Substituted cobalt oxide spinels | |
| US3880730A (en) | Electro-galvanic gold plating process | |
| Abd El-Halim et al. | Influence of bath compositions and some operating conditions on the electroplating of cobalt from aqueous sulphate baths | |
| Malyshev | Mechanisms of electroreduction and electroplating of VI-A group metal coatings from ionic melts | |
| RU2299278C2 (ru) | Способ нанесения смачиваемого покрытия подины алюминиевого электролизера |