4.2 Исследование пористости никелевых осадков.

Пористость никелевых покрытий определяли методом нанесения раствора по ГОСТ 9.302–88. При проведении контроля на подготовленную деталь накладывали фильтровальную бумагу, смоченную раствором:

K₃Fe(CN)₆ 10 г/л

NaCl 20 г/л

и выдерживали в течение 10 мин при температуре 18 – 25 ºС.

Гексацианоферрат(III) калия (железосинеродистый калий, феррицианид калия, гексацианоферрат калия) — комплексное соединение трёхвалентного железа K₃[Fe(CN)₆].

Рис 8 - Железистосинеродистый калий (порошок).

С солями Fe²⁺ образует темно-синий осадок турнбулевой сини. Уравнение реакции (в ионной форме):

4Fe²⁺ + 3[Fe(CN)₆]³⁻ → Fe^III₄[Fe^II(CN)₆]₃↓

В процессе реакции происходит переход электронов от ионов Fe²⁺ к гексацианоферрат(III) — иону (валентная перестройка Fe²⁺ + [Fe³⁺(CN)₆] к Fe³⁺ + [Fe²⁺(CN)₆] происходит практически мгновенно, обратную реакцию можно осуществить в вакууме при 300 °C). Соли Fe³⁺ при этом не мешают, так как дают только слабое зеленовато-коричневое окрашивание (Гексацианоферрат(III) железа(III) Fe³⁺[Fe³⁺(CN)₆] устойчив только в растворах).

Эта реакция является аналитической и используется для определения ионов Fe²⁺. [21] Принцип определения пористости покрытия основан на том, что через поры никелевого осадка ионы Fe²⁺ реагируют с железистосинеродистым калием, окрашивая фильтровальную бумагу в характерный синий цвет только в том месте, где находятся поры. Затем, на контролируемой поверхности подсчитывается количество синих точек, соответствующее числу пор.

Среднее число пор (N_cp) вычисляли по формуле:

N_cp = N_общ/S,

где N_общ – общее число пор на контролируемой поверхности;

S – площадь контролируемой поверхности, см².

Для простоты расчёта площадь контролируемой поверхности была принята равной 1 см². Полученные данные представлены в таблице 3

Таблица 3 – Пористость никелевых покрытий, полученных из электролитов с наноуглеродными добавками и базового электролита.

Пористость Ni с добавками
Концентрация добавки, г/л	6 мкм. Плотность тока, А/дм2				9мкм. Плотность тока, А/дм2
	1	1,5	2	1		1,5	2
чистый Ni	45	44	32	33		35	60
УДА 2	29	28	27	28		17	16
УДА 5	53	50	52	23		26	25
УДА 7	30	24	34	35		65	50
УДА 10	68	56	14	55		72	49
АСМ 1	28	25	15	10		27	23
АСМ 5	19	3	19	39		22	39
АСМ 1 + УДА 2	15	27	20	17		7	26
АСМ 5 + УДА 2	44	45	24	17		33	17
АШ 0,5	20	24	34	35		4	23
АШ 1	8	24	22	11		17	21
АШ 2	10	3	47	24		14	31
АШ 3	46	31	35	21		14	17
АШ 5	37	28	43	27		32	12
АШ 2 + АСМ 1	24	23	21	28		7	6

Исходя из приведённых в таблице 3 данных, невозможно судить о каких-либо определённых закономерностях между количеством пор и концентрацией добавки или между количеством пор и плотностью тока. В большинстве случаев после осаждения с наноуглеродными добавками, пористость покрытия снижается по сравнению с чистым никелем, однако исключениями стали следующие концентрации:

УДА-ТАН 5г/л и 10 г/л

Лучшие же показатели продемонстрировали покрытия, полученные из электролитов с добавками:

АСМ 1 г/л +УДА 2 г/л; АШ 1 г/л; АШ 2 г/л + АСМ 1 г/л.

Однако желаемых результатов не принёс ни один состав электролита. И это является основанием для дальнейших исследований в области снижения пористости.