У дисертаційній роботі наведене нове рішення наукового завдання, яке виражається у встановленні особливостей електродних процесів, зумовлених присутністю у цинкатних електролітах колоїдних цинквмісних часток. Урахування цих особливостей дозволить більш ефективно керувати кінетикою електрохімічних реакцій і, зрештою, буде корисним при розробці прогресивних технологій об'ємного і поверхневого модифікування цинкових покриттів. Для встановлення причин і шляхів утворення дисперсних систем, а також з'ясування їх ролі в електродних процесах був здійснений комплекс досліджень, заснований на застосуванні електрохімічних, оптичних, калориметричних, рентгенографічних та інших методів. 1. Оптичними методами встановлено, що цинкатні електроліти не є істинними розчинами. За допомогою термохімічних вимірювань доведене утворення колоїдної системи з дисперсною фазою цинк(ІІ) оксиду при безпосередньому розчиненні порошку ZnO у розчині натрій гідроксиду. Колоїдні цинквмісні частки виникають також при електролізі, що зумовлено зменшенням рН і пересиченням цинкатними іонами прианодного простору, а також перебігом реакції диспропорціонування інтермедіатів ZnOH. 2. Вивчена анодна поведінка цинку у лужному середовищі і показано, що в області високих поляризацій при Е > 2,2 В на поверхні електрода формуються надзвичайно стійкі пасивні плівки, що мають оксидну природу. Встановлена залежність властивостей таких конверсійних плівок від складу розчину, потенціала електрода і часу анодної пасивації. Найбільшу корозійну стійкість в агресивних середовищах мають цинкові покриття, анодовані у лужному розчині, який додатково містить натрій силікат і добавку ДХТІ-160. Поліпшення функціональних властивостей захисних плівок в силикатвмісних електролітах зумовлене включенням в покриття, що формується сполук Силіцію. 3. Методом часткових порядків за окремими компонентами в ході кулоностатичних вимірювань в електроліті, вільному від колоїдних цинквмісних часток, встановлено, що електроактивний гідроксокомплекс містить одну (твердий електрод) або дві (амальгамний електрод) гідроксильні групи. Запропонований механізм електровідновлювання цинкатних іонів, згідно з яким розряду передують стадії перенесення протонів з молекул води, що знаходяться на поверхні електрода в адсорбованому стані. Обгрунтована можливість перебігу реакції диспропорціонування інтермедіатів одновалентного цинку ZnOH. На її основі пояснені аномальні, що перевищують 100%, значення анодного виходу за струмом, а також утворення губчастих гальванічних осадів внаслідок накопичення золей металічного цинку. 4. Досліджений вплив тетраалкіламонієвих катіонів на катодний процес і показано, що витіснення з поверхні електрода молекул води, що є донорами протонів, внаслідок адсорбції добавок, призводить до появи додаткового ефекту інгібування за рахунок зменшення швидкості попередніх хімічних стадій. 5. Низька якість покриттів в електролітах без ПАВ пов'язана з явищем коагуляції золей металічного цинку або його оксиду на поверхні електрода. Позитивний вплив добавки ДХТІ-160 на структуру гальванічних осадів можна пояснити адсорбцією її молекул на колоїдних агрегатах і стабілізацією дисперсних систем. За допомогою полімерних добавок, що регулюють колоїдно-хімічні властивості дисперсних систем можна ефективно керувати якістю цинкових покриттів. 6. Показано, що в присутності полімерних катіонов (ДХТІ-160) формуються якісні осади, навіть якщо застосовуються аномально високі значення густини струму. Це дозволяє при досягненні великих значень поляризації отримувати гальванічні сплави цинку з більш електронегативними елементами або з металами, розряд яких ускладнений в сильно лужному середовищі. У роботі продемонстрована можливість електроосадження цинкових покриттів, легованих оловом і титаном. Основний зміст роботи наведений в публікаціях: Данилов Ф.И., Головко Д.А., Образцов В.Б. Механизм разряда цинка в щелочной среде // Электрохимия. – 1991, т.27, вып.10, С. 1364 – 1366. Головко Д. А., Данилов Ф. И. Некоторые аспекты организации анодного процесса при цинковании из щелочных электролитов // Вопр. химии и хим. технологии. – 1998. – № 1. – С. 25 – 27. Головко Д.А., Криворучко В.М., Данилов Ф.И. Образование коллоидных систем в цинкатных и плюмбитных электролитах // Вопр. химии и хим. технологии. – 1998. – № 2. – С. 3 – 5. Головко Д. А., Беляновская Е. А. Контактное выделение некоторых металлов на пассивных оловянных и цинковых электродах // Вопр. химии и хим. технологии. – 1999. – № 1. – С. 83 – 84.
Головко Д.А., Беляновская Е.А., Данилов Ф.И. Получение анодных пленок на цинке и олове, сформированных в щелочном растворе в присутствии Na2SiO3 // Вісник Дніпропетровського університету. – 2000. – вып. 5. – С. 50 – 56. Головко Д.А., Беляновская Е.А., Данилов Ф.И. Электроосаждение цинковых покрытий, легированных оловом и титаном // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2001. – Т. IX, № 2. – С. 31 – 34. Образцов В.Б., Капитонов А.Г., Головко Д.А., Процкая Е.Н., Пташник Г.А. К вопросу о механизме разряда цинкатных ионов в присутствии поверхностно-активных веществ // Тез. докл. всесоюзной конференции по электрохимии. – Черновцы, 1988. – С. 161. Головко Д. А., Беляновская Е. А., Криворучко В. М., Данилов Ф. И. Анодное поведение цинка, олова, свинца и их сплавов в щелочных растворах // Материалы IV Междунар. конф. «Проблемы коррозии и противокоррозионной защиты материалов» (Коррозия 98). – Львов.: 1998. – С. 448 – 450. Головко Д. А., Беляновская Е. А., Данилов Ф. И. Прогрессивные щелочные электролиты для получения бинарных сплавов амфотерных металлов на основе цинка // Матеріали першої міжнародної конференції «Наука і освіта 98». – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 1998. – С. 1082. Головко Д.А., Беляновская Е.А., Головко И.Д., Данилов Ф.И. Электрохимическое модифицирование цинковых и оловянных покрытий// Прикладная физическая химия/ Тезисы докладов научно-практической конференции, Алушта: Изд-во КНЦ., 2002. – С. 94 – 98.
|
