Badania wpływu związków organicznych i cząstek dyspersyjnych na kinetykę elektroosadzania hybrydowych warstw kompozytowych Ni-SiC-fluoropolimer

• Autorzy: Szeptycka B. , Gajewska A.

Warianty tytułu

EN

Investigation of the influence of the organic compounds and the dispersion particles on the kinetics of electrodeposition of the hybrid composite Ni-SiC-fluoropolymer layers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Osadzano elektrochemicznie hybrydowe powłoki kompozytowe z osnową niklową i cząstkami ceramicznymi SiC oraz cząstkami fluoropolimerów: PTFE i CFx. W tabeli l podano charakterystykę cząstek użytych w badaniach. Na rysunkach l oraz 2 przedstawiono dyfraktogramy badanych cząstek SiC i politetrafluoroetylcnu. Rysunki 3 i 4 ilustrują liniowy rozkład węgla i krzemu w hybrydowej powłoce kompozytowej Ni-SiC-PTFE. Badania przeprowadzano w niskostężeniowej (NS) kąpieli do niklowania zawierającej dodatek blaskotwórczy HRN i cztery związki powierzchniowo czynne. Jako katody użyto blaszek niklowych o powierzchni l cm . Elektrodą odniesienia była elektroda chlorosrebrna, a elektrodą porównawczą elektroda platynowa. Rejestrowano katodowe krzywe chronowoltamperomctryczne w zakresie od -0,6 do -1,2 V z szybkością przemiatania 5 mV/s. Proces prowadzono w temp. 45š1°C przy pH 4. Roztwór mieszano z użyciem mieszadła magnetycznego z szybkością 500 obr/min. Badano wpływ obecności proszku SiC i dyspersji tarflenowej oraz dodatku blaskotwórczego i zwilżaczy na kinetykę redukcji jonów niklu (II). Na rysunku 5 przedstawiono zależność szybkości reakcji redukcji jonów Ni2+ w obecności związków powierzchniowo czynnych względem szybkości dla kąpieli niklowej bez dodatków od stężenia tych dodatków w kąpieli. Takie same wykresy dla kąpieli niklowej zawierającej dodatek blaskotwórczy HRN przedstawiono na rysunku 6. Wprowadzenie SiC do kąpieli niklowej powoduje przesunięcie potencjału katodowego w kierunku ujemnym (rys. 7). Dodatek zwilżaczy wywiera odwrotny wpływ - potencjał katodowy przesuwa się w kierunku dodatnim (rys. 8). Podobne zależności otrzymano dla dyspersji tarflenowej i przedstawiono je na rysunkach 9 i 10. Na rysunku 11 pokazano krzywe polaryzacji katodowej dla pięciu hybrydowych kąpieli kompozytowych (tab. 2). Zmiany w kinetyce redukcji jonów niklu (II) dla tych kąpieli przedstawia rysunek 12. Wprowadzenie do kąpieli, zawierającej dodatek blaskotwórczy i zwilżacz, dwóch rodzajów cząstek we wszystkich przypadkach powodowało zmniejszenie szybkości reakcji redukcji jonów niklu (II) w porównaniu z szybkością dla kąpieli bez dodatków. W tabeli 3 przedstawiono potencjały osadzania hybrydowych warstw kompozytowych przy gęstości prądu 4 A/dm oraz zawartość wbudowanych cząstek dyspersyjnych. Najmniejsze przesuniecie potencjału osadzania wykazały warstwy z SiC1OOO, CFx i WFK1, a największe z SiCnano, DT i WFK1. Stwierdzono wpływ dodatku blaskotwórczego i ZPC na współosadzanie cząstek dyspersyjnych. ZPC powodowały prze­sunięcie potencjału redukcji jonów niklu (II) w kierunku ujemnym lub dodatnim, a dodatek blaskotwórczy i cząstki dyspersyjne w kierunku ujemnym.

EN

In present work the hybrid composite electrochemical coatings were prepared with nickel matrix and SiC as the ceramic particles and PTFE or CFx as polymer particles. Table 1 shows the particle's character. X-ray diffraction pattern for the dispersed particles of SiC and polytetrafluoropolymer are given in Figures 1 and 2. Linear distribution of carbon (Fig. 3) and silicon (Fig. 4) in the hybrid composite coating Ni-SiC-PTFE was given. Studies were carried out in the low-concentration nickel bath (NS) containing the brightening agent HRN and the four surfactants (ZPC). Nickel with a surface of 1 cm2 was used as cathode, silver-silver chloride as reference electrode and platinum as auxiliary electrode. Cathodic voltammetric curves with continuously changing potential were recorded in the range from -0.6 to -1.2 V with a sweep rates of 5 mV/s. The temperature of bath was 45š1°C and pH was 4. The solution was stirred with a magnetic stirrer at a rate of 500 revolution/minute. The influence of the following factors on the kinetics of nickel ion reduction was studied: presence of SiC powder and teflon dispersion, addition of brightening and wetting agents. The dependence of the current deposition of nickel from a bath containing surfactants versus the current deposition from a bath without additives in the potential -950 mV from the surfactant concentration is given in Figure 5. This same dependence for a bath with brightening agent HRN as a comparative bath is presented in Figure 6. Introduction of SiC powder to the solution NS causes the shift of curves towards more negative potentials (Fig. 7). Addition of surfactants caused a shift of cathodic curve towards more positive potentials (Fig. 8). Similar dependencies are presented for the teflon dispersion in Figures 9 and 10. Curves of cathodic polarisation for five of the hybrid composite nickel bath (Tab. 2) are presented in Figure 11. Changes in kinetics of the nickel ion reduction from these baths are presented in Figure 12. In every case, the introduction of two species dispersed particles to the bath containing the brightening and wetting agent caused a lowering of the electrochemical reaction rate versus this rate for a bath without additives. In Table 3 is presented the potential deposition of layers in the current density 4 A/dm2 and the contents of the dispersed particles in the coating. This potential is least shifted for the bath containing SiC1OOO, CFx and WFK1 as wetting agent and most for the bath containing SiCnano, teflon dispersion and this same surfactant. The codeposition of a SiC and fluoropolymer with electrodeposited nickel coatings, are found to be affected by the brightening and wetting agents present in the electrolyte. Generally, the wetting agents caused a lowering or heightening of overpotential of nickel ion reduction, brightening agent caused a lowering this overpotential and the dispersed particles too.

Słowa kluczowe

PL

nikiel; kompozyty; hybrydy; powłoka elektrochemiczna; współczynnik tarcia

EN

nickel; composites; hybrid; electrochemical coatings; SiC; fluoropolymer

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2003
• Tom: R. 3, nr 6
• Strony: 23--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Szeptycka B.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, ul. Duchnicka 3, 01-796 Warszawa

autor

Gajewska A.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, ul. Duchnicka 3, 01-796 Warszawa

Bibliografia

• [1] Buelens C., Fransaer J., Celis J.P., Roos J.R., Galvanotechnik 1995, 86, 3, 746.
• [2] Celis J.P., Roos J.R., Buelens C., Fransaer J., Trans. Inst. Metal Finish. 1991, 69, 4, 133.
• [3] Celis J.P., Roos J.R., Buelens C., J. Electrochem. Soc. 1987, 134, 1402.
• [4] Valdes J.L., J. Electrochem. Soc. 1987, 134, 223C.
• [5] Gugliemi N., J. Electrochem. Soc. 1972, 119, 1009.
• [6] Celis J.P., Roos J.R., J. Electrochem. Soc. 1977, 124, 1508.