Катодное выделение сплавов

Катодное выделение сплавов [c.371]

Катодное выделение сплавов 373 [c.373]

Первые рецептуры электролитов для катодного выделения сплавов олово-висмут были предложены Н. Т. Кудрявцевым и сотрудниками [31. Обязательным условием совместного разряда ионов 5п и В1 + было присутствие в электролите ряда поверхностноактивных веществ (сырая карболка, столярный клей). При последующих исследованиях ванн электролитического получения оловянно-висмутовых покрытий подбирали компоненты, снижающие время проработки электролита и увеличивающие поляризацию каждого из металлов при их выделении в сплав [4, 51. Кроме добавок, содержащих ароматические спирты, было предложено вводить эмульгатор ОП-Ю [61, мочевину, маннит, глицерин, трилон Б, ОС-20 [71. При этом наиболее плотные оловянно-висмутовые покрытия светло-серого цвета получаются при концентрации азотнокислого висмута 0,48—4,85 г/л при катодной плотности тока 0,5— [c.80]

При высокой температуре в воздухе, азоте или водороде. Окисление на. воздухе протекает при температурах выше 450 С с образованием оксидов титана и нитридов. Температура воспламенения падает с повышением давления воздуха, что иногда приводит к локализованному выгоранию изготовленных из титанового сплава лопаток компрессоров газовых турбин [42]. Гидрид титана легко образуется при температурах выше 250 °С, а при более низких температурах — при катодном выделении водорода. Абсорбция кислорода, азота или водорода при повышенных температурах приводит к охрупчиванию металла. [c.378]

Технические металлы часто содержат инородные включения. Химически неоднородной может быть также поверхность сплава. Если на включении перенапряжение водорода снижено и металл включения не растворяется или растворяется с небольшой скоростью, то стационарный потенциал включения оказывается более положительным, чем стационарный потенциал основного металла. Таким образом, основной металл и включение образуют микроскопический гальванический элемент — локальный элемент. Так как оба металла находятся в контакте друг с другом и с раствором электролита, то возникает локальный ток (рис. 189) и потенциал основного металла смещается в положительную сторону. Последнее означает ускорение анодного растворения основного металла и замедление катодного выделения водорода на его поверхности. На поверхности включения при этом происхо.пит [c.377]

Существенно на скорость выделения водорода влияет природа катодных участков. Некоторые металлы, например платина, кобальт, никель и др., катализируют выделение водорода, и катодный процесс на них протекает с высокими скоростями. Поэтому, если в составе металла или сплава находятся металлы, катализирующие выделение водорода, то коррозия с выделением водорода может ускоряться за счет этих компонентов в сплаве. Другие металлы, например, ртуть, свинец, кадмий, цинк, не катализируют или слабо катализируют катодное выделение водорода, и катодный процесс на них протекает медленно. Поэтому присутствие в составе сплава таких компонентов или не меняет скорости коррозии основного металла, или снижает ее из-за уменьшения площади поверхности, занимаемой основным металлом, на которой происходят и растворение металла и выделение водорода. Влияние природы металла на скорость выделения водорода количественно можно оценить по перенапряжению водорода на различных металлах (см. табл. 22). Чем ниже перенапряжение водорода, тем большей каталитической активностью к реакции выделения водорода обладает металл и тем выше скорость выделения водорода при данном потенциале катодного участка, а следовательно, и больше скорость коррозии. Чем выше перенапряжение, тем меньше и скорость выделения водорода при данном потенциале катодного участка, тем ниже скорость коррозии металла. Таким образом, скорость коррозии с выделением водорода может быть замедлена снижением температуры и уменьшением концентрации ионов Н , очисткой металла от примесей, катализирующих выделение водорода, а также изоляцией поверхности металла. Перемешивание раствора практически не влияет на скорость выделения водорода. [c.216]

Наряду с показанной на рис. 20.11 возможностью уменьшения перенапряжения при катодном выделении водорода можно также, например добавлением меди в сплавы свинца, уменьшить затрудненность восстановления кислорода. Поскольку при этом достигаются более положительные потенциалы, такие легирующие элементы могут быть весьма эффективными. Действие в таком же направлении оказывает, например платина, несколько менее выраженно действует палладий напротив, золото практически не дает эффекта [43]. [c.399]

Современная теория капиллярности. К 100-летию теории капиллярности Гиббса, под ред. Л. И. Русанова и ф. Ч. Гудрича, Л., 1980. Б. Б. Дамаскин. ЭЛЕКТРОКАТАЛИЗ, ускорение электрохим. р-ций вследствие изменения природы материала электрода или модифицирования его пов-сти.Обусловлен зависимостью от материала электрода теплот адсорбции и степеней заполнения адсорбированными конечными или промежут. продуктами р-цин. Чаще всего наблюдается на платиновых металлах, их сплавах, никеле и др. типичных катализаторах. Так, скорость катодного выделения Нг возрастает на 10—12 порядков при замене ртутного электрода платиновым. При Э. можно регулировать скорость и направление электрохим. р-ции, изменяя электродный потенциал. Иногда Э. наблюдается при введении в электрохим. сист. биологически активных [c.698]

Скорость электрохимической реакции можно варьировать, применением сплавов. Кривая зависимости Jg от состава сплавов может проходить через максимум [3, с. 190 10, с. 141 35]. Так как электрокаталитическая активность определяется прежде всего составом и состоянием поверхности электродов, то на. скорость реакции можно влиять путем изменения состава и структуры поверхностного слоя, например адсорбцией атомов других элементов (адатомов). Так, например, адатомы олова, рения, рутения на поверхности платины ускоряют электроокисление метанола, а адатомы свинца, таллия и селена - электроокисление муравьиной кислоты на металлах платиновой группы [10, с. 146-156 28, с. 30], адатомы кадмия, свинца и некоторых других металлов на никелевых ПСК - катодное выделение водорода [33]. [c.33]

Гальваническое покрытие сплавами. Катодное образование сплава может быть достигнуто или за счет диффузии осаждаемого металла в основной металл катода, или за счет совместного осаждения двух металлов из раствора. Первый случай имеет место при выделении натрия на ртутном или свинцовом катоде. Однако получение сплавов этим путем на твердом катоде ие имеет практического значения, так как при низких температурах твердые металлы диффундируют очень медленно. Второй случай — образование сплава совместным осаждением двух металлов — находит применение в гальванотехнике. [c.568]

Поляризация катодного выделения водорода, имеющая обычно электрохимическую природу, в существенной мере определяется материалом катода и практически не зависит от концентрации электролита [207]. Величина pH оказывает влияние на поляризацию процесса лишь при низких плотностях тока. Из побочных реакций, которые могут протекать на катоде, следует отметить процесс катодного восстановления сравнительно электроположительных катионов (например, меди, никеля), перешедших в раствор с анода [115]. Данный процесс облегчается в кислых средах. В достаточно концентрированных подкисленных нитратных электролитах может происходить катодное восстановление анионов N0 до анионов N0 , а при значительном отрицательном смещении потенциала до образования аммиака [184]. Восстановление катионов нейтрального электролита (обычно К" , Ма+) невозможно вследствие очень низких электроотрицательных значений их равновесных потенциалов, которые обычно не достигаются в условиях анодного растворения металлов. При исследовании кинетики анодного растворения металлов широко применяются методы снятия поляризационных кривых и температурно-кинетический метод. Рассмотрим несколько примеров использования этих методов применительно к анодному растворению металлов и сплавов различной природы. [c.35]

Фиг. 17. Катодная поляризационная кривая выделения сплава (/) и парциальные поляризационные кривые разряда катионов металла Ме ( ме ) и Мег (гме )-

О возможности использования эффекта деполяризации разряда катионов электроотрицательного компонента для получения сплавов в литературе имеются неоднократные упоминания. В качестве классического примера образования сплава на катоде можно указать на катодное выделение натрия на ртутном катоде, получившее про- [c.48]

Фиг. 85. Катодная поляризация при выделении сплава Зп—2п нз электролитов с концентрацией цинка 0,15 н.

Исследования катодной поляризации выделения олова и висмута из растворов их солей (фиг. 96) показывают, что осаждение висмута протекает со значительно большей поляризацией, чем осаждение олова. Это позволяет осуществлять соосаждение обоих металлов из растворов, не содержащих комплексообразователей [71 ]. Из хода поляризационных кривых (фиг. 96) следует, что выделение сплава протекает с некоторой деполяризацией процессов выделения обоих компонентов сплава. [c.187]

Проведенным исследованием катодной поляризации выделения сплава 2п—N1 [11 ] было установлено также, что повышение темпе- [c.206]

Значения констант а и в уравнении Тафеля для реакции катодного выделения водорода на свинцовых сплавах в серной кислоте удельным весом 1,32 [c.339]

Частные поляризационные кривые для выделения никеля из электролита, подобного тому, из которого осаждается сплав, без вольфрама, а также сплава никеля и вольфрама при электровыделении сплава приведены на рис. 1. Следует отметить, что выделение сплава протекает при более отрицательных потенциалах, чем никеля из того же электролита, но без вольфрамата натрия (рис. 1, кривые / и 2). Обращает на себя внимание кривая 1 рис. 1, которая состоит из двух ветвей. Для того, чтобы объяснить такой ход кривой, был проведен анализ катодных осадков, полученных в области низких и высоких плотностей тока. В данном случае использовали электролит, который не содержал сульфат аммония. Оказалось, что если в области низких плотностей осадок имеет металлический вид, то в области высоких плотностей катод покрывается хлопьями гидроокиси никеля. [c.94]

Замена при поляризации одной электрохимической реакции другой является крайним случаем. Наблюдаются также случаи совместного разряда, когда с увеличением плотности тока доля участия каждой реакции изменяется не столь резко. Это происхО дит часто при катодном получении сплавов, если поляризационные кривые располагаются близко друг к другу, например так, как это показано на рис. 15.3. В интервале потенциалов между Ех п выделяется только первый компонент. Большая катодная поляризация приводит к протеканию обеих реакций. Соотношение компонентов в сплаве в области поляризации с замедленной стадией переноса электрона будет определяться теми же зависимостями, которые приведены для предыдущего случая. Но здесь нужно учитывать эффекты, связанные с взаимодействием компонентов в сплаве. Другими словами поляризационные кривые на рис. 15.3 должны быть парциальными поляризационными кривыми выделения компонентов в сплав. [c.390]

Бек [35] обнаружил, что катодная поляризация сплава 8-1-1 до потенциала —0,76 В предотвращает его разрушение в присутствии ионов С , Вг и I". Леки [361 сообщил о возможности защиты титанового сплава с 7 % А1, 2 % Nb, 1 % Та в 3 % растворе Na l за счет поляризации до потенциалов —1,1 В или —1,3 В, при которых происходит обильное выделение водорода. Установлено [35], что успешная анодная защита сплава 8-1-1 от КРН возможна в присутствии ионов С1 , но не Вг" или I . [c.377]

Введение 30% и более Си в N1 слабо влияет на потери пластичности и склонность к межкристаллитному разрушению при наводороживании по сравнению с чистым N1 [108]. Поэтому, как и следовало ожидать, сплавы на основе бинарной системы 70 Ni—30 Си (известные под торговым названием Монель) подвержены межкристаллитному разрушению как при КР [241], так и вследствие водородного охрупчивания [253]. Упрочненный выделениями сплав Монель К-500, хотя и не является однофазным, также разрушается при испытаниях на КР [241], в условиях катодного наводоро- [c.110]

Известно, что состояние металла в значительной степени оказывает влияние на разряд водорода на наводороженной поверхности железа выделение водорода происходит легче, чем на ненаводороженной [131]. Так как природа и электрохимическое состояние поверхности электрода будут раэличньми при раздельном и совместном разряде ионов металлов, то и скорость электродных процессов будет разлиода. В частности, при электроосал дении сплава железа с никелем процесс катодного выделения водорода определяется сочетанием двух лимитирующих стад.ий -замедленного разряда и каталитической рекомбинации, вклад которых зависит от состава и структуры сплава [483]. [c.166]

Наилучшие результаты по электроосаждению галлия достигнуты в глицериновых электролитах [641, 585, 580—583]. Изучено катодное выделение галлия в чистом виде и совместно с отдельными металлами (Сс1, Си, 2п, 5Ь). Процесс сопровождается концентрационной поляризацией и наиболее успешно протекает на гетерогенной поверхности (например, меди). Рекомендуемый температурный интервал — от комнатной до 60 °С. При соосаждении увеличение плотности тока и уменьшение суммарной и относительной концентрации совместно разряжающихся ионов приводит к снижению процентного содержания галлия в сплаве и ухудшению качества последнего. Полученные электролитические сплавы представляют собой твердые растворы с интерметаллическими соединениями типа ОаСи4, Оаг2п5, ОагСс15. Удовлетворительного качества осадки толщиной 10—15 мкм получаются при низкой катодной плотности тока (до 10 мА/см ). Так, плотные, мелкозернистые, хорошо сцепленные с основой светло-серые сплавы Оа—Сс1, содержащие 4—40 % Оа, получены при к = 0,25- 5,0 мА/см , температуре 60°С и перемешивании [585]. В глицериновых и этиленгликолевых электролитах возможно также совместное осаждение галлия и фосфора [580]. [c.154]

Интересно отметить следующее ДСК-электрод, состоящий из тела-носителя из одного карбонильного никеля и напеченного на него слоя сплава Ренея толщиной, равной лишь диаметру зерен, в процессе катодного выделения водорода вел себя как чистый носитель без этого слоя. Отсюда со всей очевидностью следует, что при уменьшении толщины слоя активного материала в конце концов все же наступает ухудшение характеристики процесса выделения. [c.234]

Катодное восстановление сплава N1 — 2п сводится к тому, что при значении к, отвечающем скачку потен-Щ1ала на поверхности катода, начинается выделение пузырьков водорода. С повышением pH прикатодного слоя в нем образуется гидроокись цинка, которая, адсорбируясь поверхностью катода, пассивирует грани растущих кристаллов и прекращает их рост. [c.118]

Кривые катодной поляризации (рис. 107) при выделении сплава Sn — Zn подтверждают, что с увеличением содержания свободного цианида в электролите равновесный потенциал сплавообразования смещается в сторону положительных значений. Это объясняется тем, что цинк в таком электролите находится в более прочных цианидных комплексах, и его соосаждение замедляется. [c.188]

Анодная кривая сплава Т1 — 0,2% Рс1 в условиях щели при бО С характеризуется очень широкой областью пассивного состояния, а потенциал начала развития щелевой коррозии сдвинут в положительную сторону по сравнению с критическим потенциалом для Ti в щели на 1,35 В. В то же время анодные кривые Т1 и сплава Т1 — 0,2% Р(1 в объеме раствора отличаются незначительно как по величине тока, так и по значениям критических потенциалов, хотя критический потенциал Т1 — 0,2% Р(1 все же положительнее. Эти результаты свидетельствуют о том, что меха-шизм защитного действия легированного титана сводится к накоплению палладия в условиях ограниченного объема раствора в щели и к снижению перенапряжения катодного выделения водорода. Действительно, коэффициент в уравнения Тафеля составляет для сплава Т1 — 0,2% Р(1 0,15 В, а для титана — 0,4 В, 5Г. е. более чем в 2 раза больше. [c.51]

Когда Хром легируется малыми колич твами платины, палладия или других благородных металлов, то его коррозионная стойкость в неокислительных кислотах заметно улучшается. Растворение хрома ведет к постепенному обогащению поверхности сплава благородными элементами. Перенапряжение водорода на благородных металлах имеет Очень низкую величину, и токи обмена сравнительно велики. Кривая катодной поляризации сплава постепенно становится менее крутой до тех пор, пока не будет превзойдена величина крити-ческо го тока и сплав не станет пассивным. В окислительных кислотах возможна вторая катодная реакция, например восстановление аниона, которое происходит при потенциалах выше потенциала реакции выделения водорода. Для хрома в азотной кислоте катодная реакция [c.119]

Катодное выделение германия из водных растворов изучалось неоднократно еще со времен Винклера. Однако количественного выделения германия или образования сколько-нибудь толстых отложений его на катоде получить не удавалось. Подобно вольфраму, гер1маний может быть выделен электролизом только в виде сплавов, в частности с оловом или медью. С медью германий образует интерметаллическое соединение состава СизОе белого цвета, которое применяется как защитное и декоративное покрытие. [c.217]

Такой эффект катодного выделения более положительных металлов и, вследствие этого, ускорение коррозии наблюдается также, если в растворе находятся соли тяжелых металлов с достаточно положительным электрохимическим потенциалом (Р1, Аи, kg, Си, N1 и, в меньшей степени. Ре). Поэтому в замкнутых полиметаллических системах, по которым циркулируют водные растворы, например, морская вода, наблюдается усиление коррозии алюминия и его сплавов, если в этой системе находятся медь или медные снлавы, даже при отсутствии электрического контакта с алюминием. Таким образом, сравнительно высокую коррозио1ь ную стойкость чистого алюминия и некоторых его сплавов, кроме основного влияния защитных кроющих иассивны.ч пленок (анодный контроль), в значительной мере объясняют высоким перенапряжением выделения водорода на поверхности алюминия, особенно в пассивном состоянии (катодный контроль). Примеси тяжелых металлов (в первую очередь в практических условиях железа илн меди) сильно понижают химическую устойчивость алюминия не только вследствие нарушения сплошности защитных пленок, но и благодаря облегчению катодного процесса. Присадки более электроотрицательных металлов с высоким перенапряжением водорода (Mg, 2п) в меньшей степени понижают коррозионную стойкость алюминия. [c.261]

Катодное выделение переходных металлов в аналитических целях относится несомненно к старейшим электроаналитиче-ским методам. С середины девятнадцатого столетия металлы, употреблявшиеся для чеканки монет, определяли в сплавах и рудах с помощью электровыделения на предварительно взвешенном катоде обычно при плотностях тока порядка нескольких десятков А/см , которые были слишком велики, чтобы говорить о приблизительно термодинамическом равновесии. В некоторых случаях селективного выделения металлов можно добиться, вводя комплексообразующие агенты. В других случаях в основу селективного разделения можно положить высокое напряжение восстановления водорода на ртутном катоде [11]. [c.365]

При электрохимическом осаждении сплава металлов поверхностно-активные вещества могут влиять на его состав и фазовое строение. Катодное осаждение сплава меди со свинцом из простых растворов не дает пересыщенных твердых растворов при осаждении из комплексных растворов (в отсутствие сильно поверхностно-активных веществ) на электроде образуются слабопересыщенпые твердые растворы свинца в меди и метастабильное соединение СпзРЬ. В присутствии поверхностно-активных веществ перенапряжение выделения чистых металлов возрастает, что облегчает образование пересыщенных твердых растворов. Например, в присутствии тиомочевины (после проработки ванны) перенапряжение выделения свинца повышено более чем на 0,3 в соответственно на электроде при умеренных потенциалах образуется сильно пересыщенный твердый раствор свинца в меди [234, 255]. [c.124]

Е. А. Беркман и сотрудники [52] изучил1и анодное растворение магния, алюминия и их сплавов и катодное выделение водорода иа различных металлах ib 3%-ном растворе Na l. Потенциал (по н. в. э.) магния при плотности тока 0,3 А/см был равен—1,4 В, алюминия — 0,42 В, сплава AI—Hg—1,26 В. Фарадеевский коэффициент использования магния был 0,65, алюминия 0,88 и сплава А1—Hg до 0,98. Высокую каталитическую активность и стабильность имели никелевые катоды, активированные палладием или рутением, а также аноды из никель-молибденового сплава. Были разработаны и испытаны макеты генераторов с анодами из алюминие-во-<ртутных сплавов, стабилизированных магнием, и никелевого катода, активированного рутением. Испытания проводились (В 3%-пом растворе Na l в течение 30 сут. При плотности тока 5- 10 з А/см напряжение элемента было 0,5 В. Расчеты показали, что в генераторах можно получить удельную энергию 300—350 Вт-ч/кг. [c.118]

Экспериментальные данные представлены в табл. 7 (по данным [374, 376]). Из нее видно, что изменение природы электродного материала (переход от ртути к сплавам Оа—Н5) изменяет в одном направлении величину 8 как при катодном выделении водорода, так и при химическом разложении амальгам. При этом природа щелочного металла на изотопном эффекте практически не сказывается. Эти факты согласуются с трактовкой химического разложения амальгам как сопряженного в элементарном акте аноднокатодного процесса, хотя и не являются однозначным доказательством этого механизма. Во всяком случае их можно рассматривать как серьезные аргументы в пользу промежуточного образования адсорбированного водорода в ходе химического разложения амальгам. [c.210]

Ha ЖИДКОМ катоде разряд ионов натрия заметно облегчается за счет деполяризации при образовании сплава. Если основной металл (РЬ, d, Sn) содержит примеси висмута, то при катодном выделении щелочного металла образуется интерметаллическое соединение NasBi с высокими температурой плавления и теплотой образования. Поэтому образующийся интерметаллнд плохо растворим в свинце и он может переходить в расплавленный едкий натр. В этом случае существует определенное равновесное распределение для процесса образования NasBi с переходом в солевую фазу [c.276]

Скорость катодного выделения водорода возрастает с увеличением температуры и концентрации ионов водорода (снижением pH). На скорость этого процесса заметно влияет природа катодных участков. Некоторые металлы (например платина, кобальт, никель и др.) катализируют выделение водорода и катодный процесс на них протекает с высокими скоростями. Поэтому, если в составе металла или сплава находятся металлы, катализирующие выделение водорода, то коррозия может ускоряться за счет этих компонентов в сплаве (рис. 10.6, а, кривая 3). Другие металлы, например, ртуть, свинец, кадмий, цинк не катализируют или слабо катализируют катодное выделение водорода, и катодный процесс на них протекает медленно (рис. 10.6, а, кривая 2). Поэтому присутствие в составе сплава таких компонентов или не меняет скорости коррозии основного метадла, или снижает ее из-за уменьшения площади поверхности, занимаемой основным металлом, на которой происходят и растворение металла, и выделение водорода. Влияние природы металла на скорость выделения водорода количественно можно оценить по перенапряжению водорода на различных металлах (см. табл. 9.1). Чем ниже перенапряжение водорода, тем большей каталитической активностью к реакции выделения водорода обладает металл и тем выше скорость выделения водорода [c.324]

Катодные потенциалы при совместном осаждении олова и никеля по данным обычных измерений сдвигаются в сторону более электроположительных значений против потенциалов выделения олова и тем больше, чем выше концентрация никеля в электролите (рис. 4). Но так как выход металла по току в присутствии никеля резко падает, то если учесть долю тока, затрачиваемого на выделение водорода, действительный потенциал выделения сплава оказывается более электроотрицательным и кривая катодной поляризации сплава при Дк 0,5 а/дм располагается правее поляризационной кривой для чистого олова (рис. 5, кривые 1, 2 и 3 ). Таким образом, при электроосаждении сплава олово — никель из щелочноцианистого раствора катодная поляризация не уменьшается, а увеличивается по сравнению с поляризацией при выделении одного олова. Можно считать, что совместное выделение никеля с оловом при этих условиях облегчает выделение водорода (кривые 2" и 3"), вследствие уменьшения перенапряжения его на катоде. Этим, очевидно, и объясняется резкое снижение выхода металла по току поело добавления никеля к станнатному электролиту. Из рис. 6 видно, что при электролизе 5%-ного раствора едкого натра потенциалы выделения водорода на олове имеют болоо электроотрицательные значения, чем на олове с примесями никеля. [c.286]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология