Електрохімічне осадження сплаву кобальту

Abstract

Електроосадження сплавів кобальту з тугоплавкими металами дозволяє отримувати покриття з унікальним поєднанням фізико-хімічних властивостей, недосяжних при використанні інших методів нанесення. Для осадження якісних покриттів сплавом кобальт-ванадій запропоновано використання цитратного електроліту. Покриття Co-V осаджували на сталеві зразки з цитратного електроліту при температурі 35-40 °С і густині струму 6-12 А/дм2, використовуючи кобальтові розчинні аноди. Вміст ванадію у покритті, осадженого при концентрації ліганда 0,3 моль/дм3, становить 0,1-0,5 мас.%. Підвищення концентрації ліганда до 0,4 моль/дм3 сприяє зв’язуванню кобальту в комплекси, а відповідно, вміст ванадію у покритті зростає до 0,6-1,2 мас.%. Причому тенденція зміни відсотку легувальних елементів з густиною струму зберігається. Осадженні покриття щільні, блискучі, без внутрішніх напружень і тріщин. Запропоновано склади електролітів і режими осадження покриттів Co-V з вмістом ванадію до 1,5 мас.% та виходом за струмом 50 %. Встановлено, що покриття Co-V відрізняються підвищеним вмістом вуглецю і являють собою тверді розчини заміщення, а морфологія поверхні отриманих покриттів істотно залежить від густини струму і змінюється від дрібнокристалічної до глобулярної сфероїдної. Оптимальною густиною струму для отримання якісних покриттів сплавом кобальту в гальваностатичному режимі є ік = 10 А/дм2. Управління складом гальванічних сплавів кобальту в досить широкому діапазоні концентрацій сплавотвірних компонентів досягається варіюванням параметрів електролізу, що дозволяє адаптувати технологію нанесення до потреб сучасного ринку.

Electrodeposition of cobalt alloys with refractory metals makes it possible to obtain coatings with a unique combination of physicochemical properties that are unattainable using other deposition methods. For the deposition of high-quality coatingswith a cobalt-vanadium alloy, it is proposed to use a citrate electrolyte. Co-V coating was deposited on steel samples from citrate electrolyte at a temperature of 35-40 °C and a current density of 5-12 A/dm2 using soluble cobalt anodes. The vanadium content in the coating deposited at a ligand concentration of 0.3 mol / dm3 is 0.1-0.5 wt%. An increase in the concentration of the ligandto 0.4 mol / dm3 promotes the binding of cobalt into complexes, and, accordingly, the vanadium content in the coating increases to 0.6-1.2 wt.%. Moreover, the tendency to change the percentage of alloying elements with current density remains. Deposition coatings are dense, shiny, without internal stresses and cracks. The proposed compositions of electrolytes and modes of deposition of Co-V coatings with a vanadium content of up to 1.5 wt.% And a current efficiency of 50%. It was found that Co-V coatings are characterized by increased carbon content and are substitutional solid solutions, and the surface morphology of the obtained coatings depends significantly on the current density and changes from fine-crystalline to globular spheroid. The optimal current density for obtaining high-quality coatings with a cobalt alloy in a galvanostatic mode is ік= 10 A / dm2. Management of the storage of galvanic cobalt alloys in a quite wide range of concentrations of alloy-forming components is achieved by varying the electrolysis parameters, which allows the deposition technology to be adapted to the needs of the modern market.