Спосіб створення композитних покриттів

 

Винахід відноситься до галузі отримання наноструктурованих матеріалів, в тому числі композиційних покриттів, отриманих електрохімічним осадженням, і може бути використане для створення матеріалів із заданими властивостями.

Найбільш близьким до заявляється винаходу є спосіб одержання композиційного покриття, що містить ультрадисперсние алмази [патент на винахід BY, №13878 C1, C25D 15/00, 30.12.2010. «Спосіб отримання біосумісних покриттів на хірургічних імплантах». Автори Чигринова Н.М., Іллющенко А. Ф., Чигринов Ст. Е., Чигринов Ст. Ст.], який ведуть в потенциостатическом режимі при напрузі 260 В протягом 20 хвилин з одночасним пропусканням через розчин ультразвукових коливань частотою 22 кГц.

Однак даний спосіб впливає на процес осадження, що робить покриття нерівномірними і пухкими з високою пористістю.

Винахід спрямовано на поділ частинок в суспензії на основі водного розчину електроліту до нанорозмірної величини, підтримання її тривалий час у робочому стані протягом всього терміну експлуатації електроліту і запобігання процесу седиментації.

Це досягається тим, що процес осадження проводять при постійному в�баний шляхом заміни відпрацьованої суспензії на відновлену кожні 15-20 хвилин примусовою циркуляцією між сполученими ваннами гальванічного осадження і відновлення електроліту.

Таким чином, відбувається збільшення терміну експлуатації електроліту.

Спосіб здійснюється наступним чином.

Навішування частинок заданої концентрації міститься в водний розчин електроліту. Далі виробляється перемішування протягом 15-20 хв при кімнатній температурі в ультразвуковій ванні, що забезпечує частоту коливань до 40 кГц. Потім робочий об'єм приготованої суспензії міститься в електролітичну комірку для осадження. Кожні 15-20 хвилин суспензія оновлюється шляхом заміни відпрацьованої відновленої суспензії примусовою циркуляцією між сполученими судинами гальванічного осадження і відновлення суспензії.

При ультразвуковому впливі відбувається інтенсивне перемішування і розподіл частинок, які потім доставляються до катода з іонами металу, що забезпечує їх високу і рівномірну концентрацію в металевій матриці покриття. За рахунок впорядкованості наночасток на поверхні виробу формується композиційне покриття зі структурою, що має високу щільність і твердість.

Приклади здійснення способу

Приклад 1. В роботі Козенков О. Д., Пташкина Т. В., Косілов А. Т. Дослідження суспензій ультрадисперсних алмазів в дисЂально встановлено, що після завершення ультразвукового впливу відбувається дуже швидка коагуляція нанодисперсних суспензій, яка протікає аж до досягнення нульової концентрації ультрадисперсних алмазів (УДА) в розчині електроліту.

Результати дослідження показали можливість відновлення коагулировавшей суспензії. З цією метою суспензії піддавалися повторної ультразвуковій обробці, після чого визначався розмір отриманих частинок в суспензії.

Встановлено, що ультразвукове вплив з частотою до 40 кГц на суспензії УДА призводить до їх повного відновлення концентрації і розмірами частинок. При цьому розбиваються великі агломерати, і суспензія практично повністю відповідає вихідного стану, тобто має той же розмір часток УДА і ту ж концентрацію частинок УДА в розчині електроліту, що і свіжоприготовлена. Виявлено вплив тривалості ультразвукового впливу на розмір частинок в суспензії. Встановлено, що з ростом тривалості ультразвукового впливу розмір частинок УДА в суспензії зменшується, досягаючи деякого граничного значення. Дані факти дозволяють зробити висновок про те, що агломерати часток УДА утворюються за рахунок данію Міносвіти Росії у Воронезькому державному технічному університеті, методом гальвано-хімічного осадження були отримані мідні та нікелеві композиційні електрохімічні покриття, що містять в металевій матриці ультрадисперсние алмази (УДА) або вуглецеві нанотрубки (ВНТ) (Cu-УДА, Cu-УНТ, Ni-УДА, Ni-УНТ). Використовували водні електроліт міднення або електроліт нікелювання на основі солей CuSO4, CuCl2, або NiSO4, NiCl2відповідно з додаванням УДА або УНТ від 0 до 10 г/л

Застосовували різні режими осадження, при яких щільність струму варіювалася від 0,5 до 6 А/дм2. Частота ультразвукових коливань становила до 40 кГц.

Тривалість осадження і кількість циклів заміни електроліту залежать від необхідної товщини покриття. Повна зміна електроліта-суспензії відбувається за 15-20 хвилин. Кількість циклів можна регулювати, змінюючи інтенсивність перекачування електроліта-суспензії з комірки електролітичного осадження в ємність ультразвукової обробки суспензії.

Дослідження отриманих композиційних електролітичних покриттів включали вимірювання мікротвердості за допомогою микротвердомера ПМТ-3, дослідження поверхні зразків на скануючому електронному мікроскопі JEOL JSM-6380 при різних збільшеннях, виміряний�азмера одержуваного зерна, а також від вмісту домішок. Аналіз структурної організації мідних і нікелевих катодних осадів показав, що при введенні частинок УДА або УНТ відбувається подрібнення зерна, в 1,5-2 рази підвищується твердість, а щільність незначно знижується до 8,1 г/см3. Поверхня виходить суцільний, рівномірної, матовою, а у випадку з нікелевими покриттями - з елементами блиску, покриття не відшаровується.

В результаті отримані експериментальні дані мають важливе практичне значення, оскільки дозволяють запобігати процеси коагуляції і седиментації частинок УДА в процесі електролітичного осадження композиційних наноструктурованих покриттів шляхом ультразвукового впливу на суспензію на основі водного розчину електроліту.

Спосіб одержання композиційного покриття, що включає осадження металевого покриття з водного електроліта-суспензії з ультрадисперсними частками алмазу, який відрізняється тим, що осадження проводять при постійному відновленні відпрацьованої суспензії за розмірами ультрадисперсних частинок впливом ультразвукових коливань шляхом заміни відпрацьованої суспензії на відновлену кожні 15-20 хвилин примусовою циркуляцією між�

 

Схожі патенти:

Модифіковане гальванічне срібне покриття та спосіб його виготовлення

Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в радіотехніки і електротехніки. Покриття рівномірно по всьому об'єму срібла містить астралени в кількості від 0,005 мас. % до 0,5 мас.%. Спосіб включає електрохімічне осадження срібла з електроліту сріблення у вигляді водної суспензії, що містить астралени у кількості 0,15-0,5 г/л, та підтримання їх у зваженому стані в електроліті під час електрохімічного осадження шляхом впливу на електроліт ультразвуковими коливаннями. Технічний результат: підвищення експлуатаційних характеристик покриття - зносостійкості та корозійної стійкості. 2 н. п. ф-ли, 6 іл.

Спосіб виготовлення алмазно-абразивної дроту

Винахід відноситься до алмазно-абразивного інструменту, використовуваного для обробки особливо твердих і крихких матеріалів, переважно кремнію, сапфіра, гранатів, кварцу, металу, скла тощо, зокрема до алмазного проволочному інструменту. Спосіб включає ізолювання від електроліту частини електропровідний основи і гальванічне нанесення на неізольовані частини основи алмазно-абразивного ріжучого шару. Ізолювання частини основи від електроліту здійснюють шляхом прикріплення до основи нерозчинного в електроліті неелектропровідного матеріалу у вигляді послідовно розташованих дискретних кільцеподібних елементів або спіралі, співвісних з основою, а після гальванічного нанесення на неізольовані частини основи алмазно-абразивного ріжучого шару ізолюючий неэлектропроводящий матеріал видаляють. Технічний результат: підвищення ресурсу працездатності інструменту і поліпшення якості обробки. 1 з.п. ф-ли, 6 іл., 2 пр.

Самосмазивающееся покриття та спосіб виробництва самосмазивающегося покриття

Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане для нанесення зносостійких композиційних покриттів. Самосмазивающееся покриття (7) складається з металевого шару (8), у який включено мастильний матеріал (1), здатний вивільнятися при зносі, при цьому мастильний матеріал (1) складається щонайменше з одного одноразово розгалуженого органічної сполуки (2), має щонайменше одну функціональну групу (5), що володіє аффинностью до металевого шару (8) і представляє собою тиоловую групу (6). Спосіб нанесення самосмазивающегося покриття (7) включає додавання щонайменше одного мастильного матеріалу (1), що складається з щонайменше одного одноразово розгалуженого органічної сполуки (2), в розчин електроліту, що містить метал (9) щонайменше одного виду, розчинений у вигляді іона або комплексу, і осадження розчиненого металу (9) і мастильного матеріалу (1) з розчину електроліту у вигляді покриття (7) на деталі (11). Технічний результат: збільшення зносостійкості на більш тривалий час. 4 н.п. та 8 з.п. ф-ли, 4 іл.
Винахід відноситься до області електролітичного осадження твердих зносостійких покриттів, зокрема залізо-дисульфід молібденових покриттів, застосовуваних для відновлення і зміцнення поверхонь деталей. Спосіб включає осадження з електроліту, що містить, кг/м3: сірчанокисле залізо 400-600, дисульфід молібдену 100-200, соляну кислоту 0,5-1,5, на змінному асиметричному струмі з коефіцієнтом асиметрії β=1,2-6,0 і катодного щільністю 20-80 А/дм2 при механічному перемішуванні електроліту з температурою 20-40°C і кислотністю рн 0,8-1,0. Технічний результат: підвищення продуктивності процесу за рахунок використання змінного асиметричного струму та підвищення зносостійкості покриття за рахунок збільшення композитного компонента дисульфіду молібдену в покритті до 5%.

Спосіб нанесення гальванічних залізних покриттів в проточному електроліті з великими дисперсними частинками

Винахід відноситься до відновлення зношених деталей машин і механізмів шляхом нанесення на їх поверхню гальванічних залізних покриттів в проточному електроліті. Спосіб нанесення гальванічного залізного покриття в проточному електроліті включає приміщення відновлюваної деталі і розчинної анода в електролітичну комірку, підключення їх до джерела струму, прокачування через електролітичну комірку електроліту, що містить солі двовалентного заліза, соляну кислоту, а також великі тверді дисперсні частинки розміром 100-300 мкм, які додатково вводять до складу електроліту, при цьому електроліз ведуть при щільності катодного струму понад 1 кА/дм2 і швидкості гетерофазного потоку 9-11 м/с. Винахід дозволяє підвищити швидкість осадження і збільшити максимальну товщину гладкого покриття. 1 іл.
Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в ювелірній, часовий, медичної, радіо - та електронно-технічної промисловості, а також у виробництві сувенірів та біжутерії. Електроліт містить на 1000 мас. частин складу: дицианоаурат калію 5-22; лимоннокислий калій 30-95; блескообразующую добавку 0,5-5; ультрадисперсних алмаз 10-42; ультрадисперсних оксид кремнію 80-90; воду інше. Для приготування електроліту в половині розрахованого кількості дистильованої води розчиняють задані кількості дицианурата калію, лимоннокислого калію і блескообразующей добавки, потім до отриманого розчину додають водну суспензію ультрадисперсного алмазу, перемішують, вводять решту кількість дистильованої води, при необхідності корегують значення pH до 3,6-3,8 і потім при перемішуванні вводять ультрадисперсних оксид кремнію. Технічний результат - після закінчення п'яти років зберігання електроліту осідання компонентів не спостерігалося, а покриття після 3-5 років зберігали міцність і блиск. 2 н.п. ф-ли, 2 ін.

Електроліт для нанесення покриття композиційного матеріалу на основі сплаву олово-цинк

Винахід відноситься до галузі електрохімії і може бути використане в умовах впливу агресивних середовищ, в тому числі в умовах морського і тропічного клімату. Електроліт містить, моль/л: сульфат олова 0,08-0,09, сульфат цинку 0,065-0,085, лимонну кислоту 0,31-0,33, цитрат лужного металу 0,65-0,68, препарат ОС-20 0,70-0,80 г/л, дифеніламін 0,20-0,32 г/л, фторопластову емульсію Ф-4Д-Е 0,25-0,30 г/л. Технічний результат: підвищення корозійної стійкості, зниження екологічної небезпеки при збереженні основних фізико-механічних параметрів покриттів. 2 табл., 2 іл., 1 пр.
Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в різних галузях промисловості
Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в різних галузях промисловості

Гальванічний композиційний матеріал на основі сплаву олово-цинк

Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в машинобудуванні, автомобілебудуванні, морському транспорті та в інших галузях промисловості для збільшення корозійної стійкості покриттів на основі сплаву олово-цинк
Up!