Термозащитная способность электрохимически осажденных никелевых и никель-борных покрытий

Авторы

  • Сергей Сергеевич Перевозников Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь
  • Екатерина Владимировна Маковская Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Людмила Сергеевна Цыбульская Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь
  • Владислав Сергеевич Шендюков Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

Ключевые слова:

электрохимическое осаждение, покрытие никель – бор, состав, структура после прогрева, термическая стойкость
Поддерживающие организации
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования Республики Беларусь.

Аннотация

Исследована термозащитная способность электрохимически осажденных покрытий Ni и Ni – B в целях их потенциального применения в производстве подфильерных холодильников ламельного типа. Установлено, что все изученные покрытия на основе никеля сохраняют термическую стабильность при прогреве в воздушной атмосфере в диапазоне температур от 500 до 700 °С. При более высокой температуре прогрева (800 °С) происходит окисление покрытий (в наибольшей степени никелевого) с образованием оксидного слоя толщиной до 7–8 мкм, основным продуктом окисления является Ni0,8Сu0,2O. Показано, что наиболее высокую термическую стабильность проявляет покрытие Ni – B, содержащее 4,5 ат. % бора, из-за формирования на его поверхности при прогреве тонкой сплошной пленки бората никеля (Ni3(BO3)2), которая препятствует контакту кислорода воздуха с поверхностью и, соответственно, образованию смешанных оксидов меди и никеля, являющихся следствием термической нестабильности никелевых покрытий при прогреве.

Биографии авторов

  • Сергей Сергеевич Перевозников, Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

    научный сотрудник лаборатории химии тонких пленок

  • Екатерина Владимировна Маковская, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    студентка химического факультета. Научный руководитель – С. С. Перевозников

  • Людмила Сергеевна Цыбульская, Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

    кандидат химических наук, доцент; ведущий научный сотрудник лаборатории химии тонких пленок

  • Владислав Сергеевич Шендюков, Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

    научный сотрудник лаборатории химии тонких пленок

Библиографические ссылки

  1. Sims CT, Stoloff NS, Hagel WC, editors. Superalloys II: high-temperature materials for aerospace and industrial power. New York: John Wiley & Sons; 1987. XX, 615 p. Russian edition: Sims CT, Stoloff NS, Hagel WC, editors. Supersplavy II: zharoprochnye materialy dlya aerokosmicheskikh i promyshlennykh energoustanovok. Kniga 2. Liberov YuP, Tsepelev AB, translators; Shalin RE, editor. Moscow: Metallurgiya; 1995. 384 p.
  2. Bekish YuN, Poznyak SK, Tsybulskaya LS, Gaevskaya TV. Electrodeposited Ni – B alloy coatings: structure, corrosion resistance and mechanical properties. Electrochimica Acta. 2010;55(7):2223–2231. DOI: 10.1016/j.electacta.2009.11.069.
  3. Krishnaveni K, Sankara Narayanan TSN, Seshadri SK. Electroless Ni – B coating: preparation and evaluation of hardness and wear resistance. Surface and Coatings Technology. 2005;190(1):115–121. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2004.01.038.
  4. Li Hui, Li Hexing, Deng Jing-Fa. The crystallization process of ultrafine Ni – B amorphous alloy. Materials Letters. 2001;50(1):41–46. DOI: 10.1016/S0167-577X(00)00410-9.
  5. Oraon B, Majumdar G, Ghosh B. Improving hardness of electroless Ni – B coating using optimized deposition conditions and annealing. Materials & Design. 2008;29(7):1412–1418. DOI: 10.1016/j.matdes.2007.09.005.
  6. Rogozhin VV. [Features of the cathodic deposition of nickel-boron coatings from sulfuric acid electrolyte with the addition of polyhedral borates]. Zhurnal prikladnoi khimii. 2008;81(5):757–760. Russian.
  7. Zvyagintseva AV. Effects of structure on the characteristics of nickel-boron coatings used in the manufacture of electronic devices. Electroplating & Surface Treatment. 2007;15(1):16–22. Russian.
  8. Vityaz PA, Kukareko VA, Tsybulskaya LS, Bekish YuN, Gaevskaya TV. Structure and tribological properties of galvanic Ni – B and Co – B coatings. Friction and Wear. 2010;31(2):159–167. Russian.
  9. Val’syunene YaI, Norkus PK. [Determination of boron in nickel and cobalt coatings]. Trudy Akademii nauk Litovskoi SSR. Seriya B. Khimiya, tekhnika, fizicheskaya geografiya. 1972;1:93–96. Russian.
  10. Khryapin VE, Lakedemonskii AV. Spravochnik payal’shchika [Handbook of the soldering iron]. 4th edition. Moscow: Mashinostroenie; 1974. 328 p. (Seriya spravochnikov dlya masterov i rabochikh). Russian.
  11. Rabinovich VA, Khavin ZYa. Kratkii khimicheskii spravochnik [Brief chemical reference]. Leningrad: Khimiya; 1977. 376 p. Russian.
  12. Swanson HE, Tatge E. Standard X-ray diffraction powder patterns. National Bureaur of Standards circular 539. Volume 1. Washington: U. S. Government Printing Office; 1953. 104 p.
  13. Pardo J, Martinez-Ripoll M, García-Blanco S. The crystal structure of nickel orthoborate, Ni3(BO3)2. Acta Crystallographica Section B. 1974;30(1):37–40.
  14. Slaidin’ GYa, editor. Boraty i boratnye sistemy [Borates and borate systems]. Riga: Zinatne; 1978. 148 p. Russian.
  15. Nekrasov IYa, Grigor’ev AP, Grigor’eva TA, Brovkin AA, Diman EN, Novgorodov PG, et al. Izuchenie vysokotemperaturnykh boratov [Study of high-temperature borates]. Nikolaev AV, editor. Moscow: Nauka; 1970. 288 p. Russian.

Загрузки

Дополнительные файлы

Опубликован

2022-08-23

Выпуск

№ 2 (2022): Журнал Белорусского государственного университета. Химия

Раздел

Оригинальные статьи

Лицензия

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).

Как цитировать

[1]
Перевозников, С.С. и др. 2022. Термозащитная способность электрохимически осажденных никелевых и никель-борных покрытий. Журнал Белорусского государственного университета. Химия. 2 (авг. 2022), 52–63. DOI:https://doi.org/10.33581/2520-257X-2022-2-52-63.