Умови формування цинк-нікелевого сплаву з аміакатно-гліцинатного електроліту низької концентрації

Abstract

Покриття сплавами цинк-нікель розглядаються як заміна покриттів кадмієм. Корозійна стійкість покриття сплавами цинк-нікель залежить від фазового складу покриття. Так, при вмісті нікелю 8-14 ваг. % (переважно γ-фаза) відрізняються корозійною стійкістю у 5 разів більшою у порівняні з цинковими покриттями. В свою чергу склад і структура покриттів визначається умовами їх отримання головним чином, типом електроліту і режимами електролізу. Мета роботи – визначити вплив складу амонійно-гліцинатного електроліту низької концентрації на електродні процеси при формуванні покриттів сплавом цинк-нікель. Матеріали та методи дослідження. Кінетику електродних процесів на цинкових та нікелевих зразках площею від 1 до 5 см² в аміакатно-гліцинатному електроліті досліджували шляхом аналізу поляризаційних залежностей за допомогою потенціостату ПІ-50.1 у триелектродній комірці. У якості електроду порівняння використовували насичений хлоридсрібний електрод, значення потенціалів наведено за цим електродом. Вольтамперограми одержували зі швидкістю розгортання потенціалу 50 мВ/с. Значення рН електролітів контролювали рН-метром CT-6020A. Методом поляризаційних досліджень визначено вплив кислотності змішаного аміачно-амінокислотного електроліту на кінетичні закономірності електродних процесів при співосадженні нікелю й цинку. Хід поляризаційних залежностей виділення сплаву дозволяє припустити наявність двох сповільнених стадій – електрохімічної та дифузійної. Виділення сплаву при підвищенні рН електроліту відбувається з більшою перенапругою як на нікелевому, так і на цинковому електродах. Цинк починає співосаджуватися з нікелем при потенціалах більш від’ємних за – 1,2 В. Встановлено, що змінюючи умови електролізу, можна отримувати цинк-нікелеві сплави з необхідними захисними характеристиками.

Zinc-nickel alloys coatings are considered to replace cadmium coatings. The corrosion resistance of the zinc-nickel alloy depends on the phase composition of the coating. Thus, the alloy coatings with nickel content of 8 –14 wt. % (mainly the γ-phase) are characterized by corrosion resistance 5 times greater than zinc coatings. In turn, the composition and structure of the coatings is determined by the conditions of their production, primarily by the type of electrolyte and electrolysis modes. The aim of the work is to determine the effect of the low concentration ammonium glycinate electrolyte composition on electrode processes during the formation of coatings with a zinc-nickel alloy. Materials and research methods. The kinetics of electrode processes on zinc and nickel samples with surface area from 1 to 5 cm² in ammonia-glycine electrolyte was studied by analyzing polarization dependencies using a PI-50.1 potentiostat with three electrode cell. A saturated silver chloride electrode was used as a reference electrode, and the potentials are given according to this electrode. Voltammograms were obtained at a potential scan rate of 50 mV/s. The pH value of the electrolytes was monitored using CT-6020A pH meter. The effect of pH value of a mixed ammonium-amino acid electrolyte on the kinetic regularities of electrode processes during the nickel and zinc codeposition was determined by the polarization method. The shape of the polarization dependences of alloy deposition allows suggesting the presence of two limiting stages – electrochemical and diffusion. When pH of the electrolyte increases the alloy deposition occurs with greater overvoltage on both nickel and zinc electrodes. The zinc codeposition with nickel begins at potentials more negative than –1.2 V. Thus, it is possible to obtain zinc-nickel alloys with the necessary protective characteristics by changing the conditions of electrolysis.