» » Пластичность, твердость и прочность электролитических цинковых покрытий
10.02.2017

Физико-механические свойства цинковых покрытий зависят от их структуры.
Наиболее мягкие и пластичные цинковые покрытия получаются из простых кислых электролитов (сульфатных, хлоридиых, борфтористоводородных) без добавок. Эти покрытия имеют крупное зерно, рост осадка происходит в перпендикулярном к поверхности подложки направлении при максимальной подвижности адсорбированного иона и слабом ингибировании участков, на которых происходит практически равновесный рост осадка. При оптимальных условиях электролиза такие покрытия имеют микротвердость не более 600—900 МПа. Введение в электролиты буферных добавок (сульфата алюминия, аммониевых солей, борной кислоты, ацетатов и т.д.) расширяет диапазон рабочих плотностей тока, при которых образуются мягкие пластичные цинковые покрытия. Однако при высоких плотностях тока (начиная со значений i = 0,4/0,6iпр) наблюдается защелачивание приэлектродного слоя до значений pH, при которых происходит осаждение гидроокиси. Последняя, адсорбируясь на поверхности растущего осадка, ингибирует процесс электроосаждения, включается в осадок, повышая его мелкозернистость, твердость, пластичность и временное сопротивление. Аналогично действуют блескообразующие и выравнивающие добавки. Блестящие цинковые покрытия имеют значительно более мелкокристаллическую структуру и характеризуются высокой твердостью (1500 — 2100 МПа), значительными внутренними напряжениями и пониженной прочностью на растяжение, пластичностью и ударной вязкостью. Некоторые серосодержащие добавки (тиомочевина, сахарин) снижают внутренние напряжения в блестящих цинковых покрытиях.
Значительное влияние на структуру и свойства цинковых покрытий оказывает легирование их металлами группы железа, оловом, медью. Как правило, такие покрытия обладают более высокой твердостью и внутренними напряжениями. Например, микротвердость цинкникелевого покрытия, полученного из аммонийхлоридных электролитов возрастает пропорционально содержанию легирующего компонента и при концентрации никеля в сплаве около 12 % составляет 5500 МПа. Структура таких покрытий характеризуется особенно сильными повреждениями кристаллической решетки, при этом образуются мелкокристаллические осадки столбчатого типа с грануловидными включениями, расположенными по граням кристаллов. При определенный условиях (введение специальных добавок, перемешиваний электролита, применении реверсируемого тока) удается добиться гомогенизации сплава и значительного улучшений физико-механических свойств покрытия. Реверсирование тока положительно влияет на структуру и свойства блестящих цинковых покрытий. В ряде случаев при использовав ним реверсируемого тока зеркально блестящие цинковые покрытия удается получить из электролитов, не содержащих или с пониженной концентрацией блескообразующих добавок. Такие покрытия обладают улучшенными физико-химическими и противокоррозионными свойствами.