Свойства покрытий никель – олово, осаждаемых из водных и неводных электролитов

  • Антон Александрович Кудако Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0001-8937-4161
  • Татьяна Николаевна Воробьева Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь; Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-3630-2508
DOI: https://doi.org/10.33581/2520-257X-2022-1-72-82

Аннотация

Предложены составы водного хлоридно-фторидного и этиленгликолевого цитратного электролитов и условия электрохимического осаждения покрытий Ni – Sn, обеспечивающие получение сплава на основе интерметаллида Ni3Sn2 с содержанием никеля 36–40 мас. %. Определено влияние добавок фторидов натрия и аммония, а также неионогенного поверхностно-активного вещества ОС-20 в водный электролит или добавок соляной и лимонной кислот в этиленгликолевый электролит на внутренние напряжения и коррозионную устойчивость покрытий. Выявлено, что наименьшие внутренние напряжения и наиболее высокая коррозионная устойчивость характерны для покрытий с мелкозернистой плотной структурой, не изменяющейся при увеличении толщины (в пределах 1–10 мкм), в состав которых входит единственная кристаллическая фаза Ni3Sn2 с минимальными отклонениями от стехиометрии. В наибольшей мере эти характеристики обеспечиваются при осаждении покрытий из этиленгликолевого цитратного электролита.

Биографии авторов

Антон Александрович Кудако, Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

младший научный сотрудник лаборатории химии тонких пленок

Татьяна Николаевна Воробьева, Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь; Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор химических наук, профессор; главный научный сотрудник лаборатории химии тонких пленок Научно-исследовательского института физико-химических проблем БГУ, профессор кафедры неорганической химии химического факультета Белорусского государственного университета

Литература

  1. Kuznetsov BV, Vorobyova TN, Glibin VP. A comparative study of tin – nickel alloys obtained by electroplating and casting. Metal Finishing. 2013;111(3):38–41. DOI: 10.1016/S0026-0576(13)70233-2.
  2. Refaey SAM, Taha F, Hasanin THA. Passivation and pitting corrosion of nanostructured Sn – Ni alloy in NaCl solutions. Electrochimica Acta. 2006;51(14):2942–2948. DOI: 10.1016/j.electacta.2005.09.033.
  3. Subramanian B, Mohan S, Jayakrishnan S. Selective area deposition of tin – nickel alloy coating – an alternative for decorative chromium plating. Journal of Applied Electrochemistry. 2007;37(2):219–224. DOI: 10.1007/s10800-006-9236-6.
  4. Wan C, Zhang L, Liu X. Corrosion assessment of Sn – Ni alloy coatings using neutral salt spray tests and electrochemical methods. International Journal of Electrochemical Science. 2020;15(1):26–38. DOI: 10.20964/2020.01.20.
  5. Anicai L, Petica A, Costovici S, Prioteasa P, Visan T. Electrodeposition of Sn and NiSn alloys coatings using choline chloride based ionic liquids – evaluation of corrosion behavior. Electrochimica Acta. 2013;114:868–877. DOI: 10.1016/j.electacta.2013.08.043.
  6. Gamburg YD, Zangari G. Theory and practice of metal electrodeposition. New York: Springer; 2011. 378 p. DOI: 10.1007/978-1-4419-9669-5.
  7. Georgiou EP, Van der Donck T, Celis J-P. Electrodeposition and structural characteristics of intermetallic nickel – tin based coatings. Transactions of the IMF. 2017;95(6):301–307. DOI: 10.1080/00202967.2017.1352125.
  8. Spiridonov BA, Berezina NN. Electroplating and structure of tin – nickel coatings. Protection of Metals. 2004;40(1):85–88. DOI: 10.1023/B:PROM.0000013118.11144.97.
  9. Jiménez H, Gil L, Staia MH, Puchi-Cabrera ES. Effect of deposition parameters on adhesion, hardness and wear resistance of Sn – Ni electrolytic coatings. Surface and Coatings Technology. 2008;202(10):2072–2079. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2007.08.071.
  10. Lačnjevac U, Jović BM, Jović VD. Electrodeposition of Ni, Sn and Ni – Sn alloy coatings from pyro-phosphate-glycine bath. Journal of the Electrochemical Society. 2012;159(5):D310–D318. DOI: 10.1149/2.042205JES.
  11. Shetty S, Hegde AC. Electrodeposition of Sn – Ni alloy coatings for water-splitting application from alkaline medium. Metallurgical and Materials Transactions B. 2017;48(1):632–641. DOI: 10.1007/s11663-016-0784-9.
  12. Zhu Y, Zhang X, Song J, Wang W, Yue F, Ma Q. Microstructure and hydrogen evolution catalytic properties of Ni – Sn alloys prepared by electrodeposition method. Applied Catalysis A: General. 2015;500:51–57. DOI: 10.1016/j.apcata.2015.05.005.
  13. Rosoiu SP, Pantazi AG, Petica A, Cojocaru A, Costovici S, Zanella C, et al. Comparative study of Ni – Sn alloys electrodeposited from choline chloride based ionic liquids in direct and pulsed current. Coatings. 2019;9(12):801. DOI: 10.3390/coatings9120801.
  14. Vorobyova TN, Kudaka AA. The dependence of composition, microstructure and properties of electroplated Ni – Sn coatings on conditions of deposition from fluoride-chloride electrolyte. Journal of the Belarusian State University. Chemistry. 2017;2:28–35. Russian.
  15. Vorobyova TN, Kudaka AA. Electrodeposition of Ni – Sn alloy from ethylene glycol electrolyte. Part 1. Cathodic reactions. Transactions of the IMF. 2022;100(1):36–42. DOI: 10.1080/00202967.2021.2005861.
  16. Vorobyova TN. Adhesion interaction between electrolessly deposited copper film and polyimide. Journal of Adhesion Science and Technology. 1997;11(2):167–182. DOI: 10.1163/156856197X00282.
  17. Pauleau Y. Materials surface processing by direct energy techniques. Amsterdam: Elsevier Science; 2006. 744 p. DOI: 10.1016/B978-0-08-044496-3.X5000-X.
  18. Hass G, Thun RE, editors. Physics of thin films. Advances in research and development. Volume 3. New York: Academic Press; 1966. 342 p. Russian edition: Hass G, Thun RE, editors. Fizika tonkikh plenok. Sovremennoe sostoyanie issledovanii i tekhnicheskie primeneniya. Tom 3. Moscow: Mir; 1968. 331 p.
  19. Cuthbertson JW, Parkinson N, Rooksby HP. Electrodeposition of tin – nickel alloy plate from chloride-fluoride electrolytes. Journal of the Electrochemical Society. 1953;100(3):107–119. DOI: 10.1149/1.2781091.
Опубликован
2022-04-06
Ключевые слова: сплав никель – олово, водный электролит, этиленгликолевый электролит, гальваническое покрытие, внутренние напряжения, коррозионная устойчивость
Поддерживающие организации Работа выполнена в рамках подпрограммы 2.1 «Химические технологии, процессы и реагенты» государственной программы научных исследований на 2021–2025 гг. «Химические процессы, реагенты и технологии, биорегуляторы и биоорганическая химия» (задание 2.1.06.02).
Как цитировать
Кудако, А. А., & Воробьева, Т. Н. (2022). Свойства покрытий никель – олово, осаждаемых из водных и неводных электролитов. Журнал Белорусского государственного университета. Химия, 1, 72-82. https://doi.org/10.33581/2520-257X-2022-1-72-82
Выпуск
№ 1 (2022): Журнал Белорусского государственного университета. Химия
Раздел
Оригинальные статьи

Copyright (c) 2022 Журнал Белорусского государственного университета. Химия

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

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).