PL241498B1 - Sposób otrzymywania nanokompozytowej powłoki na osnowie metalicznej - Google Patents
Sposób otrzymywania nanokompozytowej powłoki na osnowie metalicznej Download PDFInfo
- Publication number
- PL241498B1 PL241498B1 PL432078A PL43207819A PL241498B1 PL 241498 B1 PL241498 B1 PL 241498B1 PL 432078 A PL432078 A PL 432078A PL 43207819 A PL43207819 A PL 43207819A PL 241498 B1 PL241498 B1 PL 241498B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- compounds
- bath
- particles
- coating
- matrix
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 230000002180 anti-stress Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims abstract 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005282 brightening Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 27
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 12
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 7
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 4
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 4
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 3
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 3
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- LAIZPRYFQUWUBN-UHFFFAOYSA-L nickel chloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].[Cl-].[Ni+2] LAIZPRYFQUWUBN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KERTUBUCQCSNJU-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);disulfamate Chemical compound [Ni+2].NS([O-])(=O)=O.NS([O-])(=O)=O KERTUBUCQCSNJU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N phosphanylidynenickel Chemical compound [P].[Ni] OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfate decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 description 1
- RZLVQBNCHSJZPX-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O RZLVQBNCHSJZPX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N zinc;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Zn+2] RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania nanokompozytowej powłoki na osnowie metalicznej z kąpieli do metalizacji zawierającej w roztworze wodnym sole metalu stanowiącego osnowę, wybranego spośród grupy obejmującej Zn i/lub Cd i/lub Cu i/lub Ni i/lub Cr i/lub Sn i/lub Au i/lub Ag i/lub Pb i/lub Ru i/lub Rh i/lub Pd i/lub Os i/lub Ir i/lub Fe i/lub Co i/lub In i/lub As i/lub Sb i/lub Bi i/lub Mn oraz stopy tych metali i/lub sole przewodzące kwasów organicznych i nieorganicznych, i/lub związki buforujące i/lub związki blaskotwórcze, i/lub związki zwiększające połysk, i/lub związki zwiększające gładkość, i/lub związki zwilżające, i/lub związki przeciwnaprężeniowe, i/lub związki przeciwdziałające kruchości i/lub dodatki poprawiające wgłębność kąpieli, cząstki twarde o rozmiarze od 2 do 800 nm, najkorzystniej od 2 do 50 nm, wybrane spośród grupy obejmującej cząstki tlenku glinu, cyrkonu, ceru, tytanu, cynku, tlenki metali ziem rzadkich oraz tlenki dwóch lub więcej z wymienionych pierwiastków charakteryzuje się tym, że cząstki twarde wprowadza się do kąpieli do metalizacji w postaci wodnej dyspersji gdzie stężenie cząstek w kąpieli do metalizacji wynosi od 0,1 do 20% masowych, najkorzystniej od 0,1 do 5% masowych, a proces osadzania prowadzi się przy gęstości prądu od 0,1 do 80 A/dm2 przy temperaturze od 18 do 99°C w czasie od 30 sekund do 2 godzin, na podłożu przewodzącym stanowiącym katodę, zaś anodę stanowi metal osnowy.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nowej nanokompozytowej powłoki na osnowie metalicznej znajdującej zastosowanie jako powłoka ochronna elementów wykonanych z materiałów przewodzących takich jak stal węglowa.
Znane są sposoby otrzymywania powłok metalicznych zawierające w roztworze wodnym sole metalu, sole przewodzące, związki buforujące i/lub związki blaskotwórcze, i/lub związki zwiększające połysk, i/lub związki zwiększające gładkość, i/lub związki zwilżające, i/lub związki przeciwnaprężeniowe, i/lub związki przeciwdziałające kruchości, i/lub dodatki poprawiające wgłębność kąpieli.
W literaturze naukowej i patentowej opisane są sposoby wytwarzania i zastosowania różnych typów powłok kompozytowych zawierających cząstki twarde w osnowie metalicznej. Dodatek cząstek do osnowy metalicznej poprawia właściwości powłoki takie jak właściwości mechaniczne i odporność na korozję. Cząstki twarde wprowadzane są do kąpieli do metalizacji w postaci proszku lub zolu. Wiąże się to ze stosowaniem dodatkowych procesów, takich jak długotrwałe mieszanie, ultradźwięki i/lub dodawanie substancji stabilizujących. W publikacji K. Vathsala et al. w Applied Surface Science 257 (2011) 8929-8936 ujawniony jest sposób otrzymywania i zastosowania powłoki cynkowej zawierającej nanocząstki tlenku glinu dodawane do kąpieli do cynkowania w postaci proszku. W celu uniknięcia agregacji cząstek kąpiel była mieszana przez 12 godzin przed rozpoczęciem procesu osadzania.
Z pracy B. M. Praveen et al. w Surface & Coatings Technology 201 (2007) 5836-5842 znany jest sposób otrzymywania i zastosowania powłoki cynkowej o polepszonych właściwościach antykorozyjnych zawierającej nanorurki węglowe. Równomierne rozmieszczenie nanorurek w powłoce było możliwe dzięki dodatkowi substancji stabilizujących oraz mieszaniu.
Z pracy A. Gomes et al. w J. Nanopart. Res. 14 (2012) 692-705 znany jest sposób otrzymywania powłoki o osnowie cynkowo-niklowej z rozproszonymi nanocząstkami tlenku tytanu o polepszonej odporności na korozję. Nanocząstki dodawane są do kąpieli do metalizacji w postaci proszku i dyspergowane za pomocą ultradźwięków.
Opis patentowy US4655882A ujawnia sposób otrzymywania stali pokrytej powłoką kompozytową o osnowie cynkowej z dodatkiem cząstek tlenku krzemu o rozmiarze 18 μm. Powłoka otrzymywana jest w dwóch etapach: w pierwszym do kąpieli do cynkowania dodawany jest tlenek krzemu w postaci proszku oraz surfaktanty kationowe, osadzanie prowadzone jest przy energicznym mieszaniu; w drugim etapie powłoka jest poddawana działaniu silanu. Powłoka wykazuje polepszone właściwości antykorozyjne i dobrą adhezję do farb organicznych.
Z kolei z opisu patentowego PL187427 znany jest sposób otrzymywania elektrolitycznych warstw kompozytowych niklowo-fosforowych zawierających wbudowane nanocząstki tlenku tytanu. Nanocząstki w postaci proszku rozmieszcza się w kąpieli do metalizacji przez mieszanie przez 24 godziny.
Z opisów patentowych CN101906651A oraz KR20140094383A znane są sposoby otrzymywania powłok o osnowie cynkowej z rozproszonymi twardymi nanocząstkami tlenku cyrkonu i tlenku krzemu, gdzie cząstki twarde formowane są w kąpieli do metalizacji z organicznych związków Zr i Si - z tak zwanego zolu. Otrzymane powłoki charakteryzują się podwyższoną twardością i odpornością na korozję.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu otrzymywania nanokompozytowej powłoki o osnowie metalicznej, o podwyższonej twardości i odporności na korozję, której wytwarzanie nie wymaga stosowania ultradźwięków i długotrwałego mieszania.
Istotą rozwiązania według wynalazku jest sposób otrzymywania nanokompozytowej powłoki o osnowie metalicznej zawierającej cząstki twarde jak tlenki glinu, i/lub cyrkonu, i/lub ceru, i/lub tytanu, i/lub cynku, oraz tlenki dwóch lub więcej z wymienionych pierwiastków.
Korzystnie nanocząstki mają rozmiary od 2 do 800 nm.
Korzystnie zawartość nanocząstek w kąpieli do osadzania wynosi od 0,1 do 20% masowych.
Nieoczekiwanie okazało się, że korzystnym sposobem dodawania twardych cząstek do kąpieli do metalizacji jest dodawanie ich w formie wodnej dyspersji. Ułatwia to znacznie prowadzenie procesu, skraca czas produkcji i zapewnia równomierne rozmieszczenie nanocząstek w otrzymanej powłoce. Nieoczekiwanie okazało się, że zastosowanie dyspersji nanocząstek zwiększa znacząco ilość nanocząstek twardych wbudowanych w osnowę metaliczną. Otrzymane powłoki nanokompozytowe charakteryzują się podwyższoną twardością i odpornością na korozję.
PL 241 498 Β1
Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania i na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia fotografię powłoki nanokompozytowej o osnowie metalicznej zawierającej nanocząstki tlenku ceru otrzymaną pod mikroskopem optycznym, fig. 2 przedstawia mikrofotografię powłoki nanokompozytowej o osnowie metalicznej zawierającej nanocząstki tlenku cyrkonu otrzymaną pod mikroskopem optycznym, fig. 3 przedstawia krzywe polaryzacyjne dla powłoki cynkowej (linia zielona) i powłoki nanokompozytowej Zn/CeO2 (linia czerwona), a fig. 4 przedstawia zależność twardości powłoki niklowej oraz niklowej zawierającej CeO2 w zależności od stężenia cząstek twardych w kąpieli do metalizacji. Przykład I Do kąpieli do cynkowania o składzie podanym w tabeli:
| składnik | stężenie, g/l |
| siarczan cynku siedmiowodny | 500 |
| chlorek cynku | 14 |
| chlorek amonu | 25 |
| siarczan sodu dziesięciowodny | 100 |
| siarczan glinu osiemnastowodny | 60 |
| kwas borowy | 35 |
| octan sodu | 15 |
| Dekstryna | 8 |
dodaje się dyspersję nanocząstek tlenku ceru o rozmiarze 50 nm i stężeniu nanocząstek w kąpieli 0,2 g/l. Osadzanie prowadzono na podłożu ze stali o grubości 0,5 mm (stanowiącym katodę) przez 30 minut w temperaturze 30°C, pH 4-6, przy gęstości prądu 2-6 A/dm2, stosując anodę cynkową (99,99%).
Otrzymano jednorodną powłokę nanokompozytową o grubości 25 pm zawierającą 1,0% masowych tlenku ceru. Twardość powłoki nanokompozytowej wynosi 200 HV. Otrzymana w tych samych warunkach powłoka z kąpieli bez dodatku nanocząstek ma twardość 140 HV. Powłoka kompozytowa otrzymana według wynalazku ma twardość podwyższoną o 40% w porównaniu do powłoki cynkowej. Przykład II Do kąpieli do cynkowania o składzie podanym w tabeli:
| składnik | stężenie, g/l |
| chlorek cynku | 90 |
| chlorek amonu | 200 |
| chlorek potasu | 200 |
| kwas borowy | 30 |
| Dekstryna | 5 |
dodano dyspersję nanocząstek tlenku cyrkonu o rozmiarze 50 nm, stężenie nanocząstek w kąpieli wynosiło 3,0 g/l. Osadzanie prowadzono na podłożu ze stali o grubości 0,5 mm (stanowiącym katodę) przez 30 minut w temperaturze 30°C, pH 4-6, przy gęstości prądu 2-6 A/dm2, stosując anodę cynkową (99,99%).
Otrzymano jednorodną powłokę nanokompozytową o grubości 20 pm i zawartości tlenku cyrkonu równej 8% masowych. Twardość powłoki wynosiła 240 HV. Otrzymana w tych samych warunkach powłoka z kąpieli bez dodatku nanocząstek ma twardość 155 HV. Powłoka kompozytowa otrzymana według wynalazku ma twardość podwyższoną o 55% w porównaniu do powłoki cynkowej.
PL 241 498 Β1
Przykład III
Do kąpieli do cynkowania o składzie podanym w tabeli:
| składnik | stężenie, g/l |
| chlorek cynku | 90 |
| chlorek amonu | 200 |
| chlorek potasu | 200 |
| kwas borowy | 30 |
| Dekstryna | 5 |
dodano dyspersję nanocząstek tlenku ceru o rozmiarze 5 nm, stężenie nanocząstek w kąpieli wynosiło 0,5 g/l. Osadzanie prowadzono na podłożu ze stali o grubości 0,5 mm (stanowiącym katodę) przez 30 minut w temperaturze 30°C, pH 5,5, przy gęstości prądu 1,7 A/dm2, stosując anodę cynkową (99,99%).
Otrzymano jednorodną powłokę nanokompozytową o grubości 20 pm i twardości 224 HV, zawierającą 2% masowych tlenku ceru. W badaniach korozyjnych powłoka wykazuje potencjał korozyjny -0,98 V, gęstość prądu korozyjnego wynosi 4,4-10-6 A/cm2. Otrzymana w tych samych warunkach powłoka bez nanocząstek ma potencjał korozyjny -0,95 V i gęstość prądu korozyjnego wynosi 11,0-10-6 A/cm2. Powłoka kompozytowa otrzymana według wynalazku wykazuje polepszoną odporność na korozję.
Przykład IV
Do kąpieli do niklowania o składzie podanym w tabeli:
| składnik | stężenie, g/l |
| sulfaminian niklu | 350 |
| chlorek niklu, sześciowodny | 20 |
| kwas borowy | 38 |
dodano dyspersję nanocząstek tlenku ceru o rozmiarze 5 nm, stężenie nanocząstek w kąpieli wynosiło od 2,0 g/l do 10,0 g/l. Osadzanie prowadzono na podłożu ze stali o grubości 0,5 mm (stanowiącym katodę) przez 25 minut w temperaturze 40°C, pH 4,0, przy gęstości prądu 4,0 A/dm2, stosując anodę niklową (99,99%).
Otrzymano jednorodną powłokę nanokompozytową o grubości 35 pm i twardości od 198 do 258 HV - twardość wzrasta liniowo wraz z zawartością cząstek w kąpieli do metalizacji. Powłoka kompozytowa otrzymana według wynalazku wykazuje także polepszoną odporność na korozję.
Przykład V
Do kąpieli do niklowania o składzie podanym w przykładzie IV dodano dyspersję nanocząstek tlenku ceru o rozmiarze 5 nm, stężenie nanocząstek w kąpieli wynosiło od 4,0 g/l. Osadzanie prowadzono na podłożu ze stali o grubości 0,5 mm (stanowiącym katodę) przez 25 minut w temperaturze 40°C, pH 4,0, przy gęstości prądu 4,0 A/dm2, stosując anodę niklową (99,99%).
W taki sam sposób otrzymano powłokę, gdzie zamiast dyspersji użyto nanocząstek tlenku ceru w postaci proszku. Zawartość ceru w powłoce wynosiła odpowiednio 6% masowych dla powłoki otrzymanej z kąpieli z dyspersją oraz 0,1% masowych dla powłoki otrzymanej z kąpieli z proszkiem - zastosowanie metody według wynalazku pozwoliło na znaczne zwiększenie ilości ceru wbudowanego w powłokę.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Sposób otrzymywania nanokompozytowej powłoki na osnowie metalicznej z kąpieli do metalizacji zawierającej w roztworze wodnym sole metalu stanowiącego osnowę, wybranego spośród grupy obejmującej Zn i/lub Cd, i/lub Cu, i/lub Ni, i/lub Cr, i/lub Sn, i/lub Au, i/lub Ag, i/lub Pb, i/lub Ru, i/lub Rh, i/lub Pd, i/lub Os, i/lub Ir, i/lub Fe, i/lub Co, i/lub In, i/lub As, i/lub Sb, i/lub Bi, i/lub Mn oraz stopy tych metali i/lub sole przewodzące kwasów organicznych i nieorganicznych, i/lub związki buforujące, i/lub związki blaskotwórcze, i/lub związki zwiększające połysk, i/lub związki zwiększające gładkość, i/lub związki zwilżające, i/lub związki przeciwnaprężeniowe, i/lub związki przeciwdziałające kruchości, i/lub dodatki poprawiające wgłębność kąpieli, cząstki twarde o rozmiarze od 2 do 800 nm, najkorzystniej od 2 do 50 nm, wybrane spośród grupy obejmującej cząstki tlenku glinu, cyrkonu lub ceru, tytanu, cynku oraz tlenki dwóch lub więcej z wymienionych pierwiastków znamienny tym, że cząstki twarde wprowadza się do kąpieli do metalizacji w postaci wodnej dyspersji, gdzie stężenie cząstek w kąpieli do metalizacji wynosi od 0,1 do 20% masowych, najkorzystniej od 0,1 do 5% masowych, a proces osadzania prowadzi się przy gęstości prądu od 0,1 do 80 A/dm2 przy temperaturze od 18 do 99°C w czasie od 30 sekund do 2 godzin, na podłożu przewodzącym stanowiącym katodę, zaś anodę stanowi metal osnowy.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432078A PL241498B1 (pl) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | Sposób otrzymywania nanokompozytowej powłoki na osnowie metalicznej |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432078A PL241498B1 (pl) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | Sposób otrzymywania nanokompozytowej powłoki na osnowie metalicznej |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL432078A1 PL432078A1 (pl) | 2021-06-14 |
| PL241498B1 true PL241498B1 (pl) | 2022-10-10 |
Family
ID=76321230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL432078A PL241498B1 (pl) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | Sposób otrzymywania nanokompozytowej powłoki na osnowie metalicznej |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL241498B1 (pl) |
-
2019
- 2019-12-04 PL PL432078A patent/PL241498B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL432078A1 (pl) | 2021-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Saini et al. | A review on mechanical behaviour of electrodeposited Ni-composite coatings | |
| Pompei et al. | Electrodeposition of nickel–BN composite coatings | |
| JP4125765B2 (ja) | 金属のセラミックス皮膜コーティング方法およびそれに用いる電解液ならびにセラミックス皮膜および金属材料 | |
| Gül et al. | Characteristics of electro-co-deposited Ni–Al2O3 nano-particle reinforced metal matrix composite (MMC) coatings | |
| KR101746240B1 (ko) | 기재 상에 금속-세라믹 코팅을 생성시키기 위한 도금 또는 코팅 방법 | |
| Wang et al. | Duplex Ni–P–ZrO2/Ni–P electroless coating on stainless steel | |
| Jiang et al. | Electrodeposition of Ni-Al2O3 composite coatings with combined addition of SDS and HPB surfactants | |
| Eslami et al. | Effect of electrodeposition conditions on the properties of Cu–Si3N4 composite coatings | |
| TWI674332B (zh) | 於基材上產生金屬－陶瓷覆層之鍍覆或塗覆方法 | |
| CA1063966A (en) | Electroplating method | |
| WO2012145750A2 (en) | Electroplated lubricant-hard-ductile nanocomposite coatings and their applications | |
| TWI276706B (en) | Iron-phosphorus electroplating bath and method | |
| CN104339752B (zh) | 一种带Ni-Cu-P-TiN复合镀层的防腐抗磨材料及其制备方法 | |
| Azizi et al. | Electrolytic co-deposition of silicate and mica particles with zinc | |
| Rouhollahi et al. | Effects of different surfactants on the silica content and characterization of Ni–SiO2 nanocomposites | |
| Kumar et al. | Wear and hardness evaluation of electrodeposited Ni-SiC nanocomposite coated copper | |
| Roventi et al. | Electrodeposition of Zn-Ni-ZrO2, Zn-Ni-Al2O3 and Zn-Ni-SiC Nanocomposite Coatings from an Alkaline Bath | |
| Fahami et al. | Influence of surfactants on the characteristics of nickel matrix nanocomposite coatings | |
| Srivastava et al. | Structure and properties of electrodeposited Ni–Co–YZA composite coatings | |
| PL241498B1 (pl) | Sposób otrzymywania nanokompozytowej powłoki na osnowie metalicznej | |
| CN105039943A (zh) | 一种化学镀Ni-W-Zn-P合金镀层的镀液及其镀层工艺 | |
| RU2437967C1 (ru) | Способ осаждения композиционных покрытий никель-ванадий-фосфор-нитрид бора | |
| Degtyar et al. | Precipitation of composite wear-resistant nickel ectrodeposits with nanoparticles | |
| EP3543378A1 (en) | Deposition of wear resistant nickel-tungsten plating systems | |
| Celis et al. | Properties of Electrodeposited Copper-Alumina Coatings |