6. Влияние отдельных факторов на скорость восстановления никеля

Температура

Скорость является одним из основных факторов, определяющих скорость процесса. При низких температура процесс практически не происходит.

Исследование проводилось с раствором, содержащим 30 г/л хлористого никеля, 10 г/л гипофосфита натрия и 8 г/л уксуснокислого натрия при pH5. Продолжительность процесса составляла 30 мин.

Кислотность растворов

Учет кислотности раствора оказывается весьма существенным ввиду того, что в процессе восстановления происходит самопроизвольное подкисление раствора.

Наилучшие результаты в отношении скорости восстановления никеля и качества покрытия получаются в растворах с кислотностью, соответствующей pH5,0-5,5.

Концентрация гипофосфита

При изменении концентрации гипофосфита в широких пределах, а именно от 10 до 100 г/л, скорость образования покрытия заметно не изменяется. Скорость процесса в кислом растворе не зависит от концентрации гипофосфита.

Однако скорость восстановления никеля не зависит от концентрации гипофосфита лишь в определенных условиях, а именно в растворах, в которых изменяется только концентрация гипофосфита, содержание же остальных компонентов, т.е. никелевой соли и буферной добавки, остается во время опыта неизменным. При соответствующем изменении соотношений между количествами других компонентов раствора и количествами других компонентов раствора и количеством гипофосфита, концентрация последнего оказывает на скорость восстановления никеля значительное влияние.

Концентрация никелевой соли

Изменение в широких пределах концентрации никелевой соли мало отражается на скорости процесса. Изменение концентрации никелевой соли от 3 до 50 г/л не вызывает существенных изменений в скорости восстановления металла, а при концентрации хлористого никеля 100 г/л скорость восстановления несколько падает.

Концентрация буферных добавок

Большое влияние на процесс восстановления оказывают соли органических кислот. Они применяются для подержания pHпри оптимальном значении. Однако в результате многочисленных исследований выяснилось, что роль этих добавок не ограничивается их буферным действием, одновременно они оказывают специфическое, зависящее от их природы, воздействие на процесс, влияя и на скорость восстановления никеля.

7. Свойства покрытия

Физические и химические свойства

Осадки никеля, получаемые в процессе химического восстановления из кислых растворов, имеют гадкую, почти блестящую поверхность. Покрытия, нанесенные в щелочных растворах, имеют менее блестящую поверхность.

Температура плавления химически восстановленного никеля, вследствие наличия в нем фосфора, ниже, по сравнению с чистым никеле, и меняется в зависимости от содержания фосфора и колеблется в пределах от 1100.°С до 1200°С

Удельный вес равен 7,85±0,03. Коэффициент линейного (термического) расширения, °С = 13*10-6.

Магнитные свойства

Наличие фосфора в никелевом покрытии сказывается на магнитные свойства этого материала. Химически восстановленный никель уступает в этом отношении электрохимическому никелю.

Химически восстановленный никель при содержании фосфора в количестве 3% «менее магнитен», чем электролитический, в то время как при 11,4% фосфора покрытия оказывались «не магнитными».

Твердость

Твердость химически восстановленного никеля выше, чем у гальванических осадков, получаемых в обычных электролитах, и приблизительно соответствует твердости осадков, наносимых в специальных электролитах для твердого никелирования. В противоположность гальваническим осадкам она увеличивается после термообработки.

Максимальная твердость покрытия достигается в результате термообработки при температуре 400°С. При дальнейшем нагревании твердость покрытия падает. В случае отжига при 800°С твердость возвращается к значению, которое осадок

имел непосредственно после его получения, а в некоторых случаях твердость оказывается даже ниже. Максимум твердости достигается при нагревании в интервале температур 370-4°С.

Хрупкость

Недостатком химически осажденного никелевого покрытия является его хрупкость, вследствие которой при механических воздействиях (изгибе или ударе) происходит выкрашивание металла. Это явление начинает проявляться при толщине слоя около 10 мкм.

Хрупкость покрытия может быть заметно снижена путем термообработки при 600°С и 2-часовой длительности нагревания. Хотя термообработка при указанной температуре и приводит, по сравнению с результатами, получаемыми при 400°С, к уменьшению твердость, однако одновременное снижение хрупкости покрытия, при сохранении достаточно высокой твердости, дает хорошие результаты в отношении износостойкости.

Наибольшая эластичность покрытия достигается термообработкой в инертной атмосфере при 750°С и выше в течение 5 час. После указанной выдержки рекомендуется медленное охлаждение, по крайней мере, до 200°С. При этих условиях термообработки покрытие, наряду с повышением эластичности, приобретает и более высокую коррозионную устойчивость, однако твердость покрытия в этом случае понижается до первоначального значения.

Износостойкость

Химически восстановленный никель, ввиду его высокой твердость, особенно после термической обработки, может быть использован для покрытия деталей, работающих на износ, и в некоторых случаях может заменить хромовое покрытие.

Пористость покрытия

Во всех случаях использования покрытий из металла более благородного, чем металл основного изделия, существенное значение имеет пористость слоя, так как ею характеризуется количество локальных элементов, действие которых приводит к коррозионному разрушению основного металла.

Никелевые покрытия, полученные методом химического восстановления, согласно данным ряда исследований, оказываются менее пористыми, чем покрытия той же толщины, полученные электрическим способом.