Определение рассеивающей способности электролитов никелирования (стр. 2 из 2)

Преимущества щелевой ячейки перед другими ячейками сравнения:

1) катодное распределение тока в ней не зависит ни от формы, ни от расположения находящегося за щелью анода;

2) щель, играющая роль неполяризующегося анода, не вызывает концентрационных изменений в электролите. [5]

Рассеивающая способность электролита количественно может быть определена как отношение потенциала поля поляризации к потенциалу предельного поля поляризации:

(1.4)

Практически отношение (1.5) может быть найдено по первичному и вторичному распределению тока по уравнению:

(1.5)

Здесь

- вторичное распределение тока; первичное распределение тока;

Заменив

на распределение металла ( — масса покрытия на секции; — средняя масса покрытия), можно определить рассеивающую способность по металлу (РС_М).

2. ЯЧЕКА МОЛЕРА И МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РС

2.1Сооружение ячейки Молера

Стандартная ячейка имеет длину катода ℓ = 100 мм, ширину катодного пространства h = 42,5 мм. В этой ячейке отношение максимальной плотности первичного распределения тока к минимальной равно 10, что позволяет исследовать рассеивающую способность электролитов в довольно широком диапазоне плотностей тока. Уравнение для расчета рассеивающей способности в этой ячейке имеет следующий вид:

(2.1)

Ячейка представляет собой плоский прямоугольный сосуд, вдоль одной из стенок которого (длиной ℓ) располагается катод. Анодом служит щель (шириной от 1 до 2% длины катода) между боковой стенкой и перегородкой, расположенной на расстоянии h от катода. Преимущество щелевой ячейки перед другими ячейками в том, что катодное распределение тока в ней не зависит ни от формы, ни от расположения находящегося за щелью реального анода; кроме того, щель, являющаяся в данном случае неполяризующимся анодом, не вызывает концентрационных изменений в растворе, а изменяя геометрические размены ячейки h и ℓ. можно получить любое распределение плотностей тока на подложке.

Распределение тока и металла определяют с помощью разборного катода. Разборный катод состоит из специального измерительного блока (см. приложение VIII) и 10 секций — пластин, изготовленных из алюминия толщиной 2—3 мм. Ширина секции — 9,5 мм, длина—125 мм. Подготовка поверхности секций перед нанесением покрытия описана в приложении II. [5] После проведения предварительной подготовки катодные секции тщательно сушат и взвешивают. Затем на их нерабочую сторону наносят химически стойкий в исследуемом электролите лак. Его следует наносить так, чтобы верхняя часть секции (около 30 мм) осталась неизолированной. Подготовленные таким образом секции помещают в измерительный блок. Необходимо тщательно следить за равномерностью прижима секций к контактам измерительного блока. Для получения качественного покрытия на всех секциях среднюю плотность тока следует выбирать, исходя из того, что действительное значение плотности тока на ближних к щели секциях катода значительно выше среднего.

Для проведения опытов собирают электрическую схему. Блок с закрепленными в нем катодными секциями 1 помещают в специальные пазы ячейки 2. В ячейку погружают предварительно протравленный и промытый анод 3, заливают подогретый при необходимости до нужной температуры электролит до уровня примерно 50 мм, ячейку закрывают крышкой и включают ток. Продолжительность электролиза выбирают, исходя из необходимости получения покрытия средней толщиной около 10 мкм. Во время электролиза температуру электролита следует поддерживать с точностью ±2 ⁰С.[5]

Распределение металла определяют по изменению массы катодных секций за время электролиза.

По окончании электролиза выключают ток, извлекают катодные секции из измерительного блока, промывают в горячей воде, удаляют в ацетоне лак, сушат их и взвешивают.

Рис 3. Щелевая ячейка Молера

2.2 Методика определения РС

По результатам измерений на разборном катоде массу покрытия (

) на каждой пластине, г, вычисляют по формуле:

(2.2)

где

- масса каждой пластины после электролиза, г;

-масса каждой пластины до электролиза, г.

Среднюю массу покрытия одной пластины (

), г, вычисляют по формуле

(2.3)

Относительное распределение массы покрытия (

) вычисляют по формуле:

(2.4)

По результатам измерений на сплошном катоде среднюю толщину покрытия (

) мкм, вычисляют по формуле:

(2.5)

Относительное распределение толщины покрытия (

) вычисляют по формуле:

(2.6)

Рассевающая способность в обоих случаях рассчитывается по формуле:

(2.7)

где

- абсолютные величины разностей или 6,37 – коэффициент, определяемый первичным распределением тока.

За результат определения PC принимают среднее арифметическое результатов трех измерений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проделанный мной литературный обзор позволяют сделать следующие выводы:

1. Рассеивающая способность является очень важной характеристикой, своего рода КПД электролита, но к сожалению многие исследователи не указывают рассеивающую способность в своих работах , что подвергает сомнению достоверности .

2. Дальнейшее исследования по определению рассеивающей способности в изготовленной мной ячейки Молера являются актуальными.

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Гамбург Ю.Д. Гальванические покрытия. Справочник по применению /Ю.Д. Гамбург. —Москва: Техносфера, 2006. – 216 с.
2. Кудрявцев Н.Т. Электролитические покрытия металлами: Химия, 1979. – 352 с.
3. Учебное пособие для вузов/ Н.Г. Бахчисарабцьян, Ю.В. Борисоглебский, Г.К. Буркат и др. — Киев: 3-е изд. 1990.
4. Вирбилис С. Гальванотехника для мастеров. Пер. с польского/Под редакцией А.Ф. Иванова Металлургия 1990 –208 с.
5. ГОСТ 9.309-86.
6. Садаков Г.А. Гальванопластика – Машиностроение 1987. –288с.
7. Справочные материалы по гальванопластике
8. Электроосаждение металлических покрытий Справ. изд. Беленький М.А., Иванов А.Ф. Металлургия 1985. –288с.
9. Ямпольский А.М. Гальванотехника / А.М. Ямпольский. –Ленинград: Машгиз, 1952. – 146 с.
10. Ямпольский А.М. Ильин В.А Краткий справочник гальванотехника / Москва–Ленинград: 1962. – 244 с.