Термозащитная способность электрохимически осажденных никелевых и никель-борных покрытий

  • 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

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

Литература

  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.
Опубликован
2022-08-23
Ключевые слова: электрохимическое осаждение, покрытие никель – бор, состав, структура после прогрева, термическая стойкость
Поддерживающие организации Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования Республики Беларусь.
Как цитировать
Перевозников, С. С., Маковская, Е. В., Цыбульская, Л. С., & Шендюков, В. С. (2022). Термозащитная способность электрохимически осажденных никелевых и никель-борных покрытий. Журнал Белорусского государственного университета. Химия, 2, 52-63. https://doi.org/10.33581/2520-257X-2022-2-52-63