апрель 2019

Вплив домішок сірки та міді на корозійну поведінку блискучих нікелевих покриттів в парах оцтової кислоти


Якубенко Вікторія Василівна Якубенко В. В. , Ущаповський Дмитро Юрійович Ущаповський Д. Ю. , Лінючева О. В.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Якубенко В. В., Ущаповський Д. Ю., Лінючева О. В. Вплив домішок сірки та міді на корозійну поведінку блискучих нікелевих покриттів в парах оцтової кислоти / Химия и современные технологии : Метериалы ІХ Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии», 2019. – C. 81-82


Блискучі нікелеві покриття використовуються у промисловості як захисно-декоративні покриття деталей та виробів з вуглецевої сталі, сплавів на основі цинку, магнію та міді. Відомо, що блискучі нікелеві покриття, є більш корозійно-нестабільними особливо в умовах тропічного вологого клімату. Їх низька корозійна стійкість зумовлена підвищеним вмістом сірки, яка включається в структуру покриття за рахунок включення блискоутворюючих сірковмісних добавок. Також, зазвичай нікелеві покриття на сталеві деталі наносять по підшару з міді. Наявність мідного підшару сприяє зниженню пористості покриття, однак мідь як більш електропозитивний метал може стимулювати перебіг корозійних процесів. Тому, актуальним завданням є дослідження одночасного впливу вмісту сірки та міді в нікелевій фользі на корозійну поведінку матеріалу покриття.

Для симуляції корозійних умов тропічного клімату використано експонування покриттів у парах концентрованої оцтової кислоти. Осади із вмістом сірки 0,25 мас.% 1 мас.% Cu, одержували з електроліту блискучого нікелювання з додаванням 5 г/дм3 сахарину та 1 г/л CuSO4∙5H2O. Зразки електроосадженої нікелевої фольги товщиною 50 мкм площею 3 см2, розміщували в ексикаторі з парами концентрованої оцтової кислоти, де витримувались протягом 2-24 годин. SEM-дослідження поверхні зразків проводили з використанням растрового електронного мікроскопа РЭМ-106И, із вбудованим аналізатором, що давав можливість визначити кількісний склад поверхневих шарів зразків (EDX методом). Перед виконанням SEM-досліджень продукти «зеленої» корозії нікелю обережно змивали дистильованою водою.

Встановлено, що впродовж витримки зразків фольги в парах оцтової кислоти на поверхні металу спостерігається утворення зелених продуктів корозії. Через шість годин покриття втрачає блиск і стає більш темним. Після восьми годин експонування поверхня набуває чорного із бронзовим відтінком забарвлення. Через 16 годин експонування на поверхні нікелю з’являється темно чорна із коричневим відтінком плівка, а структура поверхні набуває вигляду (рис. 1, 2). Як видно з рисунку 1 на поверхні покриття наявні наскрізні дірки «пітинги», причиною яких може бути наявність міді в складі покриття. З рисунку 2 видно що загалом на поверхні покриття утворюється структура «стільникового» типу. Вміст сірки та міді у заглибинах (рис.2, точка +1) є меншим ніж на виступаючих місцях (рис. 2, точка +2).

Аналогічні результати були отримані й на нікелевому покритті без включення в структуру осаду міді. Відмінність полягала лише у відсутності «пітингів».

           

Рисунок 1 − SEM-зображення у відбитих електронах фрагменту поверхні нікелевого осаду експонованого у парах оцтової кислоти протягом 16 годин (а) та загальний склад поверхні (б)

   

Рисунок 2 −SEM-зображення у вторинних електронах фрагменту поверхні нікелевої фольги експонованої у парах оцтової кислоти протягом 16 годин (а); склад поверхні в точці +1 (б) та в точці +2 (в)

Отже, отримані результати свідчать про те, що за наявності у складі покриття міді та сірки поверхня покриття стає гетерогенною, що може сприяти утворенню системи короткозамкнених гальванічних елементів та пришвидшувати корозійне руйнування покриттів.