Способ получения покрытий на основе карбидов железа
Изобретение относится к способам получения покрытий на основе карбидов железа электролизом расплавленных солей и может быть использовано в автомобилестроении и др. отраслях народного хозяйства Цель изобретения - повышение качества покрытия за счет увеличения адгезии и увеличение производительности процесса за счет осаждения карбида железа одновременно на аноде и катоде. Получение этих покрытий достигается путем подбора оптимальных условий электролиза, при этом электролиз проводят из расплава солей NaBOz, Na2C03,LiF, РезОз при плотности тока 3-6 А/дм2 и температуре 900 - 950°С при равенстве площадэй и катодя В оезульгате использования изобретения полч чается пс.срьпии более высок ко качества с хорошей адгезией и миндальными включениями электролита на катод..- и одно временно с ним мелкозернистое плотное покрытие с хорошей адгезией на аноде 1 з п ф-пы. 2 таил Ё
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
1ОСУДАРСТВЕН11ЫИ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕПИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРVIIKHT СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4660672/02 (22) 10, 03. 89 (46) 30.01.91. Бюл. М 4 (71) Институт физики прочности и материаловедения СО АН СССР (72) В.И.Отмахов, В.В.Гузеев. T.Þ.Àêèìoâà и А.Ю,Акимов (53) 621.785.52 (088.8) (56) Препаративные методы в химии твердого тела/Под ред. П,Хагенмюллера. М., 1976, с. 327. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ КАРБИДОВ )КЕЛЕЗА (57) Изобретение относится к способал получения покрытий на основе карбидов железа электролизом расплавлен1.ых солей и может быть использовано в автомобилестроении и др. отраслях народного хозяйства. Изобретение относится к получению покрытий карбидов железа электролизом расплавленных солей и может быть использовано в автомобилестроении и других отраслях народного хозяйства, Цель изобретения — повышение качества покрытия за счет увеличения адгезии и увеличение производительности процесса за счет осаждения карбида железа одновременно на аноде и катоде. Согласно способу получения покрытий на основе карбидов железа, включающему проведение электролиза из расплава солеи метабората натрия, карбоната натрия, фторида лития и оксида железа, анод и катод выполняют из углеродсодержащих л1атериалов, при этом электролиз проводят при плогности тока 3 — 6 А/дм и температуре 900 — 950 С при равенстве площадей анода и катода. „„Я3„„1624052 Al Цель изобретения — повышение качества покрытия за счет увеличения адгезии и увеличение производительности процесса за счет осаждения карбида железа одновременно на аноде и катоде. Получение этих покрытий достигается путем подбора оптимальных условий электролиза, при этом электролиз проводят из расплава солей NaBO2, й1а2СОЗ,LiF, Ее20з при плотности тока 3 -6 А/дм и температуре 900 — 950 С при равенстве площадэй анода и катода B оезультате использования и.";о" ретения получается покры1ие более высок хо качества с хорошей адгезиеи и мин 1 -альными включениями электролита нг катод, и одчовременно с ним мелкозернисто плотное покрытие с хорошей адгезией на аноде. 1 зп. ф- ьс 2 табл В результате электролиза расп)эвлен ных солей: 1ча2СОз, 1чаВО2, LIF, Ее20з, образующиеся комплексные ионы фторидов и оксифторидов железа разноименных зарядов обеспечивают доставку железа к аноду и катоду. Источником углерода на катоде являются анионы карбоната — C02,- . разряд „2которых протекает по следующей реакции: СОз2 -4е -- С+ 302. Источником углерода на аноде является сам материал электрода, который учас1вует в окислительно-восстановительной реакции образования карбидов. Таким образом, природа образования покрытий на аноде и катоде различна, ч о обуславливгРг существование узкого интервала плотности тока (i = 3 -- 6 A/äì ), при котором 2 получаются на обоих электродах плотныс покрытия с хорошей адгезией. Различие механизмов осаждения также определяет нео1624052 55 динэконпе количество массы выделившегося карбида железа на аноде и катоде при прочих равных условиях электролиза (табл,1 и 2). Плотность тока менее 3 А/дм не обеспе«иРаст протекание окислительно-восста...ггельнпй реакции на аноде вследствие недостаточной концентрации оксифторидных комплексов вблизи поверхности анода. Увеличение плотности тока более 6 А/дм ориводит к образованию крупнозернистых оорошкообразных покрытий карбида железа с плохой адгезией к катоду. Температура является важным фактором, влияющим на образование реакционно способных комплексных анионов, и э1ывэе« сильное воздействие на химиче; ую;,к1ивность углпродсодержэщего эно> «ci П,:;, 900 С не достигается химической эк«иннпсти анода участвующего в окисли; .льно восстановительной реакции карбидпп«,рэзовэния, а при 950 С начинают in!inòü: лектроды и интенсивно испаряются кп лоп»енты расплава, резко изменяя условия протекания электрохимических процесса в .=«лект роды вы пол нен ы иэ углеродного волокна или графита, наряду с кэрбонатами, npi.су«ствующими в рэсплаве. являются для -.",n!;; дополнительным, а для анода единi1",.:ноем ис11-яником химически активного .rii 1,;; ч о в конечном итоге является ««с— : хс; и ль м для достижения указанного эф1: чт» нп.с б получения карбидов железа дтье,. ждэет<:я рентгенофазовым и атом. --„.:ил:ионным спектральным анализами. "се свод ния пп режимам электролиза сведены в табл.1 и 2. Пример. Элек«роды из углеродного .,n « кнэ марки УТМ-1 площадью 0 см опу; ют в расплав сели состава, мас,g: И1СОз 55,80; ИаВОг 23,16; LiF 18,20; ГегОз . .80. проводят электролиз в течение 20 мин .-. fliio 1!«o(. Tüþ энодного и катодного тока 4,0 /дм и напряжением 1,8 В, при температу2 пе 900 С, После проведения процесса элек; ролизэ элек«роды вынимают из расплава и промывают горячей дистиллированной во, ой. В оезультате электролиза получают nno1.»ос жаростойкое покрытие с хорошей эдгезией нз аноде и мелкозернистое покрытие с хорошей эдгезией на катоде. В табл.1 показано изменение массы карбида железа, полученного на электродах в зависимости от плотности тока при постоянной температуре (900 С). Из табл1 видно, что с увеличением плотности тока до 6,0 А/дм формируется мелко2 зернистое покрытие карбида железа с хорошей адгезией, Дальнейшее увеличение плотности тока сопровождается укрупнени- 40 ем кристаллической структуры и полной потерей адгезии. При плотности тока 3,0 А/дм на аноде появляется плотное г мелкозернистое покрытие карбида железа с хорошей адгезией к электроду. Качество покрытия сохраняется до плотности тока 6,0 А/дмг. В табл.2 показано изменение массы карбида железа, полученного на электродах в зависимости от температуры при постоянной плотности тока, равной 3 А/дм . Из табл,2 видно, что осаждение карбида железа на аноде начинается при темпера-,уре 900" С, увеличение температуры,цо 9 0 С незначительно влияет на качество покрытия. Дальнейшее увеличение темперагуры приводит к горению анода и интенсивном испарению электролита. Осаждение карбида железа на катоде начинается при температуре 750 С, с ростом температуры скорость осаждения увеличивается до 950" С,,цальнейшее увеличение температуры приводит к горению катода, вследствие чего уменьшается толщина и резко ухудшается качество покрытия, Адгезию оценивают методом нормального отрыва, Хорошая адгезия считается в том случае, когда пленка карбида железа отр;..вэется вместе с поверхностью углерод содержащего материала при значительном н, ружении, близком к пределу прочности ".àìîãî м.".те, иэла. К плохо:. адгезии от носят ппкрытия, котор,!e от-..лаиваются либо хрупко ра,. рушаются ори незначительно;л «эгруке««и .. По срэьн«ниюс известным получено о ьрытие на основе карбида железа б",1ее высокого качества с хорошей адгезией и миниглэльными включениями электролита на катоде, а также одновременно с ним мелкозернистое плотное покрытие с хорошей эдгезией на аноде. Получение покрыти.« «: обоих электродах позволяет вдвое сэконо мйть энергоресурсы и ускорить процесс получения антикоррозионных, жаростойких ппкрытийл на иэделиях из угл родногс волокна. гпормула изобретения 1. Способ получения покрытий на основе карбидов железа, включающий провеценис электролиза «3 расплава солей метаборатэ натрия, карбонатэ натрия, фторида лития и оксида железа, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышени,« качеств," покрытия за счет увеличения адгезии и увеличения производительности про цессэ зл счет осаждения карбида железа пдноврем нно Н3 аноде и катоде, электроли проводя-, с использованием электродов 1624052 Таблица 1 Таблица 2 Составитель Т, Бисерова Техред М,Моргентал Корректор С.Шекмар Редактор М. Петрова Заказ 171 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 из углеродсодержащих материалов при плотности тока 3 — б А/дм и температуре г 900 — 950 С при равенстве площадей анода и катода. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электроды выполнены иэ углеродного волокна или графита.
