Согласно ранее проведенным нами исследованиям, магнитоэлектролиз интенсифицирует процессы электроосаждения металлов и улучшает качество получаемых покрытий. В данной работе изучали влияние постоянного магнитного поля (МП) на электроосаждение, структуру и некоторые свойства висмутовых покрытий.
Предварительно установлено, что наибольшее влияние на электрокристаллизацию висмута оказывает МП напряженностью 0,20-0,25 Тл. Установлено, что рабочая плотность тока получения блестящих покрытий при наложении МП в 1,5-2 раза выше, чем при осаждении в стационарном режиме. Выход металла по току возрастает на 6-8 %, а рассеивающая способность электролита - на 5-7 % (см. таблицу).
Таблица 1. Характеристики процесса электроосаждения висмута и его покрытий в зависимости от режима электролиза (t = 20 °С, i = 2,5 А/дм2)
|
Характеристика |
Стационарный электролиз |
Магнитоэлектролиз |
|
Рассеивающая способность, % |
79 |
85 |
|
Выход по току, % |
87 |
93 |
|
Параметр кристаллической решетки, нм |
0,470 |
0,472 |
|
Размер зерна, мкм |
20 |
12 |
|
Содержание кислорода, % |
0,62 |
2,70 |
|
Микротвердость, МПа |
37 |
44 |
|
Коррозионная стойкость, мг/(м2·час) |
27 |
14 |
|
Внутренние напряжения, МПа |
55 |
30 |
В результате магнитоэлектролиза увеличивается параметр ромбоэдрической решетки висмута, измельчается зерно, рассеивается текстура, сглаживается поверхностный рельеф покрытий, снижается уровень внутренних напряжений сжатия, возрастает твердость и коррозионная стойкость покрытий.
Полученные данные, вероятно, можно объяснить следующим образом: при магнитоэлектролизе повышается химическая активность растворенного в электролите кислорода. Электрокристаллизация висмута в этих условиях сопровождается измельчением и интенсивным окислением структурных элементов (зерен и субзерен), включением в осадки большего количества кислорода (по данным растровой микроскопии с микрозондом). Подобные изменения в структуре покрытий способствуют повышению их твердости и коррозионной стойкости.