Тезисы
апрель 2017

Електроосадження композиційних покриттів Fe/TiO2 з колоїдного метансульфонатного електроліту, що містить титан (IV) оксид


Цуркан А. В. , Васильєва О. О. , Кітик А. А. , Проценко В. С. , Данилов Ф. Й.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Електроосадження композиційних покриттів (КЕП), що містять наночастинки у металічній матриці, викликає особливий інтерес, тому що це дозволяє отримати гальванічні осади з низкою покращених фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей. Одним з найперспективніших наповнювачів металічної матриці є діоксид титану TiO2, який завдяки комплексу унікальних якостей дозволяє надати КЕП широкий спектр різноманітних функціональних властивостей.

У даній роботі досліджено електрохімічний синтез КЕП на основі заліза з включенням частинок TiO2. Для електрохімічного синтезу використовували метансульфонатний електроліт залізнення (1,0 М Fe(CH3SO3)2, pH 1,3, температура 298 К, густина струму 5-20 А/дм2). Діоксид титану у концентрації 1-10 г/дм3 вводили до складу електроліту у формі колоїдного розчину, який було отримано у результаті реакції гідролізу тетрабутоксититану (ТБТ) у кислому середовищі, для цього до 0,1 M розчину CH3SO3Н (80 °С) при постійному перемішуванні (~60 об/хв) краплями додавали ТБТ, при цьому миттєво формується білий осад. Після введення необхідної кількості ТБТ, гарячий розчин інтенсивно перемішували протягом 8 годин для пептизації. Отриманий колоїдний розчин обробляли ультразвуком за допомогою ультразвукового диспергатора УЗДН-А (30 хв, 22.4 кГц, 340 Вт·дм–3). Гідратовані частинки TiO2 у метансульфонатний електроліт додавали при перемішуванні, після чого розчин обробляли ультразвуком протягом 30 хвилин.

Електроосадження КЕП проводили в гальваностатичному режимі при постійному перемішуванні. Включення частинок TiO2 до залізної матриці приводить до значної зміни морфології осаду. Отримані композиційні покриття Fe/TiO2 світло-сірі рівномірні компактні та добре зціплені з матеріалом основи. Вміст дисперсної фази у КЕП зростає при збільшенні концентрації TiO2 та зі зменшенням густини струму. Запропонована методика дозволяє отримати гальваноосади із вмістом діоксиду титану до 7 мас.%.

Виявлено, що включення частинок TiO2 до металічної матриці приводить до підвищення мікротвердості покриттів (до 700 кг/мм2), у порівнянні з покриттям чистого заліза (до 475 кг/мм2), осадженого за тих же умов.