Гальвано - химиялық әдіспен композициялық жаБынДыларды алу

Жұмыс мақсаты: алюминий үлгілерде гальвандық композициялық жабуларды алу.

Жалпы мәліметтер

Композициялық материалдар коррозиядан қорғауда бағалы қасиеттерге ие, сондықтан да олар әртүрлі өнеркәсіп салаларында жиі қолданылады.

Келешегі зор жабындылардың біреуі, химиялық әдіспен газды ортада төмен температураларда алынған мыс - фосфорлық қаптамалары болып келеді. Бұл технологияда натрий гипофосфиті өндірісінде және фосфорлық шламдарды қайта өңдеуде бөлінетін газдар қолдануға болады. Алынған қаптамалар қорғағыш-декоративті қасиеттерге ие және металдау процестерінде астыңғы қабат ретінде қолданылады.

Кең қолданылатын қаптауларға химиялық жолмен алынатын никель-фосфорлы жабындылар жатады. Гальваникалық никельденген жабындылармен салыстырғанда бұлардың біршама ерекшеліктері бар: коррозиялық берік, қатты, тозуға шыдамды, сонымен қатар күрделі профильдік беттерді біркелкі жабуға болады..

Химиялық никельдеу процесі натрий гипофосфитінің ыдырауына катализатор болып келетін металдардың (Fe, Al) беттерінде өздігімен өтеді. Химиялық никельді жабындылар жоғары қаттылықа және сілтілердің, органикалық қышқылдардың әрекетіне тұрақтылықа ие.

Композициялық жабындылар металдардың (әсемдік, электрлік- жылу өткізгіштік) және бейметалдардың (қызуға тұрақтылық, жоғары қаттылық) қасиеттерін бірлестіреді.

Алдын ала үлгілердің беттеріне дисперсиялық қатты бөлшектерді бекітіп, содан соң арнайы құрамдағы электролиттерде ток тығыздығын 5 А/дм² дейін ұстап матрицаның металын керекті қалындығын қондыру арқылы композициялық жабындыларды алу технологиясы [26] жұмыста қөрсетілген. Бұл процестің толық зерттеуі бірқатар жетіспеушіліктері бар екенін көрсетті, олардың негізгісі күрделі кескін үлгілердің беттерінде біркелкі композициялық алуға мүмкін болмауы.

Авторлармен [27] өңделген гальвано - химиялық композициялық жабындылардың алу барысында алдымен бұйым беттерінде бейметалл қабат құрылады, бұл қабат тотықсыздандырғыш газбен өңдеу кезінде бекітіледі. Арасын металл фазамен (матрицамен) толтыруды гальваникалық тәсілмен өткізеді.

Түзілетін электр өткізгіш қабат кез келген бұйымдарда жоғары сападағы композициялық жабындыларды алуға мүмкіндік береді.

ӨЗІНДІК ЖҰМЫСҚА АРНАЛҒАН ТАПСЫРМАЛАР

Бақылау сұрақтар

1. Металлфосфорлық жабындылардың физикалық – химиялық қасиеттері.

2. Сәндік өрнекті жабындылар.

3. Сәндік бірқалыпты жабындылар.

4. Көп құрамды қорытпалар.

5. Химиялық патинирование.

6. Жібекше біртүсті қорғаныш - сәндік жабындылар.

7. Қатпарлы текстураланған металл жабындыларды алу тәсілдері.

8. Өрнекті сәндік жабулар: искрит, хром агатты, кристаллит. Оларды алудың тәсілдері.

9. Металл жабындыларды түстендіру.

10. Мыс күкіртті қосыластермен («күкіртті бауырмен») түстендіру.

11. Алюминийді эмальдау процестері, сүт - эмальды пленкаларды алу үшін жоғары термокүштілік.

Қондырғылар және реактивтер: алюминийлік үлгі, РН₃ алу қондырғысы, CuSO₄ ерітіндіcі, түзеткіш, секундомер.

Жұмыс орындау әдістемесі

Алюминийлік үлгіні зімпаралы қағазбен тазалап. майсыздандыру үшін арнайы ерітіндіде, г/л: Na₂CO₃ -30, Na₂SiO₃-30, температура 50^оС және сұйытылған H₂SO₄ өңдеу. №3 жұмыста берілген қондырғыда мына құрамдағы ерітіндісінде (г/л): H₂SO₄-300, ток тығыздығы 4 А/дм² 20^оС температурада алюминийлік үлгіні анодталады.

Алюминийлік үлгіні тұрақты ток көзінің оң полюсына қосып, катод ретінде болат қолданылып 10 минут ішінде процесс жүреді.

Процесс аяқталғанда үлгіні ағын сумен жуып, кептіреді. CuSO₄ (150-200 г/л) ерітіндісінде 5 минут ішінде суландырады. Үлгіні сүзгш қағазбен кептіріледі. Герметикалық ыдыста 5 минут ішінде фосфин-газбен өңделеді. Үлгінің ауданын, жуандығын өлшеп, электролизерге катод ретінде бекітіп электротұнбалау процесін мына құрамдағы электролитте өткізіледі, г/л:

CuSO4·5H2O -50-60

Na₂P₂O₇·10H₂O -120-130

Na₂HPO₄·12H₂O-90-100

ток тығыздығын 0,005 А/см² келтіріп 4 формуламен ток күшін есептеп, реостат арқасында есептелген мән амперметрде орнатылып 30 минут ішінде қаптау алынады.

Процес аяқталғанда үлгіні ағын сумен жуылады, сүзгіш қағазбен кептіріледі. Микрометр арқасында алынған жабынды қалыңдығы анықталады. Мыс қаптаудың кеуектілігі тамшылық №4 жұмыста берілген әдіспен қызыл қанды тұзының ерітіндісін қолдана отырып анықталады.

Тәжірибеде алынған нәтижелерді өңдеу

Алюминийлік үлгіде алынған жабудың сырт пішінін суреттеп айту. Қорытындыда өткізілген тәжірибелердің нәтижелерін қысқаша қосындылау, сонымен қатар алынған жабудың сапасын бағалау.

Әдебиет

26. Луняцкос А.М., Филипявичус А.Ю., Сб. Нанесение металлических покрытий методом химического восстановления.- Л.: ч.2., 1985.-13с.

27. А.С. № 369176 СССР, Способ электролитического осаждения сплавов меди / Р.С.Вахидов, А.М.Мысик, Г.С..Ситдикова, опубл. 1972. б.и. № 10.

28. Шалкаускас М., Вашкялис А., Химическая металлизация пластмасс-Л.: Химия, 1975.-144с.

29. Предпатент НПВ РК № 0966. Способ получения композиционных покрытий // Сатаев М.С. Кожакулов Н.К. Опубл. 15.07.2008, бюл. № 7

Қосымшалар

Қосымша 1

Металдардың су ерітінділеріндегі

стандартты электродтық потенциалдары

Электрод	Еме (В) t=25 0С
	-1,663
	-0,913
	-0,440
	-0,403
	-0,250
	-0,136
	+0,334

Қосымша 2

Металдан коррозия өнімдерін алуға арналған ерітінділер

Метал	Ерітінді
Темір және болат	10% виннокислый аммоний+NH4OH, t=500C
Мырыш	10% NH4ClO4, t=200C
Мыс	5% H2SO4, t=200C
Алюминий	5% HNO3, t=200C

Қосымша 3

Металдардың тығыздығы

(г/см³)

Метал	Ерітінді
Al	2,7
Cd	8,64
Cr	7,16
Cu	8,93
Fe	7,86
Ni	8,90
Pb	11,34
Sn	7,3
Zn	7,14

Қосымша 4