Нанесение и получение металлических покрытий химическим способом
Кафедра xxx
Аттестационная работа по теме:
«НАНЕСЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ ХИМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ»
на соискание степени бакалавра по направлению xxx
«xxx»
Зав. кафедрой xxx
ххх
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ............................................................................................... 2
1. ВВЕДЕНИЕ................................................................................................. 3
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.............................................................................. 5
2.1. Подготовка поверхности изделий перед нанесением покрытий............ 6
2.1.1. Механическая подготовка.................................................................... 7
2.1.2. Обезжиривание..................................................................................... 8
2.1.3. Предтравление.................................................................................... 10
2.1.4. Травление............................................................................................ 10
2.1.5. Обезвреживание.................................................................................. 17
2.1.5. Активирование.................................................................................... 18
2.2. Химическое никелирование.................................................................. 23
2.2.1. Область применения и условия образования Ni – P–покрытий.
2.2.2. Структура и физико-химические свойства Ni — Р-покрытий........... 31
2.2.3. Технологические процессы осаждения Ni— Р-покрытий................ 36
2.2.4. Химическое никелирование металлов................................................ 39
2.2.5. Химическое никелирование неметаллических материалов (пластмасс и неорганических диэлектриков).................................................................... 45
2.3. Химическое кобальтирование............................................................... 50
2.3.1. Краткие сведения о структуре и свойствах Со—Р-покрытий........... 50
2.3.2. Условия образования, структура и свойства Со—В-покрытий............
2.4. Осаждение никель-фосфорных и кобальт-фосфорных покрытий, легированных другими металлами...................................................................................... 58
2.4.1. Ni—Со—Р-покрытия.......................................................................... 58
2.4.2. Покрытия Ni—Сu—Р, Ni—Fe—Р, Ni—Re—Р, Ni—Со—Re—Р, Ni—W—Р, Со—W—Р и Ni—Со—W—Р.......................................................................................... 61
2.4.3. Покрытия Со—Zn—Р, Со—Fe—Р, Со—Re—Р, Со—Сu—Р, Со—Мо—Р, Со—Мn—Р.................................................................................................................... 63
2.5. Химическое меднение........................................................................... 65
2.5.1. Свойства покрытия и условия образования...................................... 65
2.5.2. Составы растворов химического меднения....................................... 68
2.6. Химическое осаждение драгоценных металлов.................................... 74
2.6.1. Химическое серебрение...................................................................... 74
2.6.2. Химическое золочение....................................................................... 77
2.6.3. Химическое палладирование и платинирование................................ 80
2.7. Оборудование для процессов химического осаждения металлических покрытий 83
3. ВЫВОДЫ................................................................................................. 92
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................................ 94
1. ВВЕДЕНИЕ
Широко распространенным способом защиты металлов от коррозии является покрытие их слоем других металлов. Покрывающие металлы сами корродируют с малой скоростью, так как покрываются плотной оксидной пленкой. Покрывающий слой наносят различными методами [1]:
· горячее покрытие – кратковременное погружение в ванну с расплавленным металлом;
· изготовление биметаллических листов (железо и медь, алюминий и дюралюминий, углеродистая сталь и нержавеющая сталь и т.п.);
· гальваническое покрытие – электроосаждение из водных растворов электролитов;
· металлизация – напыление [2, 3];
· диффузионное покрытие – обработка порошками при повышенной температуре в специальном барабане;
· с помощью газофазной реакции, например:
(в расплаве с железом).
Имеются и другие методы нанесения металлических покрытий. Например, разновидностью диффузионного способа является погружение изделий в расплав хлорида кальция, в котором растворены наносимые металлы. Для изучения экстерьерного характера применяется сусальное золочение и серебрение, наклеивание на поверхность изделия тончайших листочков золота или серебра.
Своеобразным способом нанесения металлических покрытий являются металлизация – распыление расплавленной металлической проволоки струей сжатого воздуха.
В настоящее время широкое распространение получили новые технологии нанесения металлических покрытий за счет сверхзвукового удара частиц о поверхность [4, 5, 6]. Ускорение частиц до сверхзвуковых скоростей осуществляется сжатым воздухом. При этом обеспечивается нанесение металлических покрытий из порошковых материалов (алюминиевые, медные, цинковые, никелевые, оловянные, свинцовые, баббитовые) газодинамическим методом.
Преимущества данной технологии: – используется только сжатый воздух и электроэнергия; – нет нагрева и окисления металла частиц и подложки, деформаций, изменений структуры и фазового состава металлов; – нет вредных и агрессивных газов, веществ, излучений и других опасных факторов; – технологическая простота нанесения покрытий, – обуславливают широкое применение данного метода [6].
В крупномасштабном производстве для защиты металлов от коррозии, декоративной отделки изделий, придания поверхности изделий специальных свойств наиболее распространены покрытия, получаемые химическим или электрохимическим методами [1]. Гальванические металлопокрытия пластмасс и других диэлектриков получили широкое распространение для защитно-декоративной отделки разнообразных изделий и для технических целей при изготовлении различных машин и приборов (особенно радиотехнических и электронных). Область и масштабы применения этих покрытий с дальнейшим развитием техники постоянно увеличиваются, поскольку нанесение металлопокрытий позволяет получать материалы с очень ценным сочетанием физико-механических, химических и эксплуатационных свойств металла и диэлектрика в одной и той же детали [7].
Разнообразие современных химических методов нанесения металлических покрытий требует целенаправленного изучения и систематизации информации, накопленной в настоящее время, для оптимизации и дальнейшего эффективного использования, поэтому целью данной работы стал обзор химических методов нанесения металлических покрытий.
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
Процесс химического металлирования является каталитическим или автокаталитическим, а катализатором является поверхность изделия. Используемый раствор содержит соединение наносимого металла и восстановитель. Поскольку катализатором является поверхность изделия, выделение металла и происходит именно на ней, а не в объеме раствора. В настоящее время разработаны методы химического покрытия металлических изделий никелем, кобальтом, железом, палладием, платиной, медью, золотом, серебром, родием, рутением и некоторыми сплавами на основе этих металлов. В качестве восстановителей используют гипофосфит и боргидрид натрия, формальдегид, гидразин. Естественно, что химическим никелированием можно наносить защитное покрытие не на любой металл.
Металлические покрытия делят на две группы:
- коррозионностойкие;
- протекторные.
Например, для покрытия сплавов на основе железа в первую группу входят никель, серебро, медь, свинец, хром. Они более электроположительны по отношению к железу, то есть в электрохимическом ряду напряжений металлов стоят правее железа. Во вторую группу входят цинк, кадмий, алюминий. Они более электроотрицательны по отношению к железу.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
