Блестящее никелирование

В большинстве случаев используют покрытия, получающиеся при введении в электролит никелирования, в частности в сульфатный, специальных блескообразующих добавок. Блестящее покрытие не требует дополнительной трудоемкой механической полировки, обладают лучшими декоративными и антикоррозионными свойствами, а также специальными. Для никелирования мб использованы различные, но специальные блескообразующие добавки. Первоначально использовалась дисульфонафталиновая кислота как в цинковании. Но она работает лишь при низких температурах и дает устойчивый блеск при малых плотностях тока, что невыгодно. Стали использовать более эффективные блескообразователи. Для никелирования выявлено, что нужно применять определенную комбинацию блескообразователей, и они здесь поделены на 2 группы: слабые и сильные. Слабые блескообразователи дают устойчивый блеск лишь на полированной поверхности, с ростом толщины покрытия блеск снижается, поляризация растет незначительно, а продукты распада блескообразователей включаются в покрытие. Главное, что слабые блескообразователи формируют в Ni-П внутренние напряжения сжатия и это важно, т.к. в отсутствии блескообразователей в самом покрытии формируются внутренние напряжение растяжения, т.е. в присутствии слабых блескообразователей можно получить не напряженные пластичные покрытия. Сильные блескообразователи дают устойчивый блеск малозависящий от толщины и исходного состояния поверхности. Поляризация в присутствие сильных блескообразователей большая, покрытия сильно размельчаются в кристаллики, продукты распада блескообразователей включаются в состав покрытия, дополнительно делая его более напряженным. В итоге, для получения качественного прочно сцепленного, блестящего и пластичного покрытия при никелировании используют комбинацию слабых и сильных блескообразователей. Важно, чтобы их совместное присутствие не мешало друг другу при адсорбции и влияло на механические характеристики покрытия в нужном направлении. Не все блескообразователи оказались совместимы друг с другом, но лучшие результаты были получены, когда в качестве слабых блескообразователей использовали вещества содержащие серу, а в качестве сильных – вещества, имеющие двойные или тройные связи.

- слабые. Из них может включаться сера.

Сильные: C=O, C=, C≡C- , C≡N-.

Самый старый и надежный вариант: 1,4-бутилдиол (сильный) – сахарин(слабый); кумарин(сильный) – ПТСА(слабый).

Потом на их основании создали разнообразные композиции с различными торговыми названиями: НИБ-3, НИБ-5 (серосодержащие, слабые); НИБ-11, НИБ-12 (сильные). Затем серия: Rado-2 (слабый), Rado-57 (сильный). Московские: ЦНК.

Часто блескообразователи работают не сразу, а требуют предварительной проработки на случайных деталях с целью восстановления нужных эффективных форм, влияющих на электрокристаллизацию. Блескообразователи в ходе работы разлагаются и продукты разложения загрязняют электролит. При накоплении избыточных количеств загрязнений они начинают включаться в покрытие, делая его некачественным и напряженным, поэтому электролиты никелирования требуют периодической очистки. Блескообразователи в ходе процесса расходуются и из нужно корректировать по мере работы ванны. Это делается по результатам анализа или нормам расхода добавки на единицу количества электричества. Наибольший эффект блескообразования при температуре не выше 50÷60◦С. При более высоких температурах блеск пропадает, т.к. начинают преобладать силы десорбции и растущие кристаллы под действием блескообразователей не выравниваются, не измельчаются, не разлагаются и не приобретают текстуру роста.

Лекция 12: 2.12.2015

Механизм блескообразования и выравнивания поверхности

При гальваническом никелировании с помощью блескообразующих добавок (БОД) удается получить блестящие и выровненные поверхности. Блеск покрытия получается из-за того, что покрытие формируется мелкокристаллическим, плотноупакованным как под действием электролита, так и под действием БОД. Но этого часто оказывается мало, т.к. важна не только мелкокристалличность, но и определенная ориентация кристаллов. Блеск покрытия получается, когда текстура роста направлена перпендикулярно поверхности.

Формирование нужной кристаллической структуры под действием блескообразователей (БО) происходит за счет того, что в участках роста отдельных кристаллических граней первоначально быстрее достигается Ɛ, при котором формируются продукты восстановления БО, которые эти растущие грани будут блокировать. В этом направлении рост прекращается и силовые линии идут туда, где поверхность не заблокирована и возможен рост кристаллов до того момента, когда на новых участках опять не достигнется потенциал восстановления БО до тех форм, которые заблокируют соседние участки, в итоге рост кристаллических граней на всех участках как бы выравнивается. Кристаллы не только размягчаются, но и приобретают нужную направленность. Аналогично действуют не только сами добавки БО, но и различные коллоидные частицы, которые формируются в прикатодном слое. Этими частицами могут выступать: гидроксид Ni, образующийся за счет выделения O₂; продукты неполного восстановления Ме, сопутствующие загрязнениям и некоторые другие. Все это приводит к повышенной электродной поляризации и формированию в отсутствие ПАВ полублестящих покрытий, в присутствии ПАВ – блестящих. Одновременно с блеском часто достигается эффект микровыравнивания поверхности, ее сглаживание идет на субмикроуровне. Сглаживание здесь не затрагивает макронеровности, но тем не менее качество улучшается и блеск сохраняется. Часть БО относится к выравнивающим добавкам. Их действие объясняют формированием диффузионного слоя различной толщины на микровыступах и микроуглублениях. На микровыступах этот диффузионный слой тоньше, т.е. добавка БО туда подойдет быстрее, заблокирует поверхность, и рост кристаллов на выступающих участках затормозятся. В углублениях наоборот, диффузионный слой толще, добавка туда проникает с трудом и в меньшей степени блокирует поверхность, рост кристаллов продолжается. В итоге углубление дорастают до среднего профиля и поверхность получается сглаженной. Не все БО обладают таким свойством. Но, например, 1,4-бутилдиол является выравнивающей добавкой. Степень выравнивания можно оценить: P=

Не забывать, что надежное выравнивание блескообразования достигается в очищенных от примесей электролитах и при оптимальных температурах, т.е. когда адсорбционные свойства добавок реализуются максимально.