Тезисы
апрель 2017

Композиционные электролитические покрытия кобальта с углеродным наноматериалом


Королянчук Д. Г. , Овчаренко В. И. , Нефедов В. Г.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

С момента открытия углеродных нанотрубок прошло чуть менее сорока лет, и они находят все большее применение во многих отраслях науки и техники. Это происходит, прежде всего, благодаря ряду уникальных свойств, отличных от свойств других материалов. Так, в частности, придание совершенно новых свойств хорошо изученным материалам при введении в их состав углеродных наноматериалов (УНМ) позволило улучшить качественные физические, физико-химические и другие показатели при получение композиционных материалов. Композиционные покрытия и материалы имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными, а именно – повышенные показатели износостойкости, твердости, триботехнических характеристик. Получение покрытий с улучшенными механическими характеристиками позволит повысить эксплуатационные характеристики, уменьшить износ.

Ранее, нами [1, 2] были получены и исследованы свойства мелкокристаллических на примере никелевых и крупнокристаллических медных покрытий с УНМ. Было показано улучшение свойств покрытий. Поэтому целью данной работы было получение композиционных электролитических покрытий на основе кобальта.

Несмотря на высокую стоимость, кобальтовые покрытия могут применяться для специальных целей. В частности в системах с повышенными требованиями к коррозионной стойкости, твердости, износостойкости, т.е. для деталей, работающих в условиях повышенного износа и в агрессивных средах.

Композиционные электролитические покрытия кобальта получали из сернокислого электролита следующего состава: CoSO4 концентрацией 250 г/л, H3BO3 концентрацией 40 г/л, H2SO4 концентрацией 40 г/л, с введением в объем определенного количества УНМ (0,5-10 г/л). Электролиз проводили в гальваностатическом режиме. Электроды в ячейке располагались вертикально. Для равномерного распределения УНМ использовали перемешивание. Выход по току определяли с помощью медного кулонометра, и его величина составила 93-95 %.

Электронно-микроскопический анализ морфологии поверхности покрытий, проведенный с помощью сканирующего микроскопа РЭМ-106И показал, что при введении УНМ в электролит даже в незначительных количествах происходит измельчение зерен осадков (рис. 1).

Рисунок 1 – Растровые электронно-микроскопические изображения осадков электроосажденного кобальта (х5000): а – концентрация УНМ 0 г/л, б – концентрация УНМ 0,5 г/л. Температура электролита 25°С, плотность тока i=2,5 А/дм2

Определение микротвердости осуществляли на приборе ПМТ-3. Установлено, что введение УНМ в покрытия приводит к увеличению микротвердости примерно на 25%.

References
  1. В.Д. Захаров, В.Г. Нефедов, Д.Г. Королянчук, В.Е. Ваганов, Д.В. Абрамов Свойства композиционного электрохимического покрытия на основе Ni с углеродным наноматериалом// Физика и химия обработки материалов. 2012, №1, с. 18-23.
  2. Композиционные электролитические покрытия на основе меди с углеродными наноматериалами / Д. Г. Королянчук, В. Г. Нефёдов, М. Р. Букатина, М. П. Щебельская, В. Д. Захаров, В. Е. Ваганов // Вестник НТУ «ХПИ». – 2014. – № 30 (1139). – С. 51-59.