Поиск

Реклама


Физико-химические свойства и назначение никелевых покрытий

Никель — металл серебристо-белого цвета. Его плотность 8,9 г/см3, а температура плавления 1452° С. Микротвердость гальванически осажденных никелевых покрытий зависит от состава электролита и может колебаться от 200—300 до 700-800 кгс/мм2 за счет введения добавки фосфора в состав покрытия. После термообработки никелевых покрытий, содержащих фосфор, микротвердость их возрастает до 900—1000 кгс/мм2 и выше, приближаясь к твердости блестящего хромового покрытия. Никель, как и сталь, обладает магнитными свойствами. Никелевые покрытия имеют пониженную пластичность, но после отжига при 900° С пластические свойства значительно улучшаются.

Никелевые покрытия хорошо полируются до зеркального блеска и приобретают красивую декоративную внешность, стойкую во времени благодаря образованию тончайшей поверхностной пассивной пленки. В зависимости от температуры и продолжительности нагрева поверхность никелевых покрытий при высоких температурах покрывается твердой и эластичной пленкой окиси никеля NiO с изменением оттенков от желтого и фиолетового до темно-зеленого. Вследствие своей пассивности никель обладает коррозионной стойкостью в растворах ряда органических кислот и минеральных солей. Он устойчив в растворах щелочей при всех концентрациях и температурах.

Никель с атомной массой 58, 69 обладает переменной валентностью 2 и 3, имеет электрохимический эквивалент, равный 1,095 г/(А ч); его стандартный потенциал равен —0,25 В. В гальванической паре никель—железо он, как более электроположительный металл, в атмосферных условиях и в некоторых агрессивных средах является катодом по отношению к железу и, следовательно, электрохимически не может защищать железо от коррозии. Являясь главным образом защитно-декоративным покрытием, никель способен надежно защищать железо от коррозии лишь при условии полной беспористости покрытия.

Поэтому никелирование как защитно-декоративное покрытие применяют обычно с подслоем меди.

Гальванические покрытия всегда обладают известной пористостью, поэтому для получения беспористых покрытий применяют последовательное осаждение нескольких слоев одного и того же или других металлов. У таких многослойных покрытий поры каждого слоя обычно не совпадают с порами соседних слоев, как это показано на рис. 9. Кроме того, многослойные покрытия позволяют весьма существенно снизить расход никеля за счет более дешевой меди.

Кроме защитно-декоративного назначения никелирование получило широкое применение в химической промышленности для защиты рабочих поверхностей оборудования от воздействия различных агрессивных сред. В этих случаях толщина осажденного никеля без подслоя меди достигает 0,20—0,30 мм. При защитном покрытии хирургических инструментов никелирование также производится без подслоя меди с толщиной покрытия 9—12 мкм. И пищевой промышленности никель может заменить покрытие оловом. Высокая твердость и износостойкость никелевых покрытий используется в полиграфической промышленности для повышения стойкости клише и стереотипов, для покрытия медных матриц при изготовлении граммофонных пластинок, для мерительного инструмента и, особенно для деталей, эксплуатируемых в условиях сухого трения.

Толщина никелевых покрытий на различных металлах предусмотрена ГОСТ 9791—61 и ОМТРМ 7382-001-67.