Физико-химические методы нанесения покрытий

Данные методы применяют для защиты изделий от коррозии, повышения износостойкости, твёрдости, сообщения антифрикционных свойств для декоративной отделки, для повышения отражательной способности, электропроводности, изготовления металлических копий с предметов.

Основоположником гальванотехники считается Якоби, получивший в 1837 г. медную копию с металлического оригинала.

Эти методы имеют следующие преимущества.

1. Возможность получения покрытий с разной структурой

2. Возможность регулирования толщины покрытий

3. Возможность получения покрытий из одного и того же металла с различными свойствами.

4. Возможность получения сплавов без применения высоких температур.

Недостатки.

1. Неравномерность толщины покрытия.

2. Достаточно большая продолжительность процесса.

3. Вредность производства.

Покрытия из металлов применяют для следующих целей:

1. Восстановление изношенных поверхностей (Сu, Cr, Fe).

2. Покрытия с катодным характером защиты от коррозии (Ni, Pb).

3. Покрытия с анодным характером защиты от коррозий (Zn, Cd)

4. Защитно-декоративные (Cr, Ni, Co, Au, Ag).

5.Покрытия увеличивают твёрдость и износостойкость (Cr, Fe, Ni, Co, Ro).

6. Защита от радиации (Pb).

7. Покрытия, повышающие отражающую способность (Cr, Ni, Au, Ag, Ro).

8. Покрытия, повыш. эл. проводность пов-го слоя (Сu, Ni, Ag, Sn).

9. Покрытия, защищающие участки детали от цементации (Сu), от азотирования (Sn).

10. Покрытия, сообщающие антифрикционные (защитные от трения) свойства (Сu, In, Sn, Ag и их сплавы).

Основным параметром процесса является плотность тока на катоде или аноде:

J = I / F,

где I - сила тока, F – площадь электрода.

Чем выше плотность тока, тем более мелкозернистым получается покрытие. Но при слишком больших J получаются рыхлые осадки, т.к. начинает восстанавливаться водород. Толщина покрытия рассчитывается по формуле Фарадея:

,

где С – электрохим-ий эквивалент осаждаемого металла; J - плотность тока, - выход по току; t – продолжительность процесса; γ - плотность осаждаемого материала.

Температура электролита влияет на качество покрытий. С одной стороны формируется крупнокристаллическая структура, с другой – улучшается растворимость солей, увеличивается и повышается пластичность покрытий.

Перемешивание электролита осуществляется продуванием сжатого воздуха, периодическим подниманием и опусканием электродов и механическими мешалками. При уменьшении концентрации электролита до определённого значения формируется мелкозернистая структура, при слишком разбавленном электролите получаются рыхлые осадки.