Preview

Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsionalʹnye pokrytiya

Расширенный поиск

СЕДИМЕНТАЦИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ АЛМАЗОВ В ЦИТРАТНОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ МЕДНЕНИЯ

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-4-53-61

Полный текст:

Аннотация

Проведены исследования процессов агрегации и седиментации ультрадисперсных алмазов (УДА) в цитратном электролите меднения (ЦЭМ), используемом для получения композиционных электрохимических покрытий. Изучалась седиментационная и агрегационная устойчивость с целью выбора концентрации УДА в ЦЭМ. Это было необходимо для создания композиционных медных покрытий с улучшенными эксплуатационными характеристиками (повышенной твердостью, износостойкостью, коррозионной устойчивостью), а также для придания им новых свойств (антифрикционных, каталитических). Содержание УДА в электролите варьировалось в пределах от 0,2 до 2,0 г/л. С помощью лазерного дифракционного анализатора «Malvern Mastersizer 2000» определено распределение по размерам частиц УДА в электролите сразу после приготовления суспензии и после 10-суточной выдержки. Агрегационная и седиментационная устойчивость суспензии УДА в ЦЭМ исследована гравиметрическим методом с непрерывным взвешиванием кварцевой чашечки, погруженной в данную суспензию. Кварцевая чашечка была связана с аналитическими весами «Sartorius R200D» с помощью кварцевой нити. В результате проведения эксперимента получена зависимость массы оседающих частиц УДА от времени: Q = f(t). Из этой зависимости определено относительное распределение частиц по размерам. Установлено, что на седиментационную устойчивость существенное влияние оказывает процесс агрегации частиц, интенсивность которого увеличивалась с повышением концентрации УДА. Удовлетворяющие требованиям по агрегационной и седиментационной устойчивости результаты получены из суспензии УДА в ЦЭМ с концентрацией 1,0 г/л. В этом случае высокое содержание дисперсной фазы сочеталось с агрегационной и седиментационной устойчивостью, что позволяло получать медные композиционные покрытия с улучшенными эксплуатационными свойствами.

Об авторах

В. В. Яскельчик
Белорусский государственный технологический университет (БГТУ)
Беларусь

Аспирант кафедры химии, технологии электрохимических производств и материалов электронной техники (ХТЭХПиМЭТ).

220030, Минск, ул. Свердлова, 13а



М. В. Ананьев
Институт высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) УрО РАН; Уральский федеральный университет (УрФУ) им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия

Доктор химических наук, доцент ИВТЭ УрО РАН; доцент кафедры технологии электрохимических производств (ТЭП) УрФУ.

620137, Екатеринбург, ул. Академическая, 20), 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19



Т. Н. Останина
Уральский федеральный университет (УрФУ) им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия

Доктор химических наук, профессор кафедры ТЭП УрФУ.

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19


Н. И. Останин
Уральский федеральный университет (УрФУ) им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия

Кандидат технических наук, доцент кафедры ТЭП УрФУ.

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19



И. М. Жарский
Белорусский государственный технологический университет (БГТУ)
Беларусь

Кандидат химических наук, профессор кафедры ХТЭХПиМЭТ.

220030, Минск, ул. Свердлова, 13а



А. А. Черник
Белорусский государственный технологический университет (БГТУ)
Беларусь

Кандидат химических наук, доцент, заведующий кафедрой ХТЭХПиМЭТ.

220030, Минск, ул. Свердлова, 13а



Список литературы

1. Беленький М.А., Иванов А.Ф. Электроосаждение металлических покрытий: Справочник. М.: Металлургия, 1985.

2. Вайнер Я.В. Технология электрохимических покрытий. Л.: Машиностроение, 1972.

3. Gibson N., Lloyd F.C., Perry G.R. Fire hazards in chemical plant from friction sparks involving the thermite reaction // J. Chem. E. Symp. Ser. 1968. No. 25. P. 26—35.

4. Бакиновский А.А. Снижение фрикционного искрообразования стальных изделий с помощью процессов химико-термической обработки // Литье и металлургия. 2013. No. 4 (73). C. 118—120.

5. Буркат Г.К., Долматов В.Ю. Ультрадисперсные алмазы в гальванотехнике // Физика тв. тела. 2004. Т. 46. No. 4. C. 685—692.

6. Долматов В.Ю. Ультрадисперсные алмазы детонационного синтеза // Успехи химии. 2001. Т. 70. No. 7. С. 687—708.

7. Shenderova O.A., Gruen D.M. Ultrananocrystalline diamond: Synthesis, properties and applications. N.Y.: Norwich, 2012.

8. Shenderova O.A., Zhirnov V.V., Brenner D.W. Carbon nanostructures // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2002. Vol. 27. No. 3—4. P. 227—356.

9. Dolmatov V.Yu., Kulakova I.I., Myllymaki V., Vehanen A., Panova A.N., Voznyakovskii A.A. Ir spectra of detonation nanodiamonds modified during the synthesis // J. Superhard Mater. 2014. Vol. 36. No. 5. P. 344—357.

10. Dolmatov V.Yu., Fujimura T. Physical and chemical problems of modification of detonation nanodiamond surface properties // Proc. of the NATO ARW «Synthesis, properties and applications of ultrananocrystalline diamond». Dordrecht: Springer, 2005. P. 217—230.

11. Schrand A.M., Hens S.A.C., Shenderova O.A. Nanodiamond particles: Properties and perspectives for bioapplications // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2009. Vol. 34. Iss. 1—2. P. 18—74.

12. Долматов В.Ю. Детонационные наноалмазы: Получение, свойства, применение. СПб.: НПО «Профессионал», 2011.

13. Vul A.Ya., Dedeikin A.T., Aleksenskii A.E., Baidakova M.V. Detonation nanodiamonds: synthesis, properties and applications // Nanodiamonds / Ed. O. Williams. Cambridge: The Royal Society of Chemistry, 2014. P. 27—48.

14. Першин С.В., Цаплин Д.Н. Динамические исследования детонационного синтеза плотных фаз вещества // V Всесоюз. совещ. по детонации: Сб. докл. (г. Красноярск, 05—12 авг. 1991 г.). Черноголовка: ИМТЕХ, 1991. Т. 2. С. 237—243.

15. Dahl J.E., Liu S.G., Carlson R.M.K. Isolation and structure of higher diamondoids, nanometer-sized diamond molecules // Science. 2003. Vol. 299. P. 96—99.

16. Михаленко И.И. Лабораторный практикум по коллоидной химии. М.: Росс. ун-т дружбы народов, 2013.

17. Марков В.Ф., Маскаева Л.Н. Основы коллоидной химии. Екатеринбург: УрФУ, 2011.

18. Ильницкая Г.Д., Олейник Н.А., Зайцева И.Н., Тимошенко В.В. Исследование кинетики седиментации суспензии алмазных нанопорошков // Наукові нотатки: Межвуз. сб. ст. Луцк: ЛНТУ, 2013. No. 41. Ч. 1. С. 106—112.

19. Гончарук Е.В., Зарко В.И., Богатырев В.М., Terpilowski К., Chibowski Е. Агрегативная и седиментационная стабильность водных суспензий наноалмазов в присутствии пирогенного кремнезема // Физика, химия и технол. пов-ти. 2014. Т. 5. No. 2. С. 210—219.

20. Бердникова Д.В., Королева М.Ю., Спицын Б.В. Седиментационный анализ дисперсий наноалмаза // Успехи в химии и хим. технологии. 2007. Т. 21. No. 8 (76). С. 53—56.

21. Козенков О.Д., Юрьев В.А., Пташкина Т.В. Разработка водных суспензий углеродных наноматериалов для электролитов // Вестн. Воронеж. гос. технич. ун-та. 2011. Т. 7. No. 10. С. 21—24.

22. Яскельчик В.В., Жарский И.М., Буркат Г.К., Черник А.А., Михедова Е.В. Получение и свойства медных покрытий из цитратного электролита в присутствии ультрадисперсных алмазов // Изв. Санкт-Петерб. гос. технол. ин-та. 2015. No. 28 (54). С. 25—28.

23. Михедова Е.В., Яскельчик В.В., Черник А.А., Жарский И.М. Сравнительная характеристика комплексных электролитов меднения // Техника и технология защиты окружающей среды: Матер. докл. междунар. науч.-техн. конф. (г. Минск, 09—11 окт. 2013 г.). Минск: БГТУ, 2013. С. 156—159.

24. Михедова Е.В., Яскельчик В.В., Жарский И.М., Черник А.А. Электролит для нанесения медных покрытий на сталь и чугун: Пат. A20140740 (РБ). 2014.

25. Витязь П.А. Состояние и перспективы использования наноалмазов детонационного синтеза в Белоруссии // Физика тв. тела. 2004. Т. 46. No. 4. С. 591—595.

26. Клындюк А.И. Поверхностные явления и дисперсные системы. Минск: БГТУ, 2011.


Для цитирования:


Яскельчик В.В., Ананьев М.В., Останина Т.Н., Останин Н.И., Жарский И.М., Черник А.А. СЕДИМЕНТАЦИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ АЛМАЗОВ В ЦИТРАТНОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ МЕДНЕНИЯ. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsionalʹnye pokrytiya. 2017;(4):53-61. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-4-53-61

For citation:


Yaskelchik V.V., Ananyev M.V., Ostanina T.N., Ostanin N.I., Zharskiy I.M., Chernik A.A. SEDIMENTATION OF ULTRADISPERSED DIAMONDS IN CITRATE COPPER PLATING ELECTROLYTE. Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional’nye Pokrytiya (Universitiesʹ Proceedings. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings). 2017;(4):53-61. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-4-53-61

Просмотров: 182


ISSN 1997-308X (Print)
ISSN 2412-8767 (Online)