Защита металлов от коррозии ВКР

Введение
Широко распространенным методом защиты металлов от коррозии является покрытие их слоем других металлов. Покрывающие металлы сами корродируют с низкой скоростью, так как покрываются плотной оксидной пленкой. Покрывающий слой наносят разнообразными методами [13]:
1. Горячее покрытие – кратковременное погружение в ванну с расплавленным металлом;
2. Изготовление биметаллических листов (железо и медь, алюминий и дюралюминий, углеродистая сталь и нержавеющая сталь и т.п.);
3. Гальваническое покрытие – электроосаждение из водных растворов электролитов;
4. Металлизация – напыление [2, 3];
5. Диффузионное покрытие – обработка порошками при повышенной температуре в специальном барабане.
В крупномасштабном производстве для защиты металлов от коррозии, декоративной отделки изделий, придания поверхности изделий специальных свойств наиболее распространены покрытия, получаемые химическим или электрохимическим методами [1]. Область и масштабы применения этих покрытий с дальнейшим развитием техники постоянно увеличиваются, поскольку нанесение металлопокрытий позволяет получать материалы с ценным сочетанием физико-механических, химических и эксплуатационных свойств металла и диэлектрика в одной и той же детали [7].
Следовательно, является актуальным и целесообразным улучшение качества данных покрытий и более глубокое изучение их свойств.
Разнообразие современных химических методов нанесения металлических покрытий требует целенаправленного изучения и систематизации информации, накопленной в настоящее время, для оптимизации и дальнейшего эффективного использования, поэтому целью данной работы стал обзор химического метода нанесения металлических покрытий в особенности Co-W.
Технические проблемы и неполадки, связанные с процессом химического кобальтирования, можно условно разделить на две группы:
1. Дефекты покрытия: низкая сила сцепления с поверхностью, образование вздутий в осажденном слое, шероховатость, питтинг, тусклость, слоистость, полосы;
2. Сбой технологии: отсутствие покрытия, повышение или снижение скорости осаждения, нестабильный уровень рН в ванне.
Цель работы: исследовать влияние условий (температура, pH, воздействие высокочастотного электромагнитного поля и тд.) на химическое осаждение для сплавов Co - P и Co - W; повысить содержание W в сплаве Co - W, а так же снизить технические проблемы и неполадки в процессе химического осаждения.
Для достижения поставленной цели необходимо:
1. Выбрать состав и порядок внесения компонентов в электролит
2. Исследовать влияние на процесс, таких условий как: температура, количественное соотношение компонентов электролита, pH, воздействия высокочастотного электромагнитного поля и суточной выдержки электролита.
3. Оптимизировать условия химического осаждения для получения качественных металлических покрытий.
Научная новизна работы:
1. Определены условия, влияющие на улучшение и повышение скорости осаждения металла на деталь
2. Выявлено действие суточной выдержки электролита на скорость осаждения
3. Устранены технические неполадки химического осаждения
Практическая значимость: Применение полученных автором оптимальных параметров химического осаждения и подготовки электролита позволило получить качественные покрытия Сo - P и Co - W, улучшить качество осаждаемого покрытия и повысить содержание вольфрама. Предложенным способом возможно осаждать равномерные по составу и толщине слои покрытия на металлическую поверхность деталей, при этом покрытие имеет хорошую адгезию с основой и обладает высокой твердостью, что улучшает качество покрытий.
Защищаемые положения:
1. Выбранный и скорректированный состав электролита
2. Результаты эксперимента о влияние различных условий на химическое осаждение
3. Результаты исследования состава, структуры и цвета покрытия
4. Результаты эксперимента по устранению технических неполадок и проблем.

Введение……………………………………………………………………………
1. Особенности осаждения сплавов кобальта химическим способом……...
1.1. Свойства кобальта и его сплавов……………………………………
1.2. Сравнение химического и электрохимического способов покрытия деталей………...………………………...…………………
1.3. Типичные электролиты для химического осаждения Co-P……….
1.4. Режим и состав электролита…………………………………….....
1.5. Влияние компонентов, условий на состав и скорость покрытия…
1.5.1. Влияние рН на скорость осаждения…………………………..
1.5.2. Влияние комплексообразователя на состав покрытия…….….
1.5.3. Влияние температуры на скорость осаждения…………………
1.5.4. Влияние высокочастотного электромагнитного поля на свойства электролита………………………………….…………..
1.5.5. Влияние концентрации Co и W на состав сплава………………
1.5.6. Влияние суточной выдержки электролита на процентный состав сплава…………………………………………………
1.6. Сплавы кобальта с металлами………………………………………
1.7. Методика эксперимента……………………………………………
1.7.1. Материалы и оборудование………………………………………
1.7.2. Методика осаждения (кобальтирование)………………………
1.7.3. Методика по работе: исследование влияния высокочастотного элетромагнитного поля на состав сплава……………
1.7.4. Определение процентного содержания вольфрама (колориметрия)…………………………………………………
1.7.5. Техника безопасности………………………………………
2. Влияние условий химического осаждения на состав, скорость и свойства сплава кобальт-вольфрам……………………………………
2.1. Выбор оптимальной концентрации компонентов электролита при химическом осаждении Co-P………………………………………...
2.2. Влияние суточной выдержки электролита на состав сплава………
2.3. Влияние высокочастотного электромагнитного поля на состав сплава………………………………………………………………
2.4. Определение процентного содержания W в сплаве………………
2.5. Влияние материала подложки……………………………………
Выводы…………………………………………………………………………
Список использованной литературы…………………………………………
 

Опыт написания студенческих работ более 18 лет, поэтому можете с уверенностью скачать данную работу, вставить титульный лист и сдать преподавателю, получить оценку «5», или «4», но не ниже.

Работа оформлено согласно большинству ГОСТов
По всей работе ссылки или подстрочные или в квадратных скобках (в разных работах по разному)

Работа прошла проверку по системе ЕТХТ, но пройдет и по системе -antiplagiat.ru, -Антиплагиат ВУЗ- (http://rane.antiplagiat.ru/ и др. тому подобные), -ЕТХТ (и документом и текстом), Руконтекст, проходит и польский СТРАЙК и plagiat.pl, новую систему СКОЛКОВО (самая последняя версия АП ВУЗ)

Работа в формате doc/ docx, если вы поменяете формат на docx/doc, то оригинальность может упасть, поэтому НЕ меняйте формат работы. Название файла менять можно сколько угодно

Если возникли проблемы с оригинальностью – не отправляйте на перерасчет – Напишите мне (Алексей К.) и я исправлю, если что то не так. Могу выслать несколкьо вариантов работы с оригинальностью, чтобы вы подобрали для своей системы проверки.

1. Вансовская К.М. Металлические покрытия, нанесенные химическим способом. Л.: Машиностроение, 1985. 103 с.
2. Беленький М.А. Электроосаждение металлических покрытий. М.: Металлургия, 1985г. 289 с.
3. Катц Н. В., Антошин Е. В., Вадивасов Д. Г.. Металлизация распылением. М.: Машиностроение, 1966. 200с.
4. Палатник Л.С. и др. Механизм образования и субструктура конденсированных пленок. М.: Наука, 1972. 20 с.
5. Пат. 2067130 Российская федерация, МПК C23C 14/22. Способ нанесения металлического покрытия / Ларин М.П [и др.] ; патентообладатели Ларин Марксен Петрович, Раховский Вадим Израилович. № 95107302/02 ; заявл 05.05.1995. ; опубл. 27.09.1996. 12 с.
6. Пат. 2257423 Российская федерация, МПК C23C 24/04. Портативное устройство для газодинамического напыления покрытий / Каширин А.И [и др.] ; заявитель и патентообладатель ООО «Обнинский центр порошкового напыления». № 2003125602/02 ; заявл 21.08.2003. ; опубл. 27.07.2005. 4 с.
7. Технологии ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций : материалы 4-й всероссийской практической конференции 16-18 апреля 2002 г. / Санкт-Петербург. Изд-во СПбГТУ, 2002. 136-140 с.
8. Грилихес С.Я. Обезжиривание, травление и полирование металлов. Л.: Машиностроение. 1983. 101с.
9. Зюзькевич С.А. Очистка деталей от жировых загрязнений перед нанесением гальванических покрытий // Мир гальваники. №1, 2007. 34 с.
10. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Ч 1. М.: Химия, 1990, 713 с.
11. ЦОТАВИА, ЗАО. Межотраслевые правила по охране труда при нанесении металлопокрытий ПОТ РМ-018-2001. М.: Деан, 2002, 95 с.
12. Воюцкий С. С, Курс коллоидной химии, 2 изд., М.: Наука, 1975, 451с.
13. Гаркушин И.К., Лаврентьева О.В., Колядо А.В., Фролов Е.И. Методы неорганического синтеза: Учебное пособие, 2018, 501 с.
14. Скорчеллетти В.В. Теоретические основы коррозии металлов. Л.: Химия, 1973. 264 с.
15. Никандрова Л.И. Химические способы получения металлических покрытий. Л.: Машиностроение. 1971. 104 с.
16. Вишенков С.А. Химические и электрохимические способы осаждения металлопокрытий. М.: Машиностроение, 1975. 312 с.
17. Саадаков Г.А. Гальванопластика. М.: Машиностроение, 1987. 88с.
18. Авдеев Н.В. Металлирование. М.: Машиностроение. 1978. 184 с.
19. Гуляев А.П. Металловедение: учебник для вузов. 6-е изд. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
20. Лобанов М. Л, Кардонина Н. И., Россина Н. Г., Юровских А. С. Защитные покрытия: учеб. пособие. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2014. 200 с.
21. Вишенков С. А. Химические и электротермохимические способы осаждения металлопокрытий. М Машиностроение 1975. 312 с.
22. Choong-Nyeon Park, Min-Ho Chang. Effects of nickel coating on the properties of metal hydride electrodes // J. of Alloys and compounds. 1995. №231, рр. 846-851.
23. Tsyntsaru, N. Electrodeposition of cobalt–tungsten alloys and their application for surface engineering. Russ J Electrochem 52, 1041-1047 (2016).
24. Weston D. P., Shipway P. H., Harris S. J., Cheng M. K. Friction and sliding wear behaviour of electrodeposited cobalt and cobalt–tungsten alloy coatings for replacement of electrodeposited chromium. Wear : Volume 267, Issues 5–8, 15 June 2009, Pages 934-943.
25. Физико-химические основы процесса химического кобальтирования // Под ред. Горбуновой. К. М., М.: Наука. 1974. 220 с.
26. Хокинг М., Васатасри В., Сидки П. Металлические и керамические покрытия: получение, свойства, применение. М.: Мир, 2000. 518 с.
27. Yu Xingwen, Cao Chunan etc. Study of double layer rare earth metal conversion coating on aluminum alloy LY12 // Corrosion Science. 2001, №43, рp. 1283-1294.
28. Францевич-Заблудовская Т.Ф., Заяц А.И., Барчук В.Т. К вопросу о механизме электроосаждения сплавов молибдена и вольфрама с металлами группы железа. Укр. хим. ж., 1960, Т.26, вып.1. 10-15 с.
29. Offermanns H. and Stackelberg M.V. Electrolytisch gewonnen Wolfram Kobalt, Wolfram- Nickel, Wolfram- Eisen - Legierungen. Metalloberflache, 1947, t.l, P. 142-144.
30. Федотьев Н.П., Вячеславов П.М, Круглова Е.Г., Андреева Т.П. Технология электрохимического осаждения сплава кобальт - вольфрам и его свойства. Ж. прикл. хим., 1959, Т. 32, №10. 2235-2242 с.
31. Кулик В.И., Нилов А.С. Функциональные стойкие покрытия: Учебное пособие. Санкт-Петербург: БГТУ, 2017, 149 с.
32. Laitinen H.A., Burdett J.W. Versatile uses of tricarbonatocobaltate (III) as starting material Anal. Chem. 23, 1951. 195 с.
33. Звенигородская В.М. Методы определения кобальта и марганца. Санкт-Петербург: изд-во и тип. Карт. ф-ки Госгеолиздата, 1946, 45 с.
34. Петрова Т.П. Химические покрытия / Петрова, Т.П., Каменев А. И. // Соросовский образовательный журнал. 2000. - Т. 6, № 11. 60 с.
35. Вашкялис А.Ю. Закономерности и механизм автокаталитического восстановления металлов в водных растворах / А. Ю. Вашкялис: Дис. док.хим. наук. Вильнюс, 1982. 405 с.
36. ПНД Ф 12.13.1-03. «Методические рекомендации. Техника безопасности при работе в аналитических лабораториях (общие положения)». Утв. ФГУ «ЦЭКА» 04.09.2003. М.: Стандартинформ, 2003. 40 с.
37. Щеголихина Н.А. Общая химия. Лабораторный практикум. Для инженерно-технических направлений подготовки и специальностей: учебно-методическое пособие / Н.А. Щеголихина, Л.В. Минаевская, М.В. Ткачёва. Санкт-Петербург: Лань, 2019. 92 с.
38. Бессонова А. П. Влияние высокочастотного электромагнитного поля на физико-химические свойства воды и ее спектральные характеристики / А. П. Бессонова, И. Е. Стась // Ползуновский вестник. – 2008. – № 3. – с. 305–309.
39. Шипунов Б. П. Термодинамические особенности кристаллогидратов хлорида кобальта, выращенных из растворов, подвергшихся действию ВЧ-поля / Б. П. Шипунов, Ю. М. Чащевая, И. Е. Стась // Известия АлтГУ. – 2013. – Т. 2, №3(79). – с. 222–226
40. Шипунов Б. П. Исследование воздействия постоянного магнитного поля на некоторые свойства воды и водных растворов / Б. П. Шипунов, К. В. Селиков // Известия вузов. – Сер. «Химия и химическая технология». — 2005. — Т. 48, №. 9. – с. 50–53.
41. Стромберг А. Г. Физическая химия / А. Г. Стромберг, Д. П. Семченко. – 4-е изд., испр.– М. : Высшая школа, 2001. – 527с.
42. Бессонова А. П., Стась И. Е. Частотная дисперсия физико-химических свойств дистиллированной воды, подвергшейся электромагнитному воздействию// Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. – 2010. – №4. – С. 48 – 50.
43. http://www.rmcip.ru/files/rus/pdf/articles/2005/2-6.pdf (дата обращения 20.08.2020) Хан В.А., Власов В.А. исследование влияния электромагнитных полей на структуру и свойства воды/ Научный журнал КубГАУ, №81(07), 2012 г.
44. Tripp S. L., Pusztay S. V., Ribbe A. E., Wei A. Self-Assembly of Cobalt Nanoparticle Rings // J. Am. Chem. Soc. 2002. № 124. Р. 7914–7915.
45. Tripp S. L., Dunin-Borkowski R. E., Wei A. Flux Closure in Self Assembled Cobalt Nanoparticle Rings // Angew. Chem. Int. Ed. 2003. № 42. Р. 5591–5593.
46. Weston D.P., Shipway P.H., Harris S.J., Cheng M.K. Friction and Sliding Wear Behavior of Electrodepositied Cobalt and Cobalt-Tungsten Alloy Coating for replacement of electrodeposited chromium // wear. 2009. V.267. P. 934-943.
47. Tsyntsaru N., Belevsky S., Dikusar A., Celis J.-P. Tribological behavior of electrodeposited Cobalt-Tungsten coatings: dependence on current parameters // Trans. Inst. Metal Finish. 2008. V. 86. P. 301-307.
48. Kublanovsky V., Bersirova O., Yapontseva J., Tsintsaru N., Belevskii S., Dikusar A. Pulse electrodeposition of Cobalt-Tungsten alloys from citrate electrolyte on steel, its corrosion characteristics // Physico-Chemical mechanics of materials. 2007, № 6. Special Issue. P. 80-90.
49. Цынцару Н.И., Белевский С. С., Володина Г.Ф., Берсирова О.Л., Японцева Ю.С., Кублановский В.С., Дикусар А.И. Состав, структура и коррозионные свойства покрытий из сплавов Co-W, электроосажденных на постоянном токе // Электронная обработка материалов. 2007, № 5. С. 9-15.
50. Silkin S. A., Gotelyak A. V., Tsyntsaru N. I. Size effect of microhardness of nanocrystalline Co-W coatings produced from citrate and gluconate solutions. Surface Engineering and Applied Electrochemistry volume 51, 2015. pages 228–234.
51. Liwen Ma , Xiaoli Xi, Zuoren Nie. Electrodeposition and characterization of Co-W alloy from regenerated tungsten salt, Int. J. Electrochem. Sci. 12, 2017. 2584-2595 S.
52. Vernickaite E., Tsyntsaru N., Sobczak K. Electrodepositedtungsten Ni-W, Co-W and Fe-W cathodes for efficient hydrogen evolution in alkaline medium, Electrochim. Acta 318 ,2019. 597-606 S.