Адгезионная прочность никелевых и цинковых покрытий с медной основой, электроосажденных в условиях внешней стимуляции лазерным излучением
eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Адгезионная прочность никелевых и цинковых покрытий с медной основой, электроосажденных в условиях внешней стимуляции лазерным излучением
Адгезійна міцність нікелевих та цинкових покриттів з мідною основою, електроосаджених в умовах зовнішньої стимуляції лазерним випромінюванням Adhesion Strength of Nickel and Zinc Coatings with Copper Base Electroplated in Conditions of External Stimulation by Laser Irradiance |
|
| Creator |
Дудкина, Валентина Васильевна
Дудкіна, Валентина Василівна Dudkina, Valentina V. |
|
| Subject |
лазерно-стимулированное электроосаждение
адгезионная прочность твердый раствор микрорентгеноспектральный анализ энергия ионов лазерно-стимульоване електроосадження адгезійна міцність твердий розчин мікрорентгеноспектральний аналіз енергія іонів КФ laser assisted electroplating adhesion strength solid solution electron microprobe analysis ion energy |
|
| Description |
Дудкина, В. В. Адгезионная прочность никелевых и цинковых покрытий с медной основой, электроосажденных в условиях внешней стимуляции лазерным излучением / В. В. Дудкина // Наука та прогрес транспорту. — 2013. — № 2(44). — С. 83—91 : граф. — Библиогр. в конце ст. — doi: 10.15802/stp2013/12245. RU: Цель. Исследование влияния лазерного излучения на прочность сцепления никелевых и цинковых покрытий с медной основой и изучение начальных стадий кристаллизации пленок никеля и цинка. Методика. Электроосаждение никелевых и цинковых пленок из стандартных сульфатных растворов электролитов осуществлялось на лазерно-электролитических установках, построенных на базе газоразрядного СО2-лазера и твердотельного рубинового лазера КВАНТ-12. Адгезионную прочность металлических покрытий с основой определяли качественно (методом нанесения сетки царапин и методом многократного изгиба) и количественно (путем вдавливания алмазной пирамиды в границу раздела «покрытие-основа» на боковом шлифе). Спектральный микроанализ элементного состава границы раздела «пленка-подложка» производился на РEMMA-102-02. Результаты. Применение лазерного облучения прикатодной области в процессе электроосаждения металлических покрытий способствует повышению прочности сцепления покрытий с основой. Результаты испытаний адгезионной прочности пленок и спектральный микроанализ элементного состава границы раздела «пленка-подложка» показали, что при лазерно-стимулированном электроосаждении имеет место диффузионное взаимодействие между элементами покрытия и поверхностью основного металла, в результате которого металл покрытия диффундирует в основной металл, образуя переходной диффузионный слой, способствующий повышению прочности сцепления покрытий с основой. Научная новизна. Установлено, что увеличение энергии ионов в двойном электрическом слое при взаимодействии с лазерным излучением влияет на величину катодного пресыщения на стадии кристаллизации, а, следовательно, на глубину проникновения ионов осаждаемого металла в основной метал, что приводит к возрастанию адгезионной прочности. Практическая значимость. На основании результатов исследования структуры и механических свойств никелевых и цинковых металлических пленок, полученных при лазерно-стимулированном режиме электроосаждения, установлена их связь с параметрами лазерного излучения. Применение лазерного излучения позволяет, в зависимости от режима электроосаждения (гальваностатического или потенциостатического), получать как равновесную структуру, так и наоборот, формировать более неравновесную структуру. UK: Мета. Дослідження впливу лазерного випромінювання на міцність зчеплення нікелевих і цинкових покриттів з мідною основою і вивчення початкових стадій кристалізації плівок нікелю та цинку. Методика. Електроосадження нікелевих і цинкових плівок із стандартних сульфатних розчинів електролітів здійснювалося на лазерно-електролітичних установках, побудованих на базі газорозрядного СО2-лазера і твердотілого рубінового лазера КВАНТ-12. Адгезійну міцність металевих покриттів з основою визначали якісно (методом нанесення сітки подряпин і методом багаторазового вигину) і кількісно (шляхом вдавлення алмазної піраміди в межу розділу «покриття-основа» на бічному шліфі). Спектральний мікроаналіз елементного складу кордону розділу «плівка-підкладка» вироблявся на РEMMA-102-02. Результати. Застосування лазерного опромінення прикатодної області в процесі електроосадження металевих покриттів сприяє підвищенню міцності зчеплення покриттів з основою. Результати випробувань адгезійної міцності плівок і спектральний мікроаналіз елементного складу кордону розділу «плівка-підкладка» показали, що при лазерно- стимульованому електроосадженні має місце дифузійна взаємодія між елементами покриття і поверхнею основного металу, в результаті якої метал покриття дифундує в основний метал, утворюючи перехідний дифузійний шар, що сприяє підвищенню міцності зчеплення покриттів з основою. Наукова новизна. Встановлено, що збільшення енергії іонів у подвійному електричному шарі при взаємодії з лазерним випромінюванням впливає на величину катодного пересичення на стадії кристалізації, а, отже, на глибину проникнення іонів металу, які осідають в основний метал, що приводить до зростання адгезійної міцності. Практична значимість. На підставі результатів дослідження структури і механічних властивостей нікелевих і цинкових металевих плівок, отриманих при лазерно-стимульованому режимі електроосадження, встановлено їх зв'язок з параметрами лазерного випромінювання. Застосування лазерного випромінювання дозволяє, залежно від режиму електроосадження (гальваностатичного або потенціостатичного), отримувати як рівноважну структуру, так і навпаки, формувати більш нерівноважну структуру. EN: Purpose. The investigation of laser irradiance influence on the adhesion strength of nickel and zinc coatings with copper base and the research of initial stages of crystallization for nickel and zinc films. Methodology. Electrodeposition of nickel and zinc films from the standard sulphate electrolyte solutions was carried out on the laserelectrolytic installations, built on the basis of gas discharge CO2-laser and solid ruby laser KVANT-12. The adhesion strength of metal coatings with copper base are defined not only qualitatively using the method of meshing and by means of multiple bending, but also quantitatively by means of indention of diamond pyramid into the border line between coating and base of the side section. Spectrum microanalysis of the element composition of the border line “film and base” is carried out using the electronic microscope REMMA-102-02. Findings. Laser irradiance application of the cathode region in the process of electroplating of metal coatings enables the adhesion strength improvement of coating with the base. Experimental results of adhesive strength of the films and the spectrum analysis of the element composition for the border line between film and base showed that during laser-assisted electroplating the diffusion interaction between coating elements and the base metal surface takes place. As a result of this interaction the coating metal diffuses into the base metal, forming transition diffused layer, which enhances the improvement of adhesion strength of the coatings with the base. Originality. It is found out that ion energy increase in the double electric layer during interaction with laser irradiance affects cathode supersaturation at the stage of crystallization. Hence, it also affects the penetration depth of electroplated material ions into the base metal, which leads to the adhesion strength enhancement. Practical value. On the basis of research results obtained during the laser-assisted electroplating of the structure and mechanical characteristics of nickel and zinc metal films, their connection with the laser irradiance parameters is found out. Laser irradiance application, depending on the electroplating mode (galvanostatic or potentiostatic) allows obtaining the equilibrium structure or, on the other hand, nonequilibrium structure. |
|
| Date |
2014-04-01T09:35:28Z
2014-04-01T09:35:28Z 2013 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
doi: 10.15802/stp2013/12245
2307–3489 (Print) 2307–6666 (Online) http://eadnurt.diit.edu.ua:82/jspui/handle/123456789/2167 |
|
| Language |
other
|
|
| Publisher |
ДНУЗТ
|
|