Sedimentation of Ultradispersed Diamonds in the Citrate Copper-Plating Electrolyte

Abstract

Белорусский государственный технологический университет (БГТУ), г. Минск, Респ. Беларусь Институт высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) УрО РАН, г. Екатеринбург Уральский федеральный университет (УрФУ) им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург Статья поступила в редакцию 20.09.16 г., доработана 30.03.17 г., подписана в печать 03.04.17 г. Проведены исследования процессов агрегации и седиментации ультрадисперсных алмазов (УДА) в цитратном электролите меднения (ЦЭМ), используемом для получения композиционных электрохимических покрытий. Изучалась седиментационная и агрегационная устойчивость с целью выбора концентрации УДА в ЦЭМ. Это было необходимо для создания композиционных медных покрытий с улучшенными эксплуатационными характеристиками (повышенной твердостью, износостойкостью, коррозионной устойчивостью), а также для придания им новых свойств (антифрикционных, каталитических). Содержание УДА в электролите варьировалось в пределах от 0,2 до 2,0 г/л. С помощью лазерного дифракционного анализатора «Malvern Mastersizer 2000» определено распределение по размерам частиц УДА в электролите сразу после приготовления суспензии и после 10-суточной выдержки. Агрегационная и седиментационная устойчивость суспензии УДА в ЦЭМ исследована гравиметрическим методом с непрерывным взвешиванием кварцевой чашечки, погруженной в данную суспензию. Кварцевая чашечка была связана с аналитическими весами «Sartorius R200D» с помощью кварцевой нити. В результате проведения эксперимента получена зависимость массы оседающих частиц УДА от времени: Q = f(t). Из этой зависимости определено относительное распределение частиц по размерам. Установлено, что на седиментационную устойчивость существенное влияние оказывает процесс агрегации частиц, интенсивность которого увеличивалась с повышением концентрации УДА. Удовлетворяющие требованиям по агрегационной и седиментационной устойчивости результаты получены из суспензии УДА в ЦЭМ с концентрацией 1,0 г/л. В этом случае высокое содержание дисперсной фазы сочеталось с агрегационной и седиментационной устойчивостью, что позволяло получать медные композиционные покрытия с улучшенными эксплуатационными свойствами. Ключевые слова: седиментация, агрегация, цитратный электролит меднения, ультрадисперсные алмазы (УДА), композиционное электрохимическое покрытие, распределение по размерам. Яскельчик В.В.-аспирант кафедры химии, технологии электрохимических производств и материалов электронной техники (ХТЭХПиМЭТ) БГТУ (220030, Респ. Беларусь, г. Минск, ул. Свердлова, 13а).