RU2586371C1 - Способ электроосаждения композиционных покрытий на основе никеля и наноразмерного диоксида циркония - Google Patents
Способ электроосаждения композиционных покрытий на основе никеля и наноразмерного диоксида циркония Download PDFInfo
- Publication number
- RU2586371C1 RU2586371C1 RU2014148689/02A RU2014148689A RU2586371C1 RU 2586371 C1 RU2586371 C1 RU 2586371C1 RU 2014148689/02 A RU2014148689/02 A RU 2014148689/02A RU 2014148689 A RU2014148689 A RU 2014148689A RU 2586371 C1 RU2586371 C1 RU 2586371C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- zirconium dioxide
- electrolyte
- amount
- electrodeposition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения на детали, работающие под нагрузкой в агрессивных средах, для повышения надежности работы изделий. Способ включает электроосаждение композиционного покрытия на основе никеля и наноразмерного диоксида циркония из электролита, содержащего соли никеля и частицы диоксида циркония, при этом в качестве солей никеля используют тетрагидрат ацетата никеля в количестве 60-90 г/л и гексагидрат хлорида никеля в количестве 7-15 г/л при рН 4,3-4,7, в которые добавляют золь диоксида циркония, содержащий хлороводородную кислоту 1,3-1,7 моль/л и частицы диоксида циркония с размерами 2-6 нм и концентрацией 15-18 г/л, в количестве 6-56 мл/л, причем процесс электроосаждения проводят при температуре электролита 45-55 °С и плотности тока 2-12 А/дм2. Технический результат: получение покрытий на основе никеля без питтинга с высокими значениями микротвердости, обеспечивающими высокую износостойкость и коррозионную стойкость, в частности, в хлоридных средах. 3 пр.
Description
Изобретение относится к гальванотехнике, конкретно - к способам нанесения покрытий металлами и сплавами с повышенными значениями микротвердости, износостойкости и коррозионной стойкости, в частности в хлоридных средах, и может быть использовано для нанесения на детали, работающие под нагрузкой в агрессивных средах, что позволит повысить надежность работы изделий.
Известны процессы получения композиционных покрытий на основе никеля с включением в никелевое покрытие различных частиц неметаллов (алмаз, оксид кремния, диоксид титана, карбид кремния и др.) [1].
В качестве второй фазы для получения композиционного покрытия на основе никеля был выбран диоксид циркония, при добавлении которого в электролит никелирования происходит повышение микротвердости и коррозионной стойкости [2, 3].
Наиболее близким по технической сущности является способ получения композиционных покрытий на основе никелевой матрицы из электролита следующего состава, г/л: NiSO4·7H2O - 260, NiCl2·6H2O - 30, H3BO3 - 30; ПАВ; рН 3,0; температуре электролита 40 °С и плотности тока осаждения 3÷3,3 А/дм2, и включенных в неё частиц диоксида циркония (средний размер частиц 10-30 нм) концентрацией 10 г/л, с содержанием второй фазы в покрытии в количестве 2,9÷4,1 об.% [4]. Эти КЭП обладают улучшенными механическими свойствами: повышенными значениями микротвёрдости и износостойкости.
Существенным недостатком этого способа является неустойчивость суспензии электролит никелирования-частицы дисперсной фазы, приводящая к неравномерному распределению концентрации частиц в композиционном покрытии, нестабильности процесса включения, связанной с изменением гидродинамических условий у поверхности покрываемых изделий, к образованию питтинга.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, то есть такой процесс получения покрытия никель-диоксид циркония, который обеспечивает устранение питтинга, получение покрытий с высокими значениями микротвердости, и обеспечивающими высокую износостойкость, высокую коррозионную стойкость с одинаковыми характеристиками по всей покрываемой поверхностью изделий благодаря равномерному распределению включающихся частиц диоксида циркония по всей поверхности и толщине покрытия.
Поставленная задача решается способом электроосаждения композиционных покрытий на основе никеля и наноразмерного диоксида циркония из электролита, содержащих соли никеля, включая хлорид никеля и частицы диоксида циркония, отличающимся тем, что с целью повышения микротвердости покрытия и его коррозионной стойкости в качестве солей никеля используют тетрагидрат ацетата никеля в количестве 60÷90 г/л, гексагидрат хлорида никеля в количестве 7÷15 г/л при рН 4,3÷4,7 с добавкой золя диоксида циркония, содержащего хлороводородную кислоту 1,5 моль/л и частицы диоксида циркония с размерами 2÷6 нм и концентрацией 15÷18 г/л, в количестве 6-56 мл/л, причем процесс электроосаждения проводят при температуре электролита 45÷55 °С и плотности тока 2÷12 А/дм2.
Введение в электролит никелирования золя диоксида циркония в концентрации 6-56 мл/л (в пересчете на чистый диоксид циркония 0,1÷1,0 г/л), агрегативно устойчивого в данном электролите, со средними размерами частиц в электролите 60-90 нм обеспечивает равномерное распределение частиц по объему электролита и одинаковую концентрацию у разных участков поверхности покрываемых изделий независимо от гидродинамических условий, причем золь-электролит готовят путем соединения электролита никелирования с золем-концентратом, содержащим хлороводородную кислоту в концентрации 1,5 моль/л и частицы диоксида циркония в концентрации 15÷18 г/л и средним диаметром 2÷6 нм.
Приготовленный по вышеуказанной методике электролит-золь обладает высокой во времени агрегативной и седиментационной устойчивостью, которые и обеспечивают вышеперечисленные его преимущества.
Примеры осуществления способа
Пример 1.
Покрытие, полученное из электролита следующего состава, г/л: Ni(CH3COO)2×4H2O - 60, NiCl2×6H2O - 7, pH - 4,3, с добавкой 6 мл/л золя диоксида циркония, содержащего хлороводородную кислоту 1,3 моль/л и частицы диоксида циркония с размером 2÷6 нм и концентрацией 16 г/л, при плотности тока 2 А/дм2, температуре электролита 45 °С, характеризуются микротвердостью 3,92 ГПа, скоростью коррозии в 1 М HCl 51 г/(м²·сут) и отсутствием питтинга.
Пример 2.
Покрытие, полученное из электролита следующего состава, г/л: Ni(CH3COO)2×4H2O - 75, NiCl2×6H2O - 10, pH - 4,5, с добавкой 29 мл/л золя диоксида циркония, содержащего хлороводородную кислоту 1,5 моль/л и частицы диоксида циркония с размером 2÷6 нм и концентрацией 17 г/л, при плотности тока 5 А/дм2, температуре электролита 50 °С, характеризуются микротвердостью 4,29 ГПа, скоростью коррозии в 1 М HCl 2,6 г/(м²·сут) и отсутствием питтинга.
Пример 3.
Покрытие, полученное из электролита следующего состава, г/л: Ni(CH3COO)2×4H2O - 90, NiCl2×6H2O - 15, pH - 4,7, с добавкой 56 мл/л золя диоксида циркония, содержащего хлороводородную кислоту 1,7 моль/л и частицы диоксида циркония с размером 2÷6 нм и концентрацией 18 г/л, при плотности тока 12 А/дм2, температуре электролита 55 °С, характеризуются микротвердостью 3,91 ГПа, скоростью коррозии в 1 М HCl 2,9 г/(м²·сут) и отсутствием питтинга.
Приведенные примеры продемонстрировали решение поставленной задачи и продемонстрировали устойчивость золя из наночастиц диоксида циркония в электролите никелирования.
Литература
1. Сайфуллин Р.С. Композиционные покрытия и материалы. - М.: Химия. - 1977. - 272 с.
2. L. Benea: Electrodeposition and tribocorrosion behavior Ni-ZrO2 // Journal Applied Electrochemistry. -2009. -Vol. 39, Р. 1671-1681.
3. F. Hou, W. Wang, H. Guo: Effect of dispersibility of ZrO2 nanoparticles in Ni-ZrO2 electroplated nanocomposite coatings on the mechanical properties of nanocomposite coatings // Applied Surface Science. -2006. -Vol. 252, P. 3812-3817.
4. W. Wang, F-Y. Hou, H. Wang, H-T. Guo: Fabrication and characterization of Ni-ZrO2 composite nano-coatings by pulse electrodeposition // Scripta Materialia. 2005. Vol. 53. pp. 613-618.
Claims (1)
- Способ электроосаждения композиционного покрытия на основе никеля и наноразмерного диоксида циркония из электролита, содержащего соли никеля и частицы диоксида циркония, отличающийся тем, что в качестве солей никеля используют тетрагидрат ацетата никеля в количестве 60-90 г/л и гексагидрат хлорида никеля в количестве 7-15 г/л при рН 4,3-4,7, в которые добавляют золь диоксида циркония, содержащий хлороводородную кислоту 1,3-1,7 моль/л и частицы диоксида циркония с размерами 2-6 нм и концентрацией 15-18 г/л, в количестве 6-56 мл/л, причем процесс электроосаждения проводят при температуре электролита 45-55 °С и плотности тока 2-12 А/дм2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014148689/02A RU2586371C1 (ru) | 2014-12-03 | 2014-12-03 | Способ электроосаждения композиционных покрытий на основе никеля и наноразмерного диоксида циркония |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014148689/02A RU2586371C1 (ru) | 2014-12-03 | 2014-12-03 | Способ электроосаждения композиционных покрытий на основе никеля и наноразмерного диоксида циркония |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2586371C1 true RU2586371C1 (ru) | 2016-06-10 |
Family
ID=56115380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014148689/02A RU2586371C1 (ru) | 2014-12-03 | 2014-12-03 | Способ электроосаждения композиционных покрытий на основе никеля и наноразмерного диоксида циркония |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2586371C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114289710A (zh) * | 2022-01-29 | 2022-04-08 | 河南科技大学 | 一种钎料中纳米氧化锆增强相表面镀镍的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2004125150A (ru) * | 2002-01-16 | 2005-06-10 | Альберта Ресеч Каунсил Инк. (Ca) | Полые неорганические мембраны, полученные электроосаждением металла или композиционного материала |
| RU2449063C1 (ru) * | 2011-04-05 | 2012-04-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Электролит никелирования |
-
2014
- 2014-12-03 RU RU2014148689/02A patent/RU2586371C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2004125150A (ru) * | 2002-01-16 | 2005-06-10 | Альберта Ресеч Каунсил Инк. (Ca) | Полые неорганические мембраны, полученные электроосаждением металла или композиционного материала |
| RU2449063C1 (ru) * | 2011-04-05 | 2012-04-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Электролит никелирования |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| WANG W. et al. Fabrication and characterization of Ni-ZrO2 composite nano-coatings by pulse electrodeposition. Scripta Materialia. 2005, Vol. 53, pp. 613-618. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114289710A (zh) * | 2022-01-29 | 2022-04-08 | 河南科技大学 | 一种钎料中纳米氧化锆增强相表面镀镍的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Microstructural, surface and electrochemical properties of a novel Ni–B/Ni–W–BN duplex composite coating by co-electrodeposition | |
| Beltowska-Lehman et al. | Ni–W/ZrO2 nanocomposites obtained by ultrasonic DC electrodeposition | |
| Eslami et al. | Effect of electrodeposition conditions on the properties of Cu–Si3N4 composite coatings | |
| Beltowska-Lehman et al. | Optimisation of the electrodeposition process of Ni-W/ZrO2 nanocomposites | |
| Allahyarzadeh et al. | Gradient electrodeposition of Ni-Cu-W (alumina) nanocomposite coating | |
| Allahkaram et al. | Properties of Al2O3 nano-particle reinforced copper matrix composite coatings prepared by pulse and direct current electroplating | |
| Li et al. | The influence of pulse plating parameters on microstructure and properties of Ni-W-Si3N4 nanocomposite coatings | |
| Beltowska-Lehman et al. | Effect of hydrodynamic conditions of electrodeposition process on microstructure and functional properties of Ni-W/ZrO2 nanocomposites | |
| Sung-Kyu et al. | Electrodeposition behavior and characteristics of Ni-carbon nanotube composite coatings | |
| Gül et al. | Effect of PC electrodeposition on the structure and tribological behavior of Ni–Al2O3 nanocomposite coatings | |
| Li et al. | Electrodeposition and characterization of Ni–SiC composite coatings from deep eutectic solvent | |
| Hashemi et al. | Effect of SiC nanoparticles on microstructure and wear behavior of Cu-Ni-W nanocrystalline coating | |
| Li et al. | Electrodeposition of homogenous Ni/SiO2 nanocomposite coatings from deep eutectic solvent with in-situ synthesized SiO2 nanoparticles | |
| Yasin et al. | Metallic nanocomposite coatings | |
| Shahzad et al. | Effect of concentration of TiC on the properties of pulse electrodeposited Ni–P–TiC nanocomposite coatings | |
| Robin et al. | Co-electrodeposition and characterization of Cu–Si3N4 composite coatings | |
| Xu et al. | Tribology and corrosion properties investigation of a pulse electrodeposition duplex hard-particle-reinforced NiMo nanocomposite coating | |
| Nazari et al. | A review on electroless Ni–P nanocomposite coatings: effect of hard, soft, and synergistic nanoparticles | |
| Kasturibai et al. | Pulse electrodeposition and corrosion properties of Ni–Si 3 N 4 nanocomposite coatings | |
| Pinate et al. | Electrocodeposition of Ni composites and surface treatment of SiC nano-particles | |
| Xing et al. | Investigation on microstructure and tribological performances of electrodeposited Ni-W-Y2O3 composite coatings | |
| Tseluikin et al. | Deposition of zinc-carbon nanotube composite coatings in the pulse-reverse mode | |
| RU2586371C1 (ru) | Способ электроосаждения композиционных покрытий на основе никеля и наноразмерного диоксида циркония | |
| Li et al. | Construction of ZrN enhanced Ni-W microcrystalline film and exploration of its wear and corrosion resistance | |
| Mohammadpour et al. | Structural effect of different carbon nanomaterials on the corrosion protection of Ni–W alloy coatings in saline media |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181204 |