Отправить
tsena2 himiay sklad

Самые низкие цены!

Химия со склада!

Большой ассортимент продукции на складе!

ПАВ добавки

 

Различное влияние ПАВ на ионизацию металла может быть связано с их участием в процессе комплексообразования. Реакция комплексообразующих ионов с металлом вызывает большие энергетические затраты, чем их реакция с покрывающим металл окислом, и поэтому будет превалирующей. Если новое комплексное соединение будет на много лучше растворимо в электролите, чем результаты взаимодействия ионов металла и основным компонентом электролита, то положительное действие добавки в отношении ингибирования процесса травления будет сопровождаться увеличением съема металла, как это имеет место при анодном полировании стали в растворах с добавками молочной и винной кислот. При образовании комплексных соединений относительно мало растворимых в электролите, у поверхности анода может образоваться слой, способствующий замедлению реакции оксидной пленки с раствором, что будет сопровождаться уменьшением съема металла. Такого рода примером может быть элекртохимическое полирование меди в фосфорной кислоте с добавкой трилона Б.
 Экспериментальные работы подтверждают участие некоторых ПАВ в реакции комплексообразования. Спектрофотометрический анализ фосфорно-сернокислого электролита для полирования нержавеющей стали, содержащего ПАВ, выявили наличие комплексов Fe2 и Сг3 с анионами Р043 и, очевидно, ПАВ. При аналогичном контроле фосфорнокислого электролита для анодной обработки меди было обнаружено, что после введения в него трилона Б, улучшающего качество полирования, наряду с фосфатами, образуется новое соединение комплексной природы. Вводимые в электролит ПАВ могут оказывать влияние и па состав формирующегося пассивирующего слоя. Рентгенографический анализ показал, что при полировании стали в одном случае образуется Fe203 и Fe304, в другом — гидратированные окислы y-Fe203-H20 и РегОз-НгО.

 Однако не все ПАВ, используемые в полировочных электролитах, участвуют в процессе комплексообразования. Радиометрические измерения, проведенные применительно к процессу обработки нержавеющей стали, показали, что такие добавки, как блок-сополимер окисей этилена и пропилена, сульфоуреид, суль-фопонат, карбоксиметилцеллюлоза не образуют при электролизе химических соединений и не включаются в состав пассивирующих окислов. Эти добавки, в особенности первая из них, приводят к увеличению съема металла при полировании желечоникелевого сплава 50Н в фосфорной кислоте, что, как предполагают, происходит в результате торможения реакции выделения кислорода. Механизм влияния добавки на процесс в этом случае связывают с уменьшением под влиянием ее адсорбции на электроде, поверхностного натяжения на границах фаз газ—электролит и электролит—металл.
 Предполагается, что благодаря улучшению смачиваемости электрода увеличивается поверхность контакта его с электролитом, т. е. зона реакции, что может способствовать некоторому повышению съема металла. Другим следствием снижения поверхностного натяжения раствора будет уменьшение краевого угла смачивания пузырьков газа, их размера, что затруднит образование новой фазы — газовых пузырьков.
 Последнее обстоятельство подтверждается лабораторными исследованиями и производственной практикой. Добавка бутилового спирта в фосфорнокислый электролит для полирования меди, сульфопоната и сульфоуреида в фосфорно-сернокислый электролит для полирования стали снижают их поверхностное натяжение и улучшают качество полирования. Оптимальная концентрация этих добавок, когда полностью предотвращается точечное травление, питтинг, коррелирует с уменьшением поверхностного натяжения электролита. Наряду с этим было показано, что такое же хорошее качество анодной обработки меди достигается при добавке к фосфорной кислоте моноэтаноламина, хотя поверхностное натяжение раствора при этом не только не понижается, но даже несколько увеличивается. По-видимому, снижение поверхностного натяжения раствора благоприятно для хода процесса электрохимического полирования, но не в такой большой степени, как предполагалось.
 Роль ПДВ в процессе полирования рассматривают также с учетом их влияния на поляризационные явления. Образовавшийся на металле, адсорбционный слой представляет собой энергетический барьер на пути электродной реакции, что вызывает увеличение энергии активации процесса, т. е. той ее части, которая затрачивается на проникновение ионов металла через адсорбционную пленку в электролит. Энергия активации при обработке углеродистой стали в фосфорно-сернокислом электролите без добавок не первышает 12,54—16,72 кДж/моль, что говорит о протекании процесса с концентрационной поляризацией. Введение в электролит ПАВ в несколько раз увеличивает энергию активации за счет появления адсорбционного компонента. Это особенно заметно при полировании нержавеющей стали, обладающей большей склонностью к пассивации, когда положительное действие добавки наиболее сильно выражено.
 Различная степень адсорбции ПАВ на разных структурных составляющих поверхности металла усугубляет влияние потенциального барьера на реакцию ионизации металла, что приводит к выравниванию скоростей растворения отдельных структурных составляющих, существенно уменьшает травление поверхности и соответственно улучшает качество полирования.
 В этой связи интересно отметить, что повышению качества электрохимического полирования способствуют некоторые органические соединения, используемые как блескообразующие добавки при катодном осаждении металлов — бутиндиол, тио-мочевина. Очевидно, общим в обоих случаях является адсорбция добавок на электроде в достаточно-широком диапазоне потенциалов. Если для катодного процесса предполагается блокирующее действие добавок на рост определенных граней кристаллов осадка, то в случае анодного процесса можно допустить, что их адсорбция способствует преимущественному растворению наиболее несовершенных, активных участков, что и приводит к повышению блеска поверхности металла.



 Можно заметить, что за последние годы зарубежные публикации по вопросу электрохимического полирования сравнительно мало затрагивают теорию процесса и посвящены, в основном, его практическому применению. Фауст, первые исследования которого, касавшиеся анодного полирования нержавеющей стали, появились еще в сороковых годах, недавние статьи посвятил практическому применению процесса и лишь отметил его связь с наличием двух пленок — вязкой, солевой и другой, в формировании которой участвует выделяющийся на аноде кислород. Автор полагает, что не может быть одной теории, удовлетворяющей всем аспектам процесса полирования различных металлов.
 Оставляя будущему вопрос о такой теории, следует отметить, что в настоящее время на основании результатов исследований процессов полирования меди, стали, алюминия и некоторых других металлов в электролитах с добавками неорганических и органических соединений, сведения о которых приведены выше, выявились некоторые общие положения, большая роль которых в возникновении эффекта полирования признается многими авторами. Первым, начальным актом электрохимического процесса, по-видимому, является образование на поверхности анода пассивирующей пленки окисной или окисно-адсорбционной природы, ингибирующей травление металла. Скорости формирования пленки и растворения в электролите близки, что определяет ее малую толщину. Переход металла в раствор через промежуточную стадию превращения в окисел или проникновение ионов металла через адсорбционный слой происходит в направлении повышения однородности его поверхности за счет преимущественного растворения на участках химической, структурной и микрогеометрической неоднородностей, где пленка менее совершенна. Результатом такого процесса является возникновение блеска металла.
 Уравнивание шероховатостей при электрохимическом полировании связано в одно целое с неравномерностью распределения тока по микрорельефу анода и концентрационными изменениями в приходном слое электролита, проявляющимися в образовании вяз-Кон солевой пленки. Эти факторы преобладают при сглаживании относительно больших шероховатостей и постепенно теряют своё значение с уменьшением высоты микровыступов. В то же время возрастает влияние процессов пассивации адсорбции, которые начинают набирать важную роль при сглаживании поверхности металла на уровне субмикрорельефа.