ВУЗ:
Составители:
19
жения их в раствор, привести в контакт с никелем или другими более элек-
троотрицательными металлами. На цинке и кадмии процесс химического
восстановления никеля не протекает совсем.
Химический метод никелирования позволяет получить равномерные
по толщине покрытия на изделиях сложного рельефа. Вследствие включе-
ния в осадок фосфора (1-5%) покрытия обладают повышенной коррозион-
ной
стойкостью, твердостью, износоустойчивостью по сравнению с чис-
тыми металлами.
Влияние условий на химическое никелирование
Одним из основных факторов, определяющих скорость процесса, яв-
ляется температура раствора. Установлено, что при низкой температуре
процесс практически не протекает, оптимальной является температура 96-
98
0
С.
Значительное влияние на скорость процесса химического никелиро-
вания оказывает кислотность раствора. Учитывать это необходимо потому,
что в процессе восстановления металла происходит подкисление раствора.
Известно, что лучшие результаты по скорости процесса и качеству никеле-
вых покрытий получаются при рН=4,7-5,5. Скорость восстановления
никеля мало изменяется с концентрацией гипофосфита натрия при сохра-
нении постоянной концентрации всех остальных компонентов. Только при
изменении соотношения между концентрациями восстанавливаемой соли и
гипофосфита натрия можно добиться значительного изменения скорости
процесса - чем больше это отношение, тем выше скорость восстановления
металла.
Однако при высокой концентрации соли никеля начинается само-
произвольное разложение электролита вследствие восстановления металла
в объеме раствора. Для
повышения стабильности растворов поддерживают
определенное соотношение концентраций ионов никеля и гипофосфита на-
трия и, кроме того, в раствор вводят комплексообразователи, стабилизи-
рующие добавки (кристаллические яды), поверхностно-активные вещества
и буферные соединения.
О механизме восстановления никеля с помощью гипофосфита выска-
зано несколько гипотез. Наибольшим признанием пользовалось представ-
ление, согласно которому восстановление
никеля происходит посредством
атомарного водорода, выделяющегося в результате взаимодействия гипо-
фосфита натрия с водой.
В последнее время предложена схема, по которой реакция взаимо-
действия гипофосфита натрия с водой представляется как присоединение
иона ОН
-
от молекулы воды на месте разрыва связи Р=Н в молекуле гипо-
фосфита натрия. Эта реакция, протеканию которой способствует каталити-
ческое действие поверхности никеля, может быть выражена следующими
уравнениями:
20
H
2
O = H
+
+ OH
-
,
(1)
H
2
PO
2
-
адс
+ ОН
-
→ Н
2
РО
3
-
+ Н
адс
+ е . (2)
Освобожденный от аниона гипофосфита электрон через металличе-
скую поверхность передается иону водорода и превращает его в атомар-
ный:
H
+
+ e → Н . (3)
Два атома водорода, один из которых образовался из аниона гипо-
фосфита, а другой - из воды, соединяясь между собой, образуют молеку-
лярный водород:
H + H → H
2
. (4)
Суммарная реакция гипофосфита натрия с водой соответствует урав-
нению (5):
Н
2
РО
2
-
+ Н
2
О → Н
2
РО
3
-
+ Н
2
. (5)
Если в растворе присутствуют ионы никеля, то электроны, образую-
щиеся по реакции (2), восстанавливают их до металла (6):
Ni
2+
+ 2e → Ni . (6)
Суммарная реакция восстановления ионов никеля гипофосфитом на-
трия представлена в виде уравнения:
Ni
2+
+ 2H
2
PO
2
-
+ 2H
2
O →Ni + 2 H
2
PO
3
-
+2H
+
+H
2
.
(7)
Таким образом, восстановление никеля сопровождается выделением
водорода, образующимся по уравнению (2), причем на один ион Ni
2+
за-
трачивается две группы H
2
PO
2
-
.
Одновременно с реакцией (6) происходит восстановление анионов
гипофосфита до элементарного фосфора и восстановление ионов водорода
(3). Предполагается, что восстановление фосфора до элементарного со-
стояния происходит из ионов Н
2
РО
2
-
, обращенных к каталитической по-
верхности двумя атомами водорода; при таком расположении расстояние
между атомами фосфора и поверхностью будет наименьшим.
Протекание этой реакции может быть представлено уравнением:
H
2
PO
2
-
+ e → Р + 2ОН
-
(8)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- …
- следующая ›
- последняя »
