«Отечественная технология нанесения гальванического сплава медь-никель с содержанием никеля 30% позволит отказаться от токсичной борной кислоты. Предложение пензенских ученых поможет предприятиям своевременно перейти на “зеленое” производство электронных компонентов и деталей для судостроения и авиации. Разработкой уже заинтересованы российские предприятия, специализирующиеся на производстве электронных компонентов», — говорится в сообщении.
О необходимости нового метода
Как пояснили в вузе, традиционные электролиты для никелирования содержат борную кислоту, которая помогает поддерживать стабильный уровень рН в процессе электролиза и частично влияет на равномерность осаждения металла. Однако борная кислота отнесена к репродуктивным ядам и имеет высокий индекс экологической озабоченности. В перспективе ее использование в промышленных электролитах может быть запрещено или серьезно ограничено, отметили в пресс-службе.
«В условиях санкционных ограничений российские предприятия вынуждены переходить на аналоги из других стран с неизвестным составом. Это лишает технологов возможности самостоятельно корректировать процессы, увеличивает риски нестабильного качества покрытий и повышает эксплуатационные затраты», — цитируется разработчик нового предложения Софья Синенкова.
Исследование проводилось под руководством декана факультета промышленных технологий, электроэнергетики и транспорта ПГУ, профессора Сергея Киреева. Ученые предложили полностью исключить использование технической борной кислоты. Вместо нее в составе электролита предлагается использовать ионы ацетата (производные уксусной кислоты) и цитрата (производные лимонной кислоты).
В лабораторных условиях исследователи получили более 30 образцов покрытий, осажденных в разных режимах. Из них удалось выбрать наиболее подходящие параметры: температуру, концентрацию компонентов, рН, параметры тока, при которых содержание никеля в сплаве стабильно достигает 30% и выше. Для создания жидкого электролита в раствор вводили соли меди и никеля, после чего добавляли уксусную и лимонную кислоты. Стальную металлическую пластинку предварительно обезжиривали и подвергали травлению для обеспечения чистой и активной поверхности. Затем образец помещали в гальваническую ванну между графитовыми анодами. Вся система подключалась к потенциостату, управляемому через компьютерную программу.
В ПГУ отметили, что разработанная технология открывает возможности для применения в авиационной промышленности, судостроении и морской технике, электронике. По словам Киреева, покрытия на основе сплава мель-никель востребованы для защиты металлических изделий, корпусов и узлов, а также для создания электронной базы и покрытий под пайку. Они обеспечивают защиту от коррозии, сохраняют паяемость и эксплуатационные характеристики в течение длительного времени.
«Благодаря содержанию никеля такие покрытия препятствуют обрастанию корпусов и деталей моллюсками. Это особенно важно, поскольку многие другие коррозионностойкие составы со временем теряют защитные свойства из-за биологического обрастания», — добавил профессор.