Компоненты никелевых электролитов
|
В наиболее распространенных никелевых электролитах главным компонентом является сульфат никеля. Его достоинство — большая доступность по сравнению с другими никелевыми солями, достаточная устойчивость, поскольку анион этой соли не восстанавливается на катоде и не окисляется на аноде. Кроме того, сульфаты менее агрессивны, чем хлориды. Концентрация сульфата никеля может колебаться в широких пределах, причем более высокой плотности тока должна соответствовать большая концентрация никелевой соли. Преимущества электролитов с повышенной концентрацией никелевой соли не ограничиваются возможностью повышения плотности тока, они отличаются повышенной электропроводностью, а следовательно, и лучшей рассеивающей способностью. Как выше было указано, катодная поляризация при электроосаждении металлов группы железа носит в основном химический характер и, следовательно, концентрация никелевой соли незначительно влияет на величину поляризации. Вторым компонентом никелевых электролитов является хлор-ион, который в классической ванне Уаттса предусматривается вводить в виде хлористого никеля. Судя по литературным данным, в США хлор-ион вводят в виде хлористого никеля, в то время как в России, так же как и в некоторых странах Западной Европы, преимущественно вводят хлористый натрий. Нам представляется, что с учетом меньшей вероятности введения загрязнений, большей электропроводности и, наконец, меньшей стоимости целесообразно вводить хлорид натрия или калия. Буферные соединения. Никелирование успешно протекает при определенных и достаточно узких пределах концентрации ионов водорода для данного состава электролита, применяемой плотности тока и температуры. Наряду с разрядом ионов металла частично происходит также разряд ионов водорода, так что в катодном слое заметно растет концентрация гидроксильных ионов вплоть до выпадения гидрата закиси никеля. При наличии достаточного количества хлоридов в электролите анодный выход по току выше катодного, так что во всей массе электролита также наблюдается тенденция к защелачиванию. Для того чтобы предупредить резкие колебания концентрации ионов водорода, в никелевые электролиты вводят буферные соединения, чаще всего борную кислоту. Буферные свойства борной кислоты в значительной степени зависят от pH электролита и других факторов. Смесь борной кислоты и фтористого натрия отличается лучшими буферными свойствами, чем одна борная кислота, в особенности при высоких плотностях тока. В качестве буферных соединений в никелевых электролитах применяются также лимонная, винная, уксусная кислоты или их щелочные соли. м.А. Лошкарев исследовал возможность замены борной кислоты другими, более дешевыми соединениями для буферирования никелевых электролитов. На рис. 84 видно, что буферность никелевых электролитов при введении уксуснокислых солей натрия и аммония выше, чем при введении борной кислоты. Сульфат аммония по буферному действию в никелевых электролитах аналогичен борной кислоте.  Проведенные испытания показали, что в отсутствие борной кислоты пластичные осадки никеля, выдерживающие 4—5 перегибов до излома, получаются только при наличии в электролите достаточной концентрации серной кислоты (0,25 г/л). При введении борной кислоты пластичность никелевых осадков сохраняется даже при незначительном содержании серной кислоты в электролите. Хотя уксуснокислый аммоний хорошо себя проявил с точки зрения буферирования электролита, пластичность никелевых осадков, полученных в его присутствии, неудовлетворительна. В этом отношении сульфат аммония имеет неоспоримое преимущество. Однако введение значительных количеств сульфата аммония приводит к образованию малорастворимой двойной никелево-аммонийной соли. При малом содержании сульфата аммония (до 5 г/л) пластичность никелевых осадков недостаточна. По-видимому, по совокупности всех показателей лучшим буферным соединением в ваннах никелирования является борная кислота, хотя уксуснокислый натрий успешно применялся на ряде предприятий. |
