Гидрометаллургический синтез медных композитов в присутствии оксидов церия и ниобия для защиты аварийно-спасательного оборудования

Аннотация

Цель. Определить оптимальные условия гидрометаллургического синтеза новых наноструктурированных материалов с улучшенными функциональными свойствами для модификации деталей аварийно-спасательного оборудования.

Методы. В работе использованы следующие методы исследования: гравиметрия, вольтамперометрия, рентгенография, рентгеноспектральный анализ, сканирующая электронная микроскопия, ГОСТированные методы испытаний физико-механических свойств металлопокрытий.

Результаты. Определено, что из кремнефтористого электролита меднения, модифицированного оксидной фазой, формируются покрытия с существенно искаженной кристаллической решеткой, без примесей аморфных фаз. В допустимом диапазоне плотностей тока в кремнефтористых электролитах минимизированы побочные процессы; при этом оксид церия проявляет электроактивность, а оксид ниобия – нет, создавая диффузионные затруднения и замедляя скорость осаждения меди. Включения в покрытия соединений церия и ниобия не обнаружено, однако приповерхностные слои включают оксиды меди и кремния. Микроструктура поверхности покрытий Cu-СеО₂ и Cu-Nb₂O5 плотная и равномерная. При введении в электролит СеО₂ размеры зерен, формирующих кристаллиты композитов, заметно меньше, чем в медных пленках, синтезированных при таких же условиях; тогда как присутствие в электролите оксида ниобия на микроструктуру пленок практически не влияет. Установлено, что композиты, синтезированные в присутствии СеО₂, с наиболее равномерной и мелкозернистой морфологией поверхности обладают повышенной коррозионной устойчивостью и на 10–20 % большей микротвердостью по сравнению с медными.

Область применения исследований. Защита от коррозии и повышение эксплуатационных характеристик деталей пожарной аварийно-спасательной техники, герметизация резьбовых соединений трубопроводов различного назначения.