О применении ультразвука в гальванотехнике
|
Эффективное применение ультразвука в разнообразных процессах, в том числе при очистке металлической поверхности, привлекло внимание многих исследователей, работающих в области электроосаждения металлов. В обзорной статье А.М. Гинберга, посвященной этому вопросу, приводятся ссылки на 55 публикаций преимущественно последнего времени. Однако эта статья не дает представления о современном состоянии вопроса практического использования ультразвука при электроосаждении металлов. Известный, ученый США в области электрохимии и акустики Э. Егер на докладе в Институте электрохимии АН России заявил, что ультразвуковые колебания весьма ценны для исследования механизма электродных процессов, но попытки использования этих колебаний для практических целей электроосаждения металлов дали разочаровывающие результаты. Несмотря на противоречивые данные, которые приводятся различными исследователями, можно, по-видимому, принять, что под влиянием ультразвукового поля происходит весьма энергичное перемешивание электролита, отличающееся не только по интенсивности от механического перемешивания, но и по характеру. Если это так, то катодная поляризация должна понижаться, а допустимая плотность тока соответственно повышаться. В ряде исследований такая закономерность находит подтверждение, но практическое осуществление процессов электроосаждения металлов при повышенной плотности тока наталкивается на ряд серьезных затруднений. Н.Т. Кудрявцев с сотрудниками исследовали влияние ультразвука на течение процессов электроосаждения цинка в различных электролитах и хрома в растворах хромовой кислоты. Авторы пришли к выводу о значительном снижении катодной поляризации в ультразвуковом поле в цинкатных электролитах, в которых поляризация в основном концентрационная, и менее значительном снижении в цианистых и кислых электролитах. В растворах хромовой кислоты катодная поляризация под действием ультразвука заметно снижается до начала выделения металлического хрома; после достижения потенциала выделения металлического хрома ультразвук заметного влияния на катодную поляризацию не оказывает. По вопросу о влиянии ультразвука на рассеивающую способность можно в различных публикациях встретить самые противоречивые данные. Так, Кочан, разбирая влияние ультразвука на структуру, прочность сцепления и другие характеристики при никелировании и хромировании, приходит к выводу, что ультразвуковое перемешивание позволяет повысить плотность тока примерно в 2 раза. Внутренние напряжения при этом возрастают, а рассеивающая способность ухудшается. Автор отмечает, что ультразвуковое оборудование и его эксплуатация сравнительно дороги. Ультразвук не позволяет сколько-нибудь существенно увеличить скорость осаждения обыкновенного или беспористого хрома. Больше того, повышение плотности тока для получения беспористого хрома автор считает бессмысленным, так как при этом сам процесс невозможен. Ультразвуковое обезжиривание и травление не имеют никаких преимуществ с точки зрения прочности сцепления хрома со сталью. В случае применения ультразвука и высокой плотности тока для обеспечения прочного сцепления хрома с основой требуется создать шероховатую поверхность при помощи жидкостноабразивной обработки. Если плотность тока больше 100 а/дм2, то «молочный» хром плохо сцепляется с основой в ультразвуковом поле. Твердость никеля и обыкновенного хрома существенно не меняется при наложении ультразвука. При удвоенной плотности тока против обычно применяемой предупреждается образование наростов. Пористость никеля (при низких значениях pH) несколько уменьшается; при повышенных плотностях тока увеличивается трещиноватость. Рассеивающая способность в никелевых ваннах с низкими значениями pH ухудшается от наложения ультразвука. Внутренние напряжения при толщине слоя никеля 6—15 мкм несколько повышаются от ультразвука. Для хрома такое явление наблюдается до толщины 5 мкм, при большей толщине влияние ультразвука незначительно. |
