3440

Научный Вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Рис. 7. Зависимость активности цеолита от степени измельчения по поглощению Са(ОН)2

Наибольшее поглощение растворов Na2CO3 и Са(ОН)2 кварцевым песком и боем керамического кирпича наблюдается при удельной площади их поверхности 0,4 – 0,6 м2/г. Это объясняется характером изменений при измельчении материалов. В начале помола частицы раскалываются, образуя частицы с острыми гранями и углами, поверхности с микротрещинами, различными дефектами решетки, с выходами дислокаций, свободными структурными связями. Свежие поверхности характеризуются особой реакционной способностью. При дальнейшем помоле частички обкатываются, шлифуются, реакционная способность поверхности снижается.

По данным исследований физико-химическая активность цеолита выше, чем активность боя керамического кирпича и кварцевого песка, и с увеличением удельной площади поверхности практически не изменяется. Это может быть связано с особенностями кристаллохимического строения. Кристаллические структуры цеолитов состоят, как известно, из соединенных вершинами тетраэдров SiO2 и AlO4, образующих структуры с ажурными каналами, в полостях которых могут размещаться катионы, молекулы H2O. Многие разновидности цеолитов способны к легкому катионному обмену, происходящему с достаточной интенсивностью и без помола, без каких-либо нарушений кристаллической структуры.

Таким образом, результаты оценки механохимической активности силикатных и алюмосиликатных компонентов показали возможность рассмотрения их в качестве активных составляющих для композитов на основе систем твердения портландитового типа.

Подводя итоги исследований по оценке механохимической активности тонкодисперсных силикатных и алюмосиликатных материалов, можно предположить, что при их компактировании с кристаллами портландита реализуются разные механизмы формирования систем твердения и композитов.

Согласно принципу кислотно-основного взаимодействия между силикатными, алюмосиликатными компонентами и портландитом, в насыщенных растворах возможны химические реакции с образованием гидратных форм новообразований.

Появление связей в композите может соотноситься со способностью Аl2O3 относительно легко выходить из трехмерной решетки. С учетом этого кристаллическая решетка Са(ОН)2 может выступать мотивирующим фактором для изоморфного замещения с участием алюминатных тетраэдров и приводить к образованию гидроалюминатов кальция

[19].

32

Научный Вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Список литературы

1.Чернышов Е.М., Потамошнева Н.Д. Искусственный камень на основе кристаллизации портландита // Современные проблемы строительного материаловедения - Академические чтения РААСН: Материалы междунар. конф. – Самара, 1995. – С. 20 – 21.

2.Чернышов Е.М., Потамошнева Н.Д. Идентификация характеристик структуры искусственного портландитового камня контактно-конденсационного твердения // Современные проблемы строительного материаловедения: Материалы пятых академических чтений РААСН. – Воронеж, 1999. – С. 547-550.

3.Чернышов Е.М., Потамошнева Н.Д. Искусственный портландитовый камень: научно-инженерная проблема и возможности решения // Сб. науч. трудов: ЦРО. – 2004. - Вып. 3. - С. 3-11.

4.Чернышов Е.М., Потамошнева Н.Д., Кукина О.Б. Портландитовые и портландитокарбонатные бесцементные системы твердения. Ч. 1. Строительные материалы, оборудование, технологии ХХI века . - 2002. - № 4. - С. 12. - Ч. 2. Строительные материалы, оборудование, технологии ХХI века. - 2002. - № 5. - С. 8-9.

5.Кукина О.Б. Техногенные карбонаткальциевые отходы и технология их использования в строительных материалах с учетом структурообразующей роли: дисс. …канд. техн. наук. – Воронеж, 2002. - 186 с.

6.Глуховский В.Д., Рунова Р.Ф., Максунов С.Е. Вяжущие и композиционные материалы контактного твердения. – Киев: Вища шк., 1991. – 243 с.

7.Бокий Г.Б. Кристаллохимия. – М.: Наука, 1971. – 400 с.

8.Бенштейн Ю.И., Бутт Ю.М., Тимашев В.В., Каверин Б.С. Кристаллизация гидратных новообразований цементного камня на карбонатной подложке // Силикаты: Труды МХТИ, выпуск LXYIII. – Москва. – 1971. – С. 238 – 242.

9.Чернышов Е.М. Управление процессами структурообразования и качеством силикатных автоклавных материалов (вопросы методологии, структурное материаловедение, инженерно-технологические задачи): дисс.…д-ра техн. наук. – Воронеж, 1988. – 600 с.

10.Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. - Новосибирск: Наука, 1970. - 256 с.

11.Ходаков Г.С. Плуцис Э.Р. О растворимости тонкоизмельченного кварца в воде //

Докл. АН СССР. – 1958. - Т. 123, № 5. - С. 725-728.

12.Степанова М.П., Потамошнева Н.Д., Кукина О.Б. К разработке технологии портландитовых систем твердения для получения бесклинкерных строительных композитов

//Биосферно-совместимые технологии в развитии регионов: матер. междунар. конф. - Юго - Западный гос. ун-т. - Курск, 2011. - С. 130-135.

13.Рулли А. Исследование реакционной способности кварцевого песка в зависимости

от способа помола // Сб. тр. НИПИСиликатобетона. - 1971, № 6. – С. 78 – 102.

14.Чернышов Е.М., Беликова М.И., Попов В.А. Зависимость физико-химической активности поверхности кварцевого песка от тонкости его помола. – М., 1984. – Деп. В ВИНИТИ 195XII. – Д. 84.

15.Чернышов Е.М., Беликова М.И. Измельчение и физико-химическая активность сырьевых компонентов в технологии строительных материалов // Изв. вузов. Строительство.

–1993. - № 3. – С. 37-42.

16.Основы аналитической химии. Практическое руководство / Под ред. Ю.А. Золотова. – М.: Высш. шк., 2001. - 463 с.

17.Степанова М.П. Кукина О.Б., Потамошнева Н.Д. Оценка механо-химической активности карбонатных, силикатных и алюмосиликатных составляющих для композитов на основе систем твердения портландитового типа // Вестник Центрального регион. отделения Российской академии архитектуры и строительных наук. Материалы академ. научных

33

Научный Вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

чтений «Проблемы развития регионов в свете концепции безопасности и живучести урбанизированных территорий». - РААСН; ЮЗГУ, Курск-Воронеж. - 2013. - Вып. 12. – С.

169 – 179.

18. Горшков В.С., Тимашев В.В., Савельев В. Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ: Учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 1981. – 335 с.

19. Степанова М.П., Чернышов Е.М., Потамошнева Н.Д. Портландитоалюмосиликатные контактно-конденсационные системы твердения и композиты на их основе: возможные механизмы структурообразования // Научный Вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. - Воронеж, 2012 - № 3(27). – С. 86-96.

Кукина Ольга Борисовна - к.т.н., доцент кафедры химии Воронежского государственного архитектурно-

строительного университета. Е-mail:lgkkn@rambler.ru. Тел.: (473) 2-36-93-50

Степанова Мария Петровна - инженер кафедры технологии строительных материалов, изделий и конструкций. Е-mail: max035@yandex.ru

Потамошнева Нина Дмитриевна - к.т.н., старший научный сотрудник НТОЦ «Архстройнаука».

Е-mail:chem@vgasu.vrn.ru. Тел.: (473) 2-39-53-53

34

Научный Вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

УДК 691-4

Е.А. Казарова, В.Т. Перцев, С.М. Усачев

ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ВЕЩЕСТВ С ФАЗОВЫМ ПЕРЕХОДОМ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Проанализированы достижения в области создания новых строительных материалов, в состав которых включено вещество с фазовым переходом, позволяющее аккумулировать тепловую энергию за счет поглощения и отдачи теплоты и тем самым значительно улучшить микроклимат помещения.

Ключевые слова: материалы с фазовым переходом, сохранение теплоты, микрокапсулы

E.A. Kazarova, V.T. Pertsev, S.M. Usachev

POSSIBILITY OF APPLICATION OF SUBSTANCES WITH PHASE TRANSITION

FOR VARIOUS CONSTRUCTION MATERIALS

Achievements in the field of creation of new construction materials in which structure the substance with the phase transition is included, allowing to accumulate thermal energy at the expense of absorption and return of heat and by that considerably to improve a room microclimate are analysed. Keywords: materials with phase transition, preservation of warmth, a microcapsule

С каждым годом ученые всего мира все больше сосредотачивают направления своих исследований на вопросах экономии всех видов ресурсов. Особое место в данных исследованиях занимает проблема рационального использования энергетических ресурсов. Если рассматривать эту проблему с позиций строительного материаловедения, то в настоящее время все исследования в данной области сводятся к созданию материалов с пониженной теплопроводностью, применение которых приводит к сокращению тепловых потерь через ограждающие конструкции зданий и сооружений. Еще в прошлом столетии учеными делались попытки изменить всеобщее представление относительно используемых методов сохранения тепла за счет применения новых строительных материалов. На этой основе создан широкой спектр теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных материалов, которые продолжают совершенствовать и по сей день.

При производстве теплоизоляционных строительных материалов используется основной принцип – сохранение воздуха в порах или ячейках материала, так как чем больше воздуха упаковано в материале, тем ниже коэффициент теплопроводности и лучше его теплоизоляция.

Согласно ГОСТ 16381-77, все теплоизоляционные материалы условно подразделяются по следующим признакам [1]:

-виду основного исходного сырья (неорганические и органические);

-структуре (волокнистые, зернистые (сыпучие), ячеистые);

-форме (рыхлые – вата, перлит; плоские - плиты, маты, войлок; фасонные - цилиндры, полуцилиндры, сегменты; шнуровые);

-возгораемости (несгораемые, трудносгораемые, сгораемые);

-содержанию связующего вещества (со связующим и без связующего).

На практике наиболее часто применяют следующие виды теплоизоляционных материалов: минеральную вату, стекловату, пеностекло, ячеистые бетоны (пенобетон и газосиликат), бетоны на основе легких заполнителей, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, пенопласт, пенополистирол и другие.

© Казарова Е.А., 2013

35

Научный Вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Однако, как показывает практика строительства различных объектов промышленного и гражданского назначения, все указанные материалы обладают теми или иными недостатками: низкой влагостойкостью, плохой вентилирующей способностью, повышенной усадкой, низкой прочностью, высоким водопоглощением, горючестью, низкой температуростойкостью, малым сроком службы и другими.В данной работе проводится анализ принципиально «нового» способа снижения теплопотерь ограждающих конструкций зданий и сооружений за счет применения теплоаккумулирующих материалов (ТАМ) – веществ, способных накапливать (аккумулировать) тепловую энергию.

Возможность аккумулирования тепловой энергии основана на использовании физического или химического процесса, связанного с поглощением и выделением теплоты. К основным способам аккумулирования относятся: накопление-выделение внутренней энергии при нагревании-охлаждении твердых или жидких тел; фазовые переходы с поглощением-выделением скрытой теплоты; процесс сорбции-десорбции или обратимая химическая реакция, протекающая с выделением-поглощением теплоты.

Отмеченные способы теплоаккумулирования реализуются в специальных устройствах - аккумуляторах теплоты. По типу процесса в аккумуляторах теплоты различают [2]:

-тепловое аккумулирование энергии твердыми и жидкими телами за счет изменения температуры вещества – теплоемкостная аккумуляция;

-тепловое аккумулирование энергии посредством использования теплоты фазового

перехода;

-термохимическое аккумулирование тепловой энергии.

Теплоемкостная аккумуляция основана на способности веществ запасать энергию при нагревании. При этом количество аккумулированной энергии зависит от температуры, на которую нагревается ТАМ, и его удельной теплоемкости.

Если аккумулирование тепловой энергии основано на использовании обратимого процесса фазового перехода плавление-затвердевание, то в качестве ТАМ выступает материал с фазовым переходом (МФП), а такой аккумулятор теплоты носит название аккумулятор теплоты на фазовом переходе (АФП). Материалы с фазовым переходом представляют собой широкий диапазон веществ, которые при известных фиксированных температурах переходят в жидкое состояние, поглощая тепло, а при снижении окружающей температуры возвращается в исходное агрегатное состояние с выделением теплоты. В таких аккумуляторах теплоты на единицу объема запасается гораздо большее количество теплоты, чем в теплоемкостных аккумуляторах. При этом процесс зарядки и разрядки может быть осуществлен в узком температурном диапазоне, что оказывается очень важным при работе в условиях небольших температурных градиентов [2].

Способ термохимического аккумулирования тепловой энергии основан на использовании обратимых химических реакций. Он позволяет запасать тепловой энергии на единицу массы больше, чем в первых двух случаях, но сложен в реализации.

Из перечисленных трех типов процессов аккумулирования теплоты наибольшую перспективу для строительно-энергетического комплекса имеют аккумуляторы теплоты на фазовых переходах (АФП). В настоящее время основными сферами использования АФП являются:

-энергетика, в том числе альтернативная (солнечная энергетика, использование АФП на теплоэлектростанциях в качестве резервных накопителей теплоты);

-строительство (в системах отопления и охлаждения воздуха, для улучшения тепловой эффективности стеновых конструкций);

-в системах утилизации сбросового тепла и другие.

Применение АФП разного назначения связано с определенным температурным диапазоном. По интервалу рабочих температур их можно разделить на 4 класса (табл.).

36

Научный Вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

температур, ºС

В качестве материала с фазовым переходом в АФП чаще всего применяются гидраты солей и органические материалы, в том числе парафины вследствие их высоких показателей удельной теплоты плавления и требуемых диапазонов рабочих температур.

Анализ существующих научно-практических задач в данном направлении показал следующее. Группа ученых [3] исследовала возможность пропитки строительных конструкций материалами с фазовым переходом (МФП) и получила достаточно эффективные результаты применения данного метода.

Исследователями в работе [4] было установлено, что при пропитывании 25-30 % МФП от веса непропитанной стеновой панели достигаются наиболее удовлетворительные результаты: стеновые гипсокартонные панели могут поглощать МФП в количестве до 50 % от собственного веса, а бетонные блоки в зависимости от типа – до 20 % по массе. Способность бетонных блоков с МФП аккумулировать энергию при смене температуры на 6 ºС составляет 200-230 % по сравнению с обычными блоками.

В работе [5] провели исследования, касающиеся экономической целесообразности непосредственного нанесения МФП в различных климатических зонах: для Хельсинки (Финляндия) и Мэдисон (штат Висконсин – США). Почасовые данные снимались в течение отопительного периода (октябрь - март) для двух климатических условий. В результате исследований сделаны выводы, что в среде с умеренной температурой ежегодная тепловая экономия может составлять порядка 15 %. Однако пропитка материалов способствует снижению пожароустойчивости и ухудшению эстетических характеристик конструкций.

Применение АФП в системе вентиляции для сглаживания различных перепадов температур в дневное и ночное время также имеет свои перспективы, особенно для климата пустынь и полупустынь. При этом воздух поступает из солнечного коллектора, встроенного в кровлю здания. В дневное время происходит зарядка аккумулятора и охлаждение поступающего воздуха, а ночью его нагрев и, соответственно, разрядка.

Известны варианты применения АФП для зарядки путем электронагрева в ночное время и использование теплоты в дневное в случае, если в ночное время электроэнергия отпускается по более низкому тарифу [6]. Новый виток в развитии данного направления внесла исследовательская группа, в которую входили сотрудники концерна BASF и Института солнечных энергосистем (Германия). В 1999 году ими были предложены материалы с фазовым переходом в виде микрокапсул [7]. Сотрудники Института солнечных энергосистем Фолькер Виттвер и Петер Шоссиг предложили оригинальную идею, в которой мелкие частицы материала, обладающего способностью к фазовому переходу, подвергались микрокапсулированию, то есть помещению внутрь крошечных капсул. Доктор Эккехард Янс (BASF) разработал технологию, и установил, что сверхчистый парафиновый воск наиболее хорошо подходит в качестве материала с фазовым переходом длясоздание капсул.

Полученные микрокапсулы можно вводить в состав различных строительных материалов (растворных смесей, штукатурок и др.). Эти капсулы имеют высокую прочность, и поэтому не требуют каких-либо ограничений и изменений в технологических операциях. Благодаря большой суммарной площади поверхности, многочисленные микрокапсулы

37

Научный Вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

способны быстро обмениваться энергией с окружающей средой и избыточная теплота, поглощенная ими в течение дня, в ночное время высвобождается обратно, что «сглаживает» температурные колебания, создавая сбалансированный и комфортный климат внутри помещений. В данном направлении выполнялись и другие работы. Например, институт солнечных энергосистем им. Фраунгофера (ISE) и концерн BASF были включены в число номинантов престижной «Премии Будущего» за совместную разработку продукта Micronal®PCM, - вещества, способного поглощать и высвобождать тепло материала, в состав которого входят микроскопически малые полимерные капсулы [7].

Фирма KNAUF (Германия) наладила производство гипсокартона с включенными в него микрокапсулами BASF. Гипсокартон SmartBoard PCM фирмы KNAUF, в который включено до 3 кг/м2 гранул Micronal PCM, имеет теплоемкость двух плит гипсокартона толщиной 15 мм каждая, которая сопоставима с теплоемкостью стены из бетона толщиной 14 см или 36,5 см кирпичной стены [8]. Стеновые панели с материалом, обладающим фазовым переходом, используются в качестве ограждающих конструкций зданий и поглощают лишнюю теплоту в дневное время, отдавая его в ночное, когда отсутствует поступление тепловой солнечной энергии. Эффективность использования панелей также связана с тем, что в них сочетаются свойства тепловой защиты и термостабилизатора (аккумуляторов теплоты).

Вгороде Лерида (Испания) [9] ученые создали пилотные кабины, в материал стен которых был включен микрокапсулированный МФП, иустановили эффективность применения МФП в качестве вещества, позволяющего экономить энергетические ресурсы и обеспечивающего оптимальный климат помещения.

Подводя итоги анализа рассмотренных работ, хочется отметить, что создано множество научно-практических предпосылок включения микрокапсулированных МФП в конструкции стен, потолков, полов, элементов стены [5, 8 - 10]. Для строительства наиболее перспективными являются аккумуляторы теплоты на фазовых переходах с применением

парафинов [11], которые представляют собой углеводороды метанового ряда CnH2n+2 с длинной цепью, содержащей 18 - 35 атомов углерода. Они характеризуются температурой плавления в широких пределах 40 - 65 °С. Температура плавления твердых парафинов тем выше, чем больше их молекулярная масса.

Однако следует отметить, что по-прежнему отсутствуют фундаментальные исследования, направленные на изучение структуры материалов с микрокапсулированными МФП [12], нет детальной проработки оптимального количества микрокапсул, необходимого

идостаточного для получения высокого теплоаккумулирующего эффекта. Возможны два метода к подходу оценки требуемого количества микрокапсул в системе: по массе и объему. В работе [2] показаны примеры расчета МПФ по массе и приводятся способы оценки требуемого размера частиц с МФП.

Представления, изложенные в [13], позволяют оценить возможное размещение частиц микрокапсул в различных композитных системах по объему с учетом создания пространственных конфигураций частицами наполнителя из микрокапсул с МФП. Опыты, проведенные на других системах, подтверждают описанные в [13] представления, поэтому они могут использоваться для строительных материалов с микрокапсулами ТАМ в качестве наполнителя.

Втехнической литературе отсутствуют данные о полном комплексе свойств строительных материалов с МФП, нет анализа поведения микрокапсул при технологических процессах изготовления строительных материалов (перемешивание формовочной смеси, формование, тепловая обработка и т. д.). Таким образом, необходимо:

- оценить теплофизические свойства (теплопроводность, теплоемкость, плотность) систем с микрокапсулами МФП и с материалами аналогами;

38

Научный Вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

-определить физико-механические свойства (предел прочности при сжатии и изгибе, усадка и ползучесть, термостойкость, стойкость при увлажнении и высушивании);

-изучить перспективы использования материала с микрокапсулами в поверхностном слое ограждающей конструкции для снижения перегрева или уменьшения теплоотдачи;

-исследовать перспективы размещения микрокапсул с МФП во всем объеме конструкции;

-провести исследования в области структуры материала (оценка прочности межфазных границ, устойчивости микрокапсул в процессах твердения и эксплуатации, характер разрушения).

Список литературы

1.ГОСТ 16381-77* «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования». - М.: Государственный комитет СССР, 30 декабря 1976 г. - 4 с.

2.Россихин Н.А. Расчет и проектирование аккумуляторов теплоты капсульного типа: метод.указанияпо проектированию аккумуляторов теплоты на фазовых переходах (капсульного типа). - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. - 33 с.

3.Feldman D., Banu D., Hawes D., Ghanbari E. Obtaining аnenergystoring buildin materialbydirect incorporation of an organic phase change material in gypsum wallboard. - Solar Energy Materials 22 (1991), pp. 231-242.

4.Режим доступа: http: //www.builderclub.com (актуализация 3.06.2013 г.).

5.Athienities A, Chen Y. The effect of solar radiation on dynamic thermal performance of floor heating systems. – SolarEnergy. - 2000; 69(3): 229–37.

6.Режим доступа: http: //www.plastmassa.net (актуализация 3.06.2013 г.).

7.Режим доступа: http: //www.innovaterussia.ru (актуализация 3.06.2013 г.).

8.Cabeza L.F., Castellón C., Nogués M., Medrano M., Leppers R., Zubillaga O. Use of microencapsulated PCM in concrete walls for energy savings // Energy and Buildings. – 2007. - V. 39, N. 2. - P. 113-119.

9.Peippo K., Kauranen P., Lund P.D. A multi component PCM Wall Optimized for Passive Solar Heating,Energy and Building, 17 (1991). - Р. 259-270.

10.Swet J. Phase change storage in passive solar architecture. In: Proceedings of the 5th national passive solar conference. - Massachusetts: Amhearst; 1980. - P. 282–6.

11.Рѐсснер Ф., Рудаков О.Б., Альбинская Ю.С., Иванова Е.А., Перцев В.Т. Применение микрокапсулированных теплоаккумулирующих материалов с фазовым переходом в строительстве // Науч. Вестник Воронежского ГАСУ. Серия: Физикохимические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения. - Воронеж,

2012. - № 1. - С. 64-70.

12. Перцев В.Т., Рудаков О.Б., Иванова Е.А., Альбинская Ю.С. Микрокапсулированные материалы с фазовым переходом в строительстве. – Материалы XIII междунар. науч.-технич. конф. «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии». - Тула, 27 – 29 июня 2012 г. - С. 57-58.

13. Алексеева Е.В. и др. Структурно-реологические свойства дисперсно-зернистых систем: монография / Под общей ред. В.Т. Перцева; ВГАСУ. – Воронеж, 2010 г. – 196 с.

Казарова (Иванова) Екатерина Алексеевна - аспирантка Воронежского государственного архитектурностроительного университета.

Перцев Виктор Тихонович - д.т.н., профессор кафедры технологии строительных материалов, изделий и конструкций Воронежского государственного архитектурно-строительного университета Усачев Сергей Михайлович - к.т.н., доцент кафедры технологии строительных материалов, изделий и конструкций. E-mail: sergey.usa4ev@mail.ru.

39

Научный Вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ

УДК 539.216.2:536.425.001.57

Н.Н. Березина, А.А. Лукин, А.К. Тарханов, О.А. Лукин

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ СПЛАВА Ni-B НА СТРУКТУРУ ПОКРЫТИЙ

В данной работе проведен комплекс работ об изменении структуры покрытий никель-бор, полученных электролитическим осаждением, в зависимости от режимов электролиза. Приведена методика получения и исследования покрытий никель-бор.

Ключевые слова: кислотность электролита, плотность катодного тока, шероховатость покрытий, электроосаждение, поликристаллическая структура, покрытие никель-бор

N.N. Berezina, A.A. Lukin, A.K. Tarkhanov, O.A. Lukin

INFLUENCE OF PARAMETERS OF THE PROCESS OF ELECTROLYTIC DEPOSITION ALLOY Ni-B ON THE STRUCTURE OF COATINGS

This work is carried out the complex of works on changes in the structure of coatings Nickel-boron received electrolytic deposition, depending on the electrolysis regimes. The technique of production and research of coatings Nickel-boron.

Keywords: acidity of electrolyte, the cathode current density, roughness of coverings, electrodeposition, polycrystalline structure, the coating of nickel-boron

Введение. Покрытия Ni-B в последнее время широко используется в промышленности благодаря своим уникальным свойствам [1]:

–повышенной поверхностной твердости, что позволяет осаждать никель-бор вместо хромового покрытия при изготовлении пресс-форм;

–термической стойкости, поэтому покрытие никель-бор осаждают в качестве антипригарного покрытия на электроутюгах, деталях термического склеивания полиэтилена

идр.;

–антикоррозионной стойкости; осаждение покрытия никель-бор способно заменить нержавеющую сталь в деталях, работающих в агрессивной среде;

–декоративности в сочетании с износостойкостью, поэтому осаждение покрытия никель-бор с успехом применяется в электронной промышленности при изготовлении печатных плат;

–свариваемостью и необходимой электропроводностью;

–устойчивостью к процессам окисления при высокой температуре;

–низким переходным и удельным сопротивлением.

Теоретическая часть. Для определения влияния каждого из параметров

электроосаждения покрытия в данной работе в каждом из проведенных исследований изменяется только один параметр: либо плотность катодного тока, либо кислотность электролита, либо температура электролита, либо концентрация бора в электролите.

Обычно электролит для осаждения покрытия никель-бор содержит (г/л):

-сульфата никеля 250 – 400;

©Березина Н.Н., 2013

40