Điện phân lớp phủ nano tinh thể Co-W từ dung dịch điện phân citrate trong điều kiện thủy động lực học được kiểm soát: Phần 1 - Điện phân cobalt

Surface Engineering and Applied Electrochemistry - Tập 45 - Trang 446-454 - 2010
S. S. Belevskii1, S. P. Yushchenko1, A. I. Dikusar1
1Institute of Applied Physics, Academy of Sciences of Moldova, Chisinau, Republic of Moldova

Tóm tắt

Kết quả của nghiên cứu phức tạp về quá trình điện phân cobalt dưới các điều kiện thủy động lực học có thể kiểm soát với điện cực hình trụ quay (RCE) từ dung dịch điện phân citrate được sử dụng để tạo ra lớp phủ cobalt-tungsten đã được trình bày. Ảnh hưởng của pH của dung dịch điện phân lên sự thay đổi trạng thái của cobalt trong dung dịch, tốc độ điện phân, và hình thái bề mặt đã được chỉ ra. Quá trình dao động tại các điện thế gần với trạng thái tĩnh đã được phát hiện và cơ chế của nó đã được đề xuất. Các điều kiện thủy động lực học (mật độ dòng điện điện phân tăng lên với sự tăng tốc độ quay của RCE) chỉ có ảnh hưởng khi số Reynolds (Re) ≥ 200 và xảy ra khi đạt đến một độ dày nhất định của lớp điện phân. Sự tồn tại của một mối quan hệ tuyến tính giữa mật độ dòng điện và điện thế của quá trình điện phân cho thấy khả năng hình thành một lớp phim trong giai đoạn ban đầu của quá trình điện phân.

Từ khóa

#điện phân #cobalt #lớp phủ nano #dung dịch điện phân citrate #điều kiện thủy động lực học

Tài liệu tham khảo

Directive 2000/53/EC of the European Parliament and of the Council of 18 September 2000 on End-of Life Vehicle, Official J. of the Eur. Communities, 2000, L 269, pp. 34–42. Directive 2002/95/EC of the European Parliament and of the Council of 27 January 2003 on the Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment, Official J. of the Eur. Union, 2003, L 37, pp. 19–23. Weston, D.P., Shipway, P.H., Harris, S.J., and Cheng, M.K., Friction and Sliding Wear Behaviour of Electrodeposited Cobalt and Cobalt-Tungsten Alloy Coatings for Replacement of Electrodeposited Chromium, Wear, 2009, Vol. 267, pp. 934–943. Tungsten Coatings: Dependence on Current Parameters, Trans. Inst. Metal Finish, 2008, Vol. 86, pp. 301–307. Kublanovsky, V., Bersirova, O., Yapontseva, J., Tsintsaru, N., Belevskii, S. and Dikusar, A., Pulse Electrodeposition of Cobalt-Tungsten Alloys from Citrate Electrolyte on Steel, its Corrosion Characteristics, Phys-ico-Chemical Mechanics of Materials, 2007, no. 6, Special Issue, pp. 80–90. Tsyntsaru, N.I., Belevskii, S.S., Volodina, G.F., Bersirova, O.L., Yapontseva, Yu.S., Kublanovskii, V.S. and Dikusar, A.I., Composition, Structure and Corrosion Properties of the Coatings from Co-W Alloys Electrodeposited at Stationary Current, Surf. Eng. Appl. Electrochem., 2007, no. 5, pp. 9–15. Silkin, S.A., Belevskii, S.S., Tsyntsaru, N.I., Shul’man, A.I., Shchuplyakov, A.N. and Dikusar, A.I., Influence of Long-Term Operation of Electrolytes on the Composition, Morphology and Mechanical Properties of Surface Produced at Deposition of Co-W Coatings from Citrate Solutions, Surf. Eng. Appl. Electrochem., 2009, Vol. 45, no. 1, pp. 1–12. Brenner, F., Electrodeposition of Alloys, New York: Academic Press Inc., 1963. Vas’ko, A.T., Elektrokhimiya molibdena i vol’frama (Electrochemistry of Molybdenum and Tungsten), Kiev: Naukova Dumka, 1977. Podlaha, T.J. and Landolt, D., Induced Codeposition. I. Experimental Investigation of Ni-Mo Alloys, J. Electrochem. Soc., 1996, Vol. 143, pp. 885–892. Madore, C., West, A.S., Matlosz, M., and Landolt, D., Design Considerations for a Cylinder Hull Cell with Forced Convection, Electrochem. Acta, 1992, Vol. 37, no. 1, p. 69. Bobanova, Zh.I., Yushchenko, S.P., Yakovets, I.V., and Dikusar, A.I., Dissipating Capacity of Sulfuric Acid Electrolyte of Coppering at Intensive Modes of Electrodeposition, Electrocemistry, 2005, Vol. 41, no. 1, pp. 91–96. Bobanova, Zh.I., Yushchenko, S.P., Yakovets, I.V., Yakhova, E.A., and Dikusar, A.I., Determination of Dissipating (Localizing) Capacity of Electrolytes at Electrochemical Treatment by Using the Hull Cells with a Rotating Cylindric Electrode, Elektron. obrab. mater., 2000, no. 6, pp. 4–15. Eliaz, N. and Gileadi, E., Induced Codeposition of Alloys of Tungsten, Molybdenum and Rhenium with Transition Metals, in Modern Aspects of Electrochemistry, Springer, New York: 2008, no. 42, pp. 191–301. Silkin, S.A., Tin’kov, O.V., Petrenko, V.I., Tsyntsaru, N.I., and Dikusar, A.I., Electrodeposition of the Co-W Alloys: Role of the Temperature, Surf. Eng. Appl. Electrochem., 2006, no. 4, pp. 7–13. Pyatnitskii, I.V., Analiticheskaya khimiya kobalta (Analytical Chemistry of Cobalt), Moscow: Nauka, 1965. Eisenberg, M., Tobias, S.W. and Wilke, S.R., Ionic Mass Transfer and Concentration Polarization at Rotating Electrodes, J. Electrochem. Soc., 1954, Vol. 101, p. 306. Gomez, E., Pellicer, E., and Valles, E., Developing Plating Bath for the Production of Cobalt-Molybdenum Films, Surf. and Coat. Technology, 2005, Vol. 197, pp. 238–246. Stability Constants of Metal-Ion Complexes, Section B: Organic Ligands, Douglas D. Perrin (Ed.), IUPAC Chemical Data Series 22, Exter: Pergamon Press, 1983. Kotsakis, N., Raptopoulou, S.P., Tangoulis, V., Terzis, A., Giapintzakis, J., Jakuch, T., Kiss, T., and Salifoglou, A., Correlations of Synthetic, Spectroscopic, Structural and Speciation Studies in the Biologically Relevant Cobalt(II)-Citrate System: The Tale of the First Aqueous Dinuclear Cobalt(II)-Citrate complex, Inorg. Chem., 2003, Vol. 42, p. 22. Murrie, M., Teat, S.J., Stoeckli-Evas, H., and Gudel, H.U., Synthesis and Characterization of a Cobalt(II) Single-Molecule Magnet, Angew. Chem., Int. Ed., 2003, Vol. 42, p. 4653. Hudson, T.A., Berry, K.J., Moubaraki, B., Murray, K.S., and Robson, R., Citrate, in Collaboration with a Guani-dinium Ion, as a Generator of Cubane-like Complexes with a Range of Metal Cations: Synthesis, Structures and Magnetic Properties of [C(NH2)3]8[(MII)4(cit)4]. 8H2O (M=Mg, Mn, Fe, Co, Ni, and Zn; cit=Citrate), Inorg. Chem., 2006, Vol. 45, p. 3549. A handbook on electrochemistry, Sukhotin, A.M. (Ed.), Leningrad: Khimiya, 1981. Fetter, K., Elektrokhimicheskaya kinetika (Electrochemical Kinetics), Moscow, Leningrad: Khimiya, 1967.