Спосіб отримання кобальтовмісних покриттів на алюмінії та його сплавах

УКРАЇНА (19) UA (11,9330 (із, U (51,7C25D11/O2 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ видасться під відповідальність власника патенту (54, СПОСІБ ОТРИМАННЯ КОБАЛЬТОВМІСНИХ ПОКРИТТІВ НА АЛЮМІНІЇ ТА ЙОГО СПЛАВАХ 1 (21,U200502607 (22, 22 03 2005 (24, 15 09 2005 (46, 15 09 2005 Бюл № 9 2005 р (72) Сахненко Микола Дмитрович, Ведь Марина Віталіївна, Ярошок Тамара Петрівна, Богоявленська Олена Володимирівна {73, НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ' (57, 1 Спосіб отримання кобальтовмісних покриттів на алюмінії та його сплавах, який полягає в тому, що анодування здійснюють при густині струму 1-10 А/дм , напрузі формування 160-220 В, який відрізняється тим, що оксидування проводять при температурі розчину 20-25°С впродовж 40-60 хвилин з електроліту, що містить калш пірофосфат, кобальт сульфат та натрій гідроксид при такому співвідношенні компонентів, г/л калій пірофосфат 30,0-50 0 кобальт сульфат 90,0-150,0 натрій гідроксид 0,5-1,0 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим що попередньо поверхню алюмінія та його сплавів анодно травлять в гальваностатичному режимі при густині струму 8-Ю А/дм2, температурі 40-50°С впродовж 15-25 хвилин при перемішуванні з електроліту, що містить натрій хлорид, натрій перхлорат, натрій нітрат при такому співвідношенні компонентів г/л натрій хлорид -, 10-15 натрій перхлорат 5-10 натрій нітрат 2-5 Корисна модель належить до електрохімічної обробки матеріалів зокрема алюмінію та його сплавів що можуть бути використай» як каталітично активні покриття з високими антикорозійними властивостями в ХІМІЧНІЙ промисловості, автотранспорті, енергетиці Відомий спосіб катодного електроосадження блискучих покриттів кобальтом на сталеві зразки [1], що проводять при густині струму 1-ЗА/дм2 температурі розчину 2040°С, при рН=9 5-10,0 з комплексного електроліту, що містить кобальт сульфат калій пірофосфат, калій хлорид, бутиндюл при такому співвідношенні компонентів моль/л кобальт сульфат 02 калій пірофосфат 1,0 калій хлорид 0,1 бутиндюл 01 Недоліками цього способу є неможливість отримання кобальтвмісних покриттів на алюмінії та його сплавах Відомий спосіб, обраний за прототип, отримання забарвлених покриттів на вентильних металах та сплавах [2], коли електролітичне оксидування проводять в умовах мікродугових розрядів на постійному або змінному струмі, при густині струму 0,5-20 ОА/дм2 кінцевій напрузі формування 110-250В, з електроліту, що містить натрій дипдрофосфат буру, кобальт (II) фосфат натрій гексаметафосфат та натрій або калій вольфрамат при такому співвідношенні компонентів, г/л натрій дипдрофосфат 3-7 бура 4-7 кобальт (II) фосфат 6-15 натрій гексаметафосфат 20-60 натрій або калій вольфрамат 4-8 Недоліками цього способу є використання багатокомпонентного електроліту складного в приготуванні та подальшій коректировці в процесі роботи Покриття, що отримують, є гладкими емалеподібними, низькопоруватими, товщиною 3-20мкм Такі властивості поверхні покриттів як низька питома площа та досить малий вміст кобальту (до 32мас %) не можуть забезпечити достатньо каталітичну активність матеріалу В основу корисноГ моделі поставлено задачу отримати покриття з високим вмістом кобальту товщиною до 200мкм, міцно зчепленого з алюмінієм та його сплавами з високорозвиненою поверхнею Поставлена задача досягається тим, що отримання кобальтвмісних покриттів на алюмінії та його сплавах, проводять в анодноіскровому режимі при максимальній напрузі іскріння 160-220В густині струму 1-10А/дм2, температурі розчину 20-25°С впродовж 40-60 хвилин з електроліту, що містить калій пірофосфат, ко со о> 9330 бальт сульфат та натрій гідроксид при такому співвідношенні компонентів, г/л. калій пірофосфат 30,0-50,0 кобальт сульфат 90,0-150,0 натрій гідроксид 0,5-1,0 Перед анодуванням алюміній та його сплави піддають формоутворюючій обробці з метою збільшення ефективної площі поверхні Процес анодного травлення проводять в гальваностатич2 ному режимі при густині струму 8-ЮА/дм , температурі 40-50°С впродовж 15-25 хвилин при перемішуванні з електроліту, що містить натрій хлорид, натрій перхлорат, натрій нітрат при такому співвідношенні компонентів, г/л натрій хлорид 10-15 натрій перхлорат 5-10 натрій нітрат • 2-5 Формоутворююча обробка поверхні алюмінія та його сплавів в хлоридвмісному електроліті дозволяє збільшити її ефективну площу у 3-5 разів Застосування комплексного електроліту, що містить калій пірофосфат, кобальт сульфат та натрій гідроксид дозволяє отримати покриття з високим вмістом кобальту (до 75%), що забарвлені в темно-синій колір.Анодно-іскровий режим обробки забезпечує отримання товстошарових, дрібнокристалічних покриттів, міцно зчеплених з алюмінієм та його сплавами, з включеннями кобальту у вигляді дрібних крапель Отриманим по криттям притаманні висока корозійна стійкість, яку 1 визначали з використанням методу імпедансної 1 спектроскопії Каталітичну активність визначали для модельної реакції відновлення водню Критерієм каталітичної активності є логарифм струму обміну (-Ідіо).Якісний аналіз на визначення кобальту в покритті проводили методом рентгенівського флюоресцентного аналізуЗапропонований спосіб здійснюють наступним чином Зразок з алюмінію або його сплаву знежирюють ацетоном. Потім проводять процес анодного травлення в гальваностатичному режимі при густині струму 82 ЮА/дм , температурі 40-50°С впродовж 15-25 хвилин при перемішуванні з електроліту, що містить натрій хлорид, натрій перхлорат, натрій нітрат при такому співвідношенні компонентів, г/л натрій хлорид 10-15 натрій перхлорат 5-10 натрій нітрат 2-5 Наступне анодування проводять в анодноіскровому режимі при максимальній напрузі формування 160-220В, густині струму 1-ЮА/дм2, температурі розчину 20-25°С, впродовж 40-60 хвилин з електроліту, що містить калій пірофосфат, кобальт сульфат та калій гідроксид при такому співвідношенні компонентів: калій пірофосфат 30,0-50,0 кобальт сульфат 90,0-150,0 натрій гідроксид 0,5-1,0 Прототип Матеріал носія вентильні метали та сплави Склад електроліту, натрій дипдрофосфат 3-7 бура 4-7 г/л кобальт фосфорнокислий (II) 6-15 натрій гексаметафосфат 20-60 натрій або калій вольфрама 4-8 Морфологія погладкі, емалеподібні покриття, забарвлені в колір від світло-блакитного до верхні темно-синього Вміст кобальту, % Корозійна СТІЙКІСТЬ, мм/рік Каталітична активність, (-Ідіо) 32 Корисна модель алюміній та його сплави калій пірофосфат кобальт сульфат калій гідроксид 30-50 90-150 0,5-1,0 високорозвинені, товстошарові, дрібнокристалічні покриттів, міцно зчеплені з носієм, забарвлені в темно-синій колір, з включеннями кобальту у вигляді дрібних крапель 75 0,146 3,83* * - за літературними даними [3] ВІДОМІ значення логарифму струму обміну (-Ідіо) Для платини дорівнює 3,0, а для кобальту 4,6-5,0. Комп'ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 42,01601