Седиментация алмазной шихты в цитратном электролите меднения

Abstract

Композиционные электрохимические покрытия получают из электролитов-суспензий, в которых в качестве второй фазы применяют высокодисперсные порошки. При электроосаждении композиционных покрытий в электролите активно протекают процессы агрегации наночастиц алмазной шихты с образованием агломератов микронного размера. Вследствие этого затрудняется закрепление частиц дисперсной фазы на металлической матрице, что ухудшает равномерность распределения частиц в объеме покрытия и свойства осадка. Поэтому проведены исследования процессов агрегации и седиментации алмазной шихты в цитратном электролите меднения, используемом для получения композиционных электрохимических покрытий. Содержание алмазной шихты в электролите варьировалось в пределах от 0,2 до 2,0 г/л. В качестве алмазной шихты использовался продукт детонационного синтеза производства ЗАО «СИНТА» (Беларусь), представляющий собой водную 7% суспензию. Частицы алмазосодержащей шихты состояли из сверхтвердого и инертного алмазного ядра, покрытого оболочкой из графита, аморфного и луковичного углерода. На поверхности частиц имелись функциональные группы, способные активно участвовать в различных химических реакциях. С помощью лазерного дифракционного анализатора Malvern Mastersizer 2000 определено распределение частиц алмазной шихты по размерам в электролите сразу после приготовления суспензии и после 10 суток выдержки. Агрегативная и седиментационная устойчивости суспензии алмазной шихты в цитратном электролите меднения исследованы гравиметрическим методом. Анализ зависимости массы оседающих частиц алмазной шихты от времени Q=f(t) позволил установить, что на седиментационную устойчивость существенное влияние оказывает процесс агрегации частиц, интенсивность которого увеличивалась с повышением концентрации алмазной шихты. Наибольшая агрегативная и седиментационная устойчивость наблюдается для суспензии алмазной шихты в цитратном электролите с концентрацией 0,2 г/л. При концентрации алмазной шихты 0,5 г/л и выше в цитратном электролите меднения наблюдалось снижение агрегативной устойчивости. Установлено, что при содержании 1,0 г/л алмазной шихты в растворе содержится достаточное количество дисперсной фазы при удовлетворительной седиментационной устойчивости, что позволило получить медные покрытия с малой пористостью и повышенной износоустойчивостью по сравнению с медным покрытием без добавок алмазной шихты.