|
17 свежеосаждаемой каталитической поверхности металла, активирующей процесс разложения гипофосфита. Электролитические сплавы фосфора с металлами подгруппы железа можно осаждать из нескольких электролитов. Бреннер, Куш и Вильямс установили, что сплав никель-фосфор можно получить электрохимическим способом из электролитов на основе фосфористой и ортофосфорной кислот. Из-за дефицитности фосфорной кислоты она была успешно заменена гипофосфитом натрия. Присутствие в электролите ортофосфорной кислоты необходимо для стабильности электролита. В таком случае изменение концентрации гипофосфита натрия происходит в 4...5 раз медленнее, чем без ортофосфорной кислоты. Н.П. Федотьев и др. [45] предполагает, что в этих условиях ортофосфорная кислота частично восстанавливается до фосфористой кислоты, которая является источником поступления фосфора в осадок. Сплавы никеля с фосфором могут быть получены электрохимическим и химическим способами [19]. При химическом способе получения фосфорного покрытия содержание фосфора в осадке составляет 5... 14% [46]. При электрохимическом осаждении никель-фосфорного сплава процент фосфора в осадке может изменяться в широких пределах от 0,5 до 33 % [41]. Основным преимуществом электрохимического осаждения никельфосфорного сплава является возможность скоростного наращивания сплава в отличие от химического осаждения, где скорость процесса весьма невелика (6... 10 мкм/ч). Содержание фосфора в осадке зависит от условий электролиза и от концентрации гипофосфита натрия. Так, с увеличением концентрации гипофосфита в электролите от 0,05 до 5... 10 кг/м3 содержание фосфора в покрытии возрастает от 0,12 до 10... 13 % [47]. При увеличении концентрации гипофосфита натрия свыше 10 кг/м3 содержание фосфора в осадке оставалось практически неизменным. |
21 Существенно для оценки процесса электроосаждения металлфосфорного сплава знание механизма выделения фосфора из электролита. П.М. Вячеславов [41] предполагает, что фосфор в осадок переходит как химическим, так и электрохимическим путем. М.М. Мельников, В.В. Бондарь и Ю.М. Полукаров указывают, что поскольку потенциалы разрядов равны Ре -0,44В, Р -0,51В (по данным Литимера) или 0,29 (по данным П.М. Вячеславова и Н.П. Федотьева), совместное соединение иное на катоде возможно, хотя данные, свидетельствующие о разряде Р1 из водных растворов, в литературе отсутствуют. Далее они предполагают, что фосфор в осадке образуется на свежеосаждаемой каталитической поверхности металла, активирующей процесс разложения гипофосфита. Согласно гипотезе Бреннера возможность образования сплавов фосфора с металлами группы железа обусловлена тем, что поляризация металлов группы железа способствует преодалению активационного барьера при вхождении фосфора в решетку металла. Электролитические сплавы фосфора с металлами подгруппы железа можно осаждать из нескольких электролитов. Бреннер, Куш и Вильямс установили, что сплав никель-фосфор можно получить электрохимическим способом из электролитов на основе фосфористой и ортофосфорной кислот. Из-за дефицитности фосфорной кислоты она была успешно заменена гипофосфитом натрия. Присутствие в электролите ортофосфорной кислоты необходимо для стабильности электролита. В таком случае изменение концентрации гипофосфита натрия происходит в 4-5 раз медленнее, чем без ортофосфорной кислоты. Н.П. Федотьев и др. [56] предполагает, что в этих условиях ортофосфорная кислота частично восстанавливается до фосфористой кислоты, которая является источником поступления фосфора в осадок. Сплавы никеля с фосфором могут быть получены электрохимическим и химическим способами [26]. 22 При химическом способе получения фосфорного покрытия содержание фосфора в осадке составляет 5-14% [57]. При электрохимическом осаждении никель-фосфорного сплава процент фосфора в осадке может изменяться в широких пределах от 0,5 до 33 % [52]. Основным преимуществом электрохимического осаждения никельфосфорного сплава является возможность скоростного наращивания сплава в отличие от химического осаждения, где скорость процесса весьма невелика (6-10 мкм/ч). Содержание фосфора в осадке -зависит от условий электролиза и от концентрации гипофосфита натрия. Так с увеличением концентрации гипофосфита в электролите от 0,05 до 5-10 кг/м3 содержание фосфора в покрытии возрастает от 0,12 до 10-13 % [58]. При увеличении концентрации гипофосфита натрия свыше 10 кг/м3 содержание фосфора в осадке оставалось практически неизменным. Твердость электролитического никель-фосфорного сплава повышается с увеличением содержания фосфора в покрытии до определенного предела. При содержании фосфора в покрытии 6-8 % твердость его составляла 7000-8000 МПа [52]. При дальнейшем повышении содержания фосфора в покрытии твердость почти не повышалась. Термообработка такого сплава при температуре 400-450 °С в течение часа повышала его твердость до 9000-10000 МПа. Никель-фосфорные сплавы обладают высокой износостойкостью. Так по данным Г.К. Потапова [59], износостойкость автотракторных деталей, восстановленных никель-фосфорным сплавом, приблизительно равна износостойкости деталей, изготовленных из легированной термически обработанной стали типа 20Х, цементированной и закаленной до твердости 58-62 НКС. Эти сплавы характеризуются низким коэффициентом трения, |