Минобрнауки россии
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Санкт-петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
(СПбГТИ(ТУ))
УДК_544.643.076.2: 544.6.076.324.4
Факультет наукоемких технологий
Кафедра технологии электрохимических производств
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА ИНЖЕНЕРА
(Дипломный проект, дипломная работа, работа – проект)
ТЕМА: Физико-химические свойства никелевых покрытий, полученных из электролитов с наноуглеродными добавками
Дипломник А.А. Кузнецова
(подпись, дата) (инициалы, фамилия)
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2011
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Перечень графического материала
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Виды и объем работы, выполняемой с использованием
ЭВМ и САПР__________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Консультанты по проекту
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Дата выдачи задания____________________________________________________________
Дата представления выпускной квалификационной
Реферат
Дипломная работа состоит из 95 страниц. Работа включает 19 таблиц и 26 рисунков. Список использованных источников содержит 29 наименований.
Ключевые слова: никелирование, сернокислый электролит никелирования, поляризационные кривые, УДА-ТАН, АСМ, свойства.
Объектом исследования является влияние добавок УДА-ТАН и АСМ на процесс электрохимического никелирования.
В работе было проведено исследование влияния добавок УДА-ТАН и АСМ на кинетику процесса никелирования, на микротвердость и износостойкость покрытия. Были оценены так же выход по току и рассеивающая способность электролитов, содержащих добавки.
Анализ полученных результатов показал эффективность применения наноуглеродных добавок для повышения твердости и износостойкости никелевого покрытия.
Содержание
Введение________________________________________________________7
1 Аналитический обзор____________________________________________ 9
1.1 Никель и его свойства _________________________________________ 9
1.2 Электроосаждение никеля_____________________________________ 10
1.3 Сернокислый электролит никелирования_________________________ 13
1.4 Применение дисперсных материалов____________________________ 16
1.5 Влияние различных факторов на получение КЭП__________________ 16
1.6 Особенности осаждения покрытий из электролита с ультрадисперсными частицами______________________________________________________ 18
1.7 Никелевые КЭП_______________________________________________20
1.8 Применение ультрадисперсных алмазов__________________________ 22
2 Цель и задачи работы___________________________________________ 25
3 Аппаратура и основные методы исследования______________________ 26
3.1Приготовление растворов______________________________________ 27
3.2Подготовка рабочих электродов_________________________________ 28
3.3Методика определения выхода по току для никелевых электролитов__ 30
3.4Методика измерения микротвердости покрытия____________________30
3.5 Методика измерения износостойкости покрытия___________________ 33
4. Исследование свойств электролита никелирования__________________ 34
4.1 Исследование микротвердости никелевых осадков_________________ 34
4.2 Исследование пористости никелевых осадков_____________________ 40
4.3 Влияние параметров электролиза на выход никеля по току___________43
4.4 Исследование никелевых покрытий на износостойкость_____________47
5. Экономическая часть____________________________________________51
5.1 Анализ рынка возможной реализации результатов исследования______51
5.2 Расчёт затрат на проведение исследовательской работы_____________55
5.2.1 Расчет затрат на сырье, материалы и реактивы____________________55
5.2.2 Расчет затрат на электроэнергию_______________________________ 57
5.2.3 Расчет затрат на воду_________________________________________ 59
5.2.4 Расчёт затрат на приборы, оборудование для научноэкспериментальных работ и суммы амортизационных отчислений_________________________59
5.2.5 Расчет затрат на заработную плату_____________________________ 62
5.2.6 Расчет сметы затрат на разработку_____________________________ 63
5.3 Определение договорной цены на НИР___________________________64
5.4 Выводы по технико-экономической оценке результатов НИР________ 65
6 Охрана труда и окружающей среды_______________________________ 66
6.1 Характеристика опасных и вредных факторов, присущих данному процессу_______________________________________________________ 67
6.2 Характеристика помещения лаборатории, организация пожаро- и взрывобезопасности______________________________________________ 70
6.3 Оказание первой медицинской помощи___________________________ 76
6.4 Охрана окружающей среды_____________________________________ 78
7 Заключение и выводы___________________________________________ 79
Список использованных источников________________________________ 81
Введение
Все возрастающие требования техники к используемым материалам, особенно в химической, машиностроительной, радиоэлектронной и авиационной промышленности, обусловили необходимость разработки и внедрения высокоэффективных методов увеличения прочностных свойств покрытия, повышения коррозионной стойкости. С этой целью ведутся разработки новых композиционных материалов, которые позволят удовлетворить вышеперечисленным требованиям. Поскольку наибольший процент получаемых в гальванотехнике покрытий составляют никелевые и хромовые покрытия, наиболее перспективной областью исследования является именно совершенствование электролитов никелирования и хромирования и получение композиционных материалов на их основе.
Одним из успешно развивающихся в последние годы направлений получения композиционных покрытий является создание металл-алмазных покрытий, где в качестве композиционной добавки выступают ультрадисперсные алмазы.
Классические алмазы (природные, статического или динамического синтеза) имеют чрезвычайно высокие физико-механические, теплофизические и электрофизические характеристики. В то же время алмаз является химически инертным в нормальных условиях к любым химическим и биохимическим реагентам и не растворяются в различных средах. Алмазы не токсичны, не канцерогенны и не мутагенны.
Анализ различных литературных источников позволил заключить, что на сегодняшний день активно изучаются возможные варианты использования наноуглеродов, причем не только при получении металлических электрохимических осадков. Мало освещенным является использование наноуглеродов для совершенствования никелевых покрытий, тогда как их получение чрезвычайно важно и актуально для промышленности. Отсутствие столь важной информации стало основанием для данного исследования.
Аналитический обзор