Електроліт для нанесення покриття кобальт-молібден

Реферат: UA 92758 U UA 92758 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до електролітичного нанесення сплаву Со-Мо на хромонікелеві сплави та нержавіючі сталі з метою створення покриття, що має підвищену адгезію та високі каталітичні, протикорозійні властивості. Відомий аміачно-цитратний електроліт для нанесення сплаву Со-Мо, що містить, моль/л: 0,2 сульфат кобальту, 0,042 молібдат-іонів, 0,3 іонів амонію, 0,28 цитрат-іонів. Температура 25 °C 2 та густина струму 2,5 А/дм [1]. Із зазначеного електроліту отримують покриття Со-Мо з вмістом молібдену до 50 % та виходом за струмом до 20 %. Відомий електроліт для нанесення сплаву Со-Мо, що має склад, г/л: сульфат кобальту 393,4; молібдат натрію - 290,4; натрій лимоннокислий - 470,4. Температура 25 °C та густина 2 струму 2,5 А/дм [2]. Із зазначеного електроліту отримують покриття Со-Мо, які мають високу корозійну стійкість з вмістом молібдену 40 %. Відомий також, вибраний за прототип, пірофосфатно-цитратний електроліт, що має склад, моль/л: сульфат кобальту - 0,1; молібдат натрію - 0,1; натрій лимоннокислий - 0,2; пірофосфат 2 калію - 0,2; сульфат натрію - 0,5 [3]. Осади отримували в діапазоні густин струму 1-10 А/дм . Із зазначеного електроліту отримують блискучі, рівномірні покриття, які добре зчеплені з поверхнею. Недоліком цього електроліту є те що, процес електролізу проводять при температурі 50 °C. В основу корисної моделі поставлено задачу створення електроліту для нанесення на поверхню хромонікелевих сплавів та нержавіючих сталей функціонального покриття Со-Мо, що має підвищену адгезію до носія, для отримання покриттів з високими вмістом молібдену в сплаві, проведення процесу електролізу без підігріву та високим виходом за струмом. Поставлена задача вирішується тим, що в відомий електроліт, який містить сульфат кобальту, молібдат натрію, пірофосфат калію, додатково додається хлорид амонію, хлорид калію та боратна кислота при такому співвідношенні компонентів (г/л): CoSO4 45-70 Na2MoO4 5-20 K4P2O7 230-465 NH4Cl 4-8 KCl 5-11 H3BO3 2-4,5. Введення до електроліту, що містить сульфат кобальту, молібдат натрію, пірофосфат калію, хлориду амонію приводить до утворення змішаного аміачно-пірофосфатного комплексу 2кобальту складу [Co(NH3)P2O7] . Завдяки ступінчастій дисоціації цього комплексу потенціал виділення кобальту з запропонованого полілігандного аміачно-пірофосфатного електроліту зсувається у негативний бік відносно до потенціалу виділення кобальту з пірофосфатноцитратного електроліту. Це забезпечує осадження кобальту на підкладку з хромонікелевих сплавів та нержавіючих сталей. Відомо що, іон амонію каталізує електрохімічну реакцію відновлення молібдатів до металу, тому додавання в електроліт хлориду амонію забезпечує збільшення вмісту молібдену в сплаві Co-Mo. Завдяки зміні електрохімічних параметрів процесу осадження підвищується якість адгезії покриття кобальтом до носія з неблагородних металів. Введення до електроліту хлориду калію забезпечує збільшення електропровідності електроліту. Боратна кислота забезпечує постійність рН електроліту. Запропонований електроліт готують таким чином: сульфат кобальту та молібдат натрію розчиняють у дистильованій воді та по краплях додають до водного розчину пірофосфату калію при постійному перемішуванні, після чого додають боратну кислоту, хлорид калію та контролюють рН розчину. Доводять рН до 10,5-11,2, додаючи при необхідності КОН. Процес осадження проводять при рН=10,5-11,2, температурі (18-25 °C) і густині струму 0,2-1 2 А/дм з використанням аноду зі сплаву Co-Mo. Приклад 1 Електроліт готують розчиненням компонентів у дистильованій воді у звичайних умовах при такому співвідношенні компонентів (г/л): сульфат кобальту 45 молібдат натрію 5 пірофосфат калію 230 хлорид амонію 4 хлорид калію 5 боратна кислота 2. Із зазначеного електроліту на носій з хромонікелевих сплавів та нержавіючих сталей осаджують покриття Со-Мо товщиною 2 мкм. Процес проводять при рН=10,5-11,2 і густині 2 струму 0,2 А/дм . Отримане покриття має підвищену адгезію до носія, вміст молібдену в сплаві 1 UA 92758 U 5 10 складає 40 %, процес електролізу проведено без підігріву впродовж 1,5 години та виходом за 3 струмом 47 %. Визначена швидкість корозії отриманого покриття сплавом в 0,1 моль/дм розчині сульфатної кислоти становить 0,04 мм/рік, а густина струму обміну водню на сплаві в -3 2 0,01 моль/л розчині сульфатної кислоти становить 3,510 А/дм (табл.). Приклад 2 Електроліт готують розчиненням компонентів у дистильованій воді у звичайних умовах при такому співвідношенні компонентів (г/л): сульфат кобальту 70 молібдат натрію 20 пірофосфат калію 465 хлорид амонію 8 хлорид калію 11 боратна кислота 4,5 Із зазначеного електроліту на носій з хромонікелевих сплавів та нержавіючих сталей осаджують покриття Со-Мо товщиною 3 мкм. Процес проводять при рН=10,5-11,2 і густині 2 струму 0,8 А/дм . Отримане покриття має підвищену адгезію до носія, вміст молібдену в сплаві складає 45 %, процес електролізу проведено без підігріву впродовж 32 хвилин та виходом за 3 струмом 50 %. Визначена швидкість корозії отриманого покриття сплавом в 0,1 моль/дм розчині сульфатної кислоти становить 0,03 мм/рік, а густина струму обміну водню на сплаві в 0,01 -3 2 моль/л розчині сульфатної кислоти становить 3,510 А/дм (табл.). 15 Таблиця Склад електроліту (г/л), режим та результат електролізу Сульфат кобальту Молібдат натрію Пірофосфат калію Хлорид амонію Натрій лимонно кислий Хлорид калію Борна кислота 2 Густина струму, А/дм Вихід за струмом, % Вміст молібдену в сплаві, % Густина струму обміну, А/дм" Швидкість корозії, мм/рік Зовнішній вигляд покриття Наявність тріщин та мікротріщин 20 25 Корисна модель Прототип 45-70 28,1 5-20 24,2 230-465 66 4-8 42,8 5-11 2-4,5 18-25 50 0,2-1 1-10 47-52 47 40-45 33-43 -3 3,510 0,03-0,04 покриття сірого кольору, покриття сірого кольору, має міцно зчеплене з носієм низьку адгезію відсутні тріщини Таким чином, з електроліту, що заявляється, можна отримати покриття Со-Мо на хромонікелеві сплави та нержавіючі сталі, що мають підвищену адгезію та високі каталітичні, протикорозійні властивості. Джерела інформації: 1. В.В Кузнецов, З.В Бондаренко, Т.В Пшеничкина, Н.В. Морозова, В.Н. Кудрявцев. Электроосаджение сплава Со-Мо из аммиачно-цитратного электролита. // Электрохимия. 2007, 43, вып. 3, с. 367-372. 2. М.А. Костин, B.C. Кублановский. Импульсный электролиз сплавов. К.: Наукова Думка, 1996, с. 48-49. 3. В.А. Громова, Ю.С. Японцева, B.C. Кублановский. Сплави Со-Мо електроосаджені із полілігандного електроліту. // Тези доп. II Всеукр. наук.-практ. конф. Молодих вчених., 26-28 квітня 2007 р. - Київ: НТУ "КПІ", с. 88. 2 UA 92758 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Електроліт для нанесення покриття Со-Мо, що містить сульфат кобальту, молібдат натрію, пірофосфат калію, який відрізняється тим, що додатково містить хлорид амонію, хлорид калію та борну кислоту при такому співвідношенні компонентів (г/л): CoSO4 45-70 Na2MoO4 5-20 K4Р2О7 230-465 NH4Cl 4-8 KСl 5-11 Н3ВО3 2-4,5. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3