Влияние условий формирования на физико-химические свойства гальванических сплавов системы металлов подгруппы железа и молибдена

1. Влияние условий формирования на физико-химические свойства гальванических сплавов системы металлов подгруппы железа и молибдена

Влияние условий формирования на физикохимические свойства гальванических сплавов
системы металлов подгруппы железа и молибдена
Выполнил:
Селезень А.Д. б-ХМТН-41
Руководитель ВКР:
к.х.н., доцент каф. ХИМ
Никитюк Т.В.

2. Актуальность

• Сплавы молибдена и металлов подгруппы железа обладают
уникальным сочетанием свойств, что делает их востребованными в
различных
высокотехнологичных
отраслях.
В
нефтяной
промышленности они применяются в качестве катализаторов для
реакции Фишера-Тропша, где играют ключевую роль в
преобразовании синтез-газа в жидкие углеводороды, что
необходимо
для
производства
синтетического
топлива.
Параллельно эти материалы находят применение в водородной
энергетике,
выступая
эффективными
катализаторами
электролитического разложения воды, что способствует получению
экологически чистого водорода — одного из перспективных
энергоносителей будущего. Кроме того, благодаря высокой
коррозионной стойкости и износоустойчивости, сплавы данной
системы активно используются в авиационной и автомобильной
промышленностях

3.

Цель работы:
Изучить влияние условий формирования на физикохимические свойства гальванических сплавов системы
металлов подгруппы железа и молибдена
Задачи:
• Исследование научной литературы на данную тему;
• Получить гальваническим методом сплавы металлов
подгруппы железа и молибдена;
• Изучить состав и структуру полученных материалов, а так
жевлияние условий осаждения на их физико-химические
свойства.
3

4. Оборудование

• Весы лабораторные M-ER 122ACFJR- 300.01
(Accurate, Корея)
• - Одноканальный потенциостатгальваностат Elins P150I.
• -pH-метр.
• - Портативный анализатор металлов и
сплавов Х-Меt 7500.

5. Методика эксперимента

• Используемые растворы электролитов
pH=3,5
Химический
реагент
Концентрация
FeSO4
0,15М
0-0,25M
CoSO4
0,35M
NH2CH2COOH
0,5M
NH2CH2COOH
0,5M
H3BO3
0,4M
KCl
0,2M
H3BO3
0,4M
KCl
0,2M
Na2MoO4
0,05-0,1M
Na2MoO4
0,05-0,1M
C6H8O7
0,05-0,1M
C6H8O7
0,05-0,1M
pH=4,5
Химический
реагент
Концентрация
NiSO4
0,25-0,5М
CoSO4

6.

Покрытия формируются методом
электрохимического осаждения сплава на
поверхность подложки, в качестве которой
используются стальные или медные
пластины с площадью рабочей зоны 4 см².
Анодная система включает графитовый
электрод или никелевую пластину, а роль
электрода сравнения выполняет
хлоридсеребряный элемент с эталонным
потенциалом 220 мВ. Управление
процессом осуществляется через
программу PSpack2, в нашем случае
используются два основных режима
работы: стационарный и импульсный. В
ходе осаждения задаётся диапазон
потенциалов от -1300 мВ до -2100 мВ. Для
импульсного режима дополнительно
регулируются длительности фазы импульса
(τимп = 0.5–20 с) и паузы (τб/т = 1–5 с), что
позволяет гибко влиять на кинетику
процесса и морфологию формируемого
слоя.
Рисунок 1- рабочая установка

7. Оборудование

• Весы лабораторные M-ER 122ACFJR- 300.01
(Accurate, Корея).
• - Одноканальный потенциостат-гальваностат Elins
P150I.
• -pH-метр.
• Портативный анализатор метала Х-Меt 7500.

8. Внешняя морфология образцов:

Рис. 2
Рис. 3
Рис. 4
Рис. 5
Рис. 6
-1400мВ
-1600мВ
-1200мВ
-1400мВ
-1400мВ
Рис. 2-4. FeSO4 0,25 M,
CoSO4 0,25 M, Na2MoO4
0,1 M, C6H8O7 0,1 M
Рис. 5. FeSO4 0,45 M,
CoSO4 0,05 M, Na2MoO4
0,1 M, C6H8O7 0,1 M
Рис. 6. FeSO4 0,35 M,
CoSO4 0,15 M, Na2MoO4
0,1 M, C6H8O7 0,1 M

9. Зависимость выхода по току от потенциала и режима осаждения

220,00
200,00
Ni 0.5M стационар
Вт%
180,00
160,00
Ni 0.5M импульс
140,00
120,00
100,00
Ni 0.25M Co 0.25M стац
80,00
60,00
Ni 0.25M Co 0.25M импульс
40,00
20,00
-1200,00
-1300,00
-1400,00
-1500,00
-1600,00
-1700,00
E мВ
-1800,00
-1900,00
-2000,00
-2100,00

10. Методы исследования:

рентгеновский фазовый анализ (фазовый состав);
сканирующая электронная микроскопия (морфология);
метод лазерной дифракции (определение размера частиц);
импедансная спектроскопия (электрофизические свойства).
10

11. Выводы: