Composition and Surface Morphology of Composite Electrolytic Coatings Co-W-Zro2

Abstract

Доведено можливість електросинтезу і керування складом і морфологією поверхні композиційних електролітичних покривів кобальту з тугоплавкими металами варіюванням густини імпульсного струму. Композити на основі кобальту, осаджені на підкладку з міді з білігандних цитратно-пірофосфатних електролітів при густині імпульсного струму 4 А/дм 2 , відрізняються розгалуженою поверхнею і більш рівномірним розподілом компонентів по поверхні, підвищеним вмістом вольфраму, що майже у 5 разів переважає покриви, осаджені при 10 А/дм 2 , та зниженням відсотку оксигену удвічі (до 5,5 %). Це пояснюється гальмуванням реакції виділення газоподібного водню та участю адатомів гідрогену у хімічному відновленні проміжних оксидів вольфраму до металу під час переривання поляризації. Покриви, осаджені із застосуванням імпульсного струму, можна вважати композитами складу Co-W-ZrO2, в яких оксидна фаза утворюється безпосередньо в електродному процесі як інтермедіат неповного відновлення вольфраматів. Топографія плівок відрізняється наявністю зерен еліптичної і сферичної форми з розмірами кристалітів 80 -180 нм. На основній поверхні зустрічаються виступи (крупні зерна) діаметром 1 -3 мкм. Фрактальна розмірність поверхні становить 2,77, що свідчить про 3D механізм роста кристалів при формуванні покриву. За параметрами шорсткості поверхні Ra і Rq покриви відносяться до 9 класу шорсткості. За фазовим складом композити є переважно аморфними матеріалами, які містять нанокристалічний кобальт та інтерметаліди Co3W і Zr3Co. Завдяки кількісному і фазовому складу, морфології і фрактальності поверхні мікротвердість і корозійна стійкість систем Co-W-ZrO2, одержаних за густини струму 4 А/дм 2 , на 20 % перевищують параметри покривів, одержаних при 10 А/дм 2 , і у 3 рази переважає відповідні характеристики підкладки.Ключові слова: композиційні електролітичні покриви, імпульсний електроліз, вольфрам, кобальт, цирконій, фрактальний аналіз поверхні.