Electrodeposition of nanocrystalline Ni-Mo coatings from citrate electrolyte solution

• Autorzy: Bełtowska-Lehman E. , Bigos A. , Indyka A. , Tarkowski L. , Kot M. , Morgiel J.

Warianty tytułu

PL

Elektroosadzanie nanokrystalicznych powłok Ni-Mo z cytrynianowych roztworów elektrolitów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The kinetics of Ni-Mo electrodeposition from an aqueous citrate complex bath of pH 8.5, containing molybdenum and nickel salt has been investigated by means of steady-state polarization measurements in a system with a rotating disk electrode (RDE). The partial current densities for Ni and Mo deposition as a function of the rate of mass transport were determined. The coatings were deposited on the steel substrates, under potentiostatic and galvanostatic conditions. Thick, crack-free Ni-Mo coatings containing 5÷20 wt. % of Mo were obtained at room temperature with cathodic current efficiencies up to 70%. The electrodeposits were analyzed by SEM, EDS and XRD techniques. The effect of cathodic current density on chemical composition, morphology, phase composition and residual stresses of Ni-Mo coatings has been investigated. The main factors influencing the morphology of coatings were discussed. The relationship between structural properties and functionality (wear and corrosion resistance) has also been determined.

PL

Elektroosadzanie powłok Ni-Mo prowadzono w wodnych, cytrynianowych roztworach elektrolitów o pH 8.5, zawierających sole niklu i molibdenu. Kinetyka procesu została zbadana za pomocą stacjonarnych pomiarów polaryzacji katodowej w układzie z wirującą elektrodą dyskową (RDE). Ustalono zależność pomiędzy parcjalną gęstością prądu katodowego w procesie rozładowania jonów Ni i Mo, a szybkością transportu masy do katody. Powłoki osadzano w temperaturze pokojowej na stalowych dyskach, w warunkach potencjostatycznych i galwanostatycznych. Otrzymano pozbawione pęknięć powłoki Ni-Mo zawierające od 5 do 20 procent masowych molibdenu, z wydajnością bliską 70%. Mikrostruktura uzyskanych powłok została scharakteryzowana z zastosowaniem następujących technik: SEM, EDS i XRD. Określono wpływ gęstości prądu katodowego na morfologię, skład chemiczny i fazowy oraz naprężenia własne powłok Ni-Mo. Ponadto ustalono zależność pomiędzy właściwościami strukturalnymi a funkcjonalnymi powłok, takimi jak odporność na korozję oraz na zużycie.

Słowa kluczowe

EN

electrodeposition; Ni-Mo coatings; ammonia-citrate baths

PL

elektroosadzanie; powłoki Ni-Mo; kąpiele amonowo- -cytrynianowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 369--372
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bełtowska-Lehman E.

autor

Bigos A.

autor

Indyka A.

autor

Tarkowski L.

autor

Kot M.

autor

Morgiel J.

• Institute of Metallurgy and Materials Science Polish Academy of Science,

Bibliografia

• [1] Brooman E. W.: Corrosion performance of environmentally acceptable alternatives to cadmium and chromium coatings: chromium – part I. Metal Finishing July (2000) 38-43.
• [2] Massalski T. B.: Binary alloy phase diagrams. ASM INTERNATIONAL, The Materials Information Society, The United States of America (1990).
• [3] Brenner A.: Electrodeposition of Alloys. Academic Press, New York, London (1963).
• [4] Chassaing E., Yu Quang K., Wiart R.: Mechanism of nickel-molybden alloy electrodeposition in citrate electrolytes. Journal of Applied Electrochemistry 19 (1989) 839-844.
• [5] Podlaha E. J., Landolt D.: Induced codeposition: II. A mathematical model describing the electrodeposition of Ni-Mo alloys. Journal of the Electrochemical Society 143 (1996) 893-899.
• [6] Akiyama T., Fukushima H.: Recent study on the mechanism of the electrodeposition of iron-group metal alloys. The Iron and Steel Institute of Japan 32 (7) (1992) 787-798.
• [7] Donten M., Cesiulis H., Stojek Z.: Electrodeposition of amorphous/nanocrystalline and polycrystalline Ni-Mo alloys from pyrophosphate baths. Electrochimica Acta 50 (2005) 1405-1412.
• [8] Fukushima H., Akiyama T., Akagi S., Higashi K.: Role of iron-group metals in the induced co-deposition of molybdenum from aqueous solution. Transaction of the Japan Institute of Metals 20 (1979) 358-364.
• [9] Przywóski A., Socha J., Rachwał R.: Elektrochemiczne osadzanie trójskładnikowych stopów metali z grupy chromu i żelaza. Część II. Współosadzanie molibdenu z niklem i żelazem. Powłoki Ochronne 13 (6) (1985) 9-16.
• [10] Chassaing E., Portail N., Levy A. F., Wang G.: Characterisation of electrodeposited nanocrystaltine Ni-Mo alloys. Journal of Applied Electrochemistry 34 (11) (2004) 1085-1091.
• [11] Crousier J., Eyraud M., Crousier J. P., Roman J. M.: Influence of substrate on the electrodeposition of nickel-molybdenum alloys. Journal of Applied Electrochemistry 22 (1992) 749-755.
• [12] Degrez M., Winand R.: Nickel molybdenum alloys electrodeposition on a steel substrate. Oberfläche Surface 8 (1990) 8-14.
• [13] Vasko A. T.: Elektrokhimiya molibdena i volframa. Naukova Dumka, Kiev (1977).
• [14] Murase K., Ando H., Matsubara E., Hirato T., Awakura Y.: Determination of Mo(VI) species and composition in Ni-Mo alloy plating baths by Raman spectra factor analysis. Journal of the Electrochemical Society 147 (2000) 2210-2217.