Електрохімічне осадження сплаву олово–цинк з цитратно–аміакатного електроліту

Abstract

Досліджено катодні процеси електрохімічного осадження сплаву олово–цинк в цитратно–аміакатних електролітах. Концентрації основних компонентів досліджуваного електроліту (г/дм3): олова хлорид (SnCl2·2H2O) – 44, цинку оксид (ZnO) – 4, амонію хлорид (NH4Cl) –100, натрію цитрат (Na3C6H5O7) –100. Столярний клей (1,5 г/дм3) та неонол (4 мл\дм3) додавали в електроліт як поверхнево–активні речовини. Встановлено, що якісні покриття без підігріву та перемішування осаджуються тільки в діапазоні pH від 6,0 до 7,0. Додавання до електроліту вказаних речовин очікувано призводило до гальмування відновлення металів, покращення кристалічної структури осаду, але зменшувало катодний вихід за струмом. Дослідження, проведені за допомогою комірки Хулла, показали, що електроліт, який містить неонол як поверхнево–активну речовину, продемонстрував найкращу розсіювальну здатність у порівнянні з іншими розчинами. Залежність виходу сплаву за струмом від катодної густини струму показала, що в діапазоні густин струму від 0,5 А/дм2до 4 А/дм2 вихід за струмом нелінійно зменшується з 82% до 52%. Експериментально одержана залежність вмісту цинку в сплаві від катодної густини струму показала можливість одержання сплавів з вмістом цинку від 8% до 33%. Одержані результати дозволили визначити, що для осадження сплаву з вмістом цинку 20–25 %, який забезпечує найкращі антикорозійні властивості покриття, необхідно здійснювати процес при катодній густині струму 1,5–2,0 А/дм2, при цьому вихід за струмом складає близько 70 %, швидкість осадження сплаву –0,44–0,54 мкм/хв. Одержані покриття мають напівблискучий вигляд, дрібнокристалічну структуру, світло–сірий колір, добре зчеплені з основою.

The cathodic processes of electrochemical deposition of a tin–zinc alloy in citrate–ammonia electrolytes have been investigated. The content of the main components of the investigated electrolyte (g/dm3): SnCl2·2H2O –44, ZnO –4, NH4Cl –100, Na3C6H5O7 –100. Wood glue (1.5 g/dm3) and neonol (4 ml/dm3) were added to the electrolyte as surfactants. It was found that high–quality coatings are deposited without heating and stirring only in the pH range from 6,0 to 7,0. The addition of these substances to the electrolyte is predicted to lead to inhibition of the reduction of metals, an improvement in the crystal structure of the deposit, but decreases the cathodic current efficiency. Hull cell studies showed that an electrolyte containing neonol as a surfactant showed better throwing power compared to other solutions. The dependence of the current efficiency of the alloy on the cathode current density showed that in the range of current densities from 0.5 A/dm2 to 4 A/dm2, the current efficiency decreases nonlinearly from 82 % to 52 %. The experimentally obtained dependence of the zinc content in the alloy on the cathodic current density showed the possibility of obtaining alloys with a zinc content of 8 % to 33 %. The obtained results allowed us to determine that for the deposition of an alloy with a zinc content of 20–25 %, which provides the best anti–corrosion properties of the coating, it is necessary to carry out the process at a cathodic current density of 1,5–2,0 A/dm2, while the current efficiency is about 70 %, and the deposition rate alloy is 0,44–0,54 μm/min.The received coatings have a semi–bright appearance, a fine–grained structure, light gray color, they are strongly adhered to the substrate.