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

Abstract

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.