Vol. 54 (2018), Issue 5, p. 31-42

Электроосаждение нанокристаллических Fe-W покрытий из цитратного электролита

Белевский С.С., Готеляк А.В., Ющенко С.П., Дикусар А.И.

Abstract

УДК 544.65

С использованием циклической вольтамперометрии (ЦВА) проанализированы электродные процессы, протекающие при электроосаждении нанокристаллических Fe-W покрытий из цитратного электролита, содержащего сульфат двухвалентного железа и вольфрамат (рН = 6,9; 80°С, графитовый анод). Установлено, что электроосаждение сплава происходит с выходом по току до 30% в интервале плотностей тока 2–5 А/дм². Этот интервал плотностей тока ограничен снизу предельным диффузионным током восстановления окисленной формы цитратного комплекса (образующегося при приготовлении электролита вследствие окисления Fe(II) в цитратном растворе), а также выделением водорода и (или) восстановлением органических компонентов электролита сверху. Показаны возможности использования растворимого железного анода (выход по току анодного растворения Fe в этом электролите 93 ± 2%). Полученные покрытия содержат ~ 25 ат.% W, а их микротвердость (до 900 кГ/мм²) зависит от объемной плотности тока. Исследованная система перспективна для безмаскового локального электроосаждения.

Ключевые слова: электроосаждение, Fe-W покрытия, циклическая вольтамперометрия, цитратные растворы, микротвердость.

Using cyclic voltammetry, electrode processes of electrodeposition of nanocrystalline Fe-W coatings from citrate bath are analyzed. The electrolyte contained ferrous iron and tungstate (pH 6.9; 80°C, graphite anode). It is shown that electrodeposition takes place with a current efficiency of up to 30% in a range of current densities of 20–50 mA/cm². This interval is confined by the limiting current density of the reduction of the oxidized form of citrate complex Fe (II) formed at the preparation of the bath due to oxidation of Fe(II) in the citrate solution. This interval is bounded from below by the evolution of hydrogen and/or reduction of the organic components of the bath. The opportunities of using a soluble iron anode are shown (current efficiency of anodic dissolution of iron in this electrolyte is 93 ± 2%). Coatings contain up to 25% (at.) W and their micro-hardness (up to 900 kG/mm²) depends on the volume current density. The possibilities of the studied system for the local maskless electrodeposition are shown.

Keywords: electrodeposition, Fe-W coatings, cyclic voltammetry, citrate solutions, microhardness.

Download full-text PDF. 2795 downloads

Menu

Vol. 54 (2018), Issue 5, p. 31-42

Электроосаждение нанокристаллических Fe-W покрытий из цитратного электролита

Abstract