Глюконатные растворы для электрохимического и химического никелирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Гальванические покрытия никелем широко применяются в промышленности для защитно-декоративной отделки поверхностей металлических и неметаллических материалов, для защиты от коррозии при повышенной температуре в щелочной среде и в растворах органических кислот, в качестве подслоя для получения покрытий другими металлами на сталь, для повышения твердости и износостойкости поверхности, улучшения паяемости. Данные покрытия получают из водных слабокислых, а также из слабощелочных комплексных электролитов. В настоящем обзоре проанализированы литературные данные по комплексообразованию никеля(+2) с D-глюконат-ионом CH2OH(CHOH)4COO‾, а также рассмотрены составы и некоторые технологические характеристики комплексных D-глюконатных растворов для гальванического и химического никелирования. Например, из электролита с рН 8, содержащего 53 г/дм3 NiSO4 • 6H2O, 44 г/дм3 D-C6H11O7Na, 25 г/дм3 H3BO3, 53 г/дм3 (NH4)2SO4  и 0,5–3 г/дм3 CO(NH2)2, при температуре 25 °C, катодной плотности тока 2,5 А/дм2 с выходом по току 96,4% получают коррозионностойкое гладкое светлое гальваническое покрытие никелем, хорошо сцепленное с медной основой. Из раствора с рН 9, содержащего 5–30 г/дм3 NiSO4 • 6H2O, 10–60 г/дм3 D-C6H11O7Na,  5–40 г/дм3  NaH2PO2 •H2O,  3 г/дм3 HOOCCH2CH2COOH, 0,5 г/дм3  CH3(CH2)11OSO3Na,  0,002 г/дм3 Pb(CH3COO)2 •3H2O, при температуре 90 °C со скоростью до 0,75 мкм/мин получают химическое покрытие сплавом Ni-P(3–18 масс.%) на меди. В обзоре также обсуждаются способы приготовления D-глюконатных электролитов никелирования с использованием D-глюконата натрия, D-глюконо-1,5-лактона, D-глюконата никеля. Одним из достоинств D-глюконатных растворов никелирования является то, что D-глюконаты нетоксичны и имеют невысокую стоимость.

Об авторах

Е. Г. Афонин

Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств

Email: afonineg.chem@gmail.com

Список литературы

  1. Coccioli F., Vicedomini M. On the protonation of gluconate ions and the complex formation with lead(II) in acid solutions. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 1978;40(12):2103-2105. doi: 10.1016/0022-1902(78)80215-2.
  2. Zhang Z., Gibson P., Clark P., Tian G., Zanonato P.L., Rao L. Lactonization and protonation of gluconic acid: a thermodynamic and kinetic study by potentiometry, NMR and ESI-MS. Journal of Solution Chemistry. 2007;36:1187-1200. doi: 10.1007/s10953-007-9182-x.
  3. Bretti C., Cigala R.M., De Stefano C., Lando G., Sammartano S. Acid-base and thermodynamic properties of D-gluconic acid and its interaction with Sn2+ and Zn2+. Journal of Chemical & Engineering Data. 2016;61(6):2040-
  4. doi: 10.1021/acs.jced.5b00993.
  5. Joyce L.G., Pickering W.F. An investigation of the nickel gluconate system. Australian Journal of Chemistry. 1965;18(6):783-794. doi: 10.1071/CH9650783.
  6. Panda C., Patnaik R.K. Gluconate complexes of cobalt(II) and nickel(II). Journal of the Indian Chemical Society. 1976;53:718-719. doi: 10.5281/zenodo.6393036.
  7. Warwick P., Evans N.D.M., Hall T., Vines S. Complexation of Ni(II) by α-isosaccharinic acid and gluconic acid from pH 7 to pH 13. Radiochimica Acta. 2003;91(4):233-240. doi: 10.1524/ract.91.4.233.19971.
  8. Escandar E.M., Sala L.F., Sierra M.G. Complexes of cobalt(II) and nickel(II) with D-aldonic and D-alduronic acids in aqueous solution. Polyhedron. 1994;13(1):143-150. doi: 10.1016/S0277-5387(00)86650-4.
  9. Baig M.L. Neutral nickel-plating process and bath therefor. US Patent, no. 3417005; 1968.
  10. Abd El Meguid E.A., Abd El Rehim S.S., Moustafa E.M. The electroplating of nickel from aqueous gluconate baths. Transactions of the IMF. 1999;77(5):188-191. doi: 10.1080/00202967.1999.11871280.
  11. Eltoum A.M.S., Baraka A.М., Elfatih H.A. Electrodeposition and characterization of nickel from gluconate baths in presence of some additives. Journal of American Science. 2011;7(5):368-377.
  12. Chat-Wilk K., Rudnik E., Włoch G., Osuch P. Importance of anions in electrodeposition of nickel from gluconate solutions. Ionics. 2021;27:4393-4408. doi: 10.1007/s11581-021-04166-y.
  13. Rudnik E., Wojnicki M., Włoch G. Effect of gluconate addition on the electrodeposition of nickel from acidic baths. Surface & Coatings Technology. 2012;207:375-388. doi: 10.1016/j.surfcoat.2012.07.027.
  14. Rudnik E., Włoch G. The influence of sodium gluconate on nickel and manganese codeposition from acidic chloride-sulfate baths. Ionics. 2014;20:1747-1755. doi: 10.1007/s11581-014-1137-9.
  15. Brenner A., Riddell G. Deposition of nickel and cobalt by chemical reduction. Journal of Research of the National Bureau of Standards. 1947;39:385-395. doi: 10.6028/jres.039.024.
  16. Gutzeit G., Talmey P., Lee W.G. Chemical nickel plating processes and bath therefor. US Patent, no. 2935425; 1960.
  17. Boose C.A. Recent developments in electroless plating. Transactions of the IMF. 1975;53(1):49-54. doi: 10.1080/00202967.1975.11870338.
  18. Eltoum M.S.A., Elhaj A.H. Development of electroless deposition of nickel from alkaline hypophosphite baths using gluconate as complexing agent. International Journal of Multidisciplinary Sciences and Engineering. 2014;5(1):34-43.
  19. Tangi A., Elhark M., Bachir A.B., Shriri A., Cherkaoui M., Ebntouhami M., et al. Self-catalytic bath and method for the deposition of a nickel-phosphorus alloy on a substrate. US Patent, no. 6143059; 2000.
  20. Franz H., Lecoco D.E. Method for stabilizing a chemical filming composition. US Patent, no. 3893865; 1975.
  21. Chester A.E., Reisinger F.F. Cadmium plating. US Patent, no. 2485565; 1949.
  22. Melson G.A., Pickering W.F. A study of solid nickel gluconates. Australian Journal of Chemistry. 1968;21(5):1205-1212. doi: 10.1071/CH9681205.
  23. May O.E., Weisberg S.M., Herrick H.T. Some physical constants of d-gluconic acid and several of its salts. Journal of the Washington Academy of Sciences. 1929;19(20):443-447.
  24. Escandar G.M., Peregrin J.M.C., Sierra M.G., Martino D., Santoro M., Frutos A.A., et al. Interaction of divalent metal ions with d-gluconic acid in the solid phase and aqueous solution. Polyhedron. 1996;15(13):2251-2261. doi: 10.1016/0277-5387(95)00478-5.
  25. Pedrosa A., Serrano M.L. Solubilities of sodium gluconate in water and in aqueous solutions of ethanol and methanol. Journal of Chemical & Engineering Data. 2000;45(3):461-463. doi: 10.1021/je990305x.
  26. Prescott F.J., Shaw J.K., Billello J.P., Cragwall G.O. Gluconic acid and its derivatives. Industrial & Engineering Chemistry. 1953;45(2):338-342. doi: 10.1021/ie50518a030.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».