Электроосаждение нанокристаллических хром-углеродных сплавов из электролита на основе сульфата трёхвалентного хрома с использованием импульсного тока

Danilov, F. I. Electrodeposition of Nanocrystalline Chromium–Carbon Alloys from Electrolyte Based on Trivalent Chromium Sulfate Using Pulsed Current / F. I. Danilov, V. S. Protsenko, V. O. Gordiienko, A. S. Baskevich, V. V. Artemchuk // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. - 2012. – Vol. 48, No. 3. – P. 328–333.EN: The effect of pulse parameters on the electrolysis current output, nanocrystals size, composition, hardness, friction coefficient and wear resistance of nanocrystalline coatings Cr-C, obtained from the sulfuric acid-based electrolyte salts Cr (III), comprising urea and formic acid. It is shown that coatings containing ~ 9% (wt.) carbon; current density and duty cycle do not affect the composition blocked. It was found that depending on the current output from the duty cycle when there is a maximum duty cycle ~ 1.05 ... 1.1, where the output current significantly exceeds the value realized in current-mode steady-state. It is shown that if the micro-hardness Cr-C deposits obtained at DC, is close to 850-900 HV, then using a pulsed electrolysis in certain modes may increase the microhardness up to ~ 1200-1300 HV. Found that the use of pulsed electrolysis can significantly reduce the coefficient of friction chrome-carbon cover (with steel counterbody) in conditions of dry friction and under boundary lubrication, and also increases the durability of precipitation.RU: Исследовано влияние параметров импульсного электролиза на выход по току, размер нанокристаллов, состав, твердость, коэффициент трения и износостойкость нанокристаллических покрытий Cr–C, получаемых из электролита на основе сернокислой соли Cr(III), содержащего карбамид и муравьиную кислоту. Показано, что покрытия содержат ~9% (мас.) углерода; плотность тока и скважность импульсов практически не влияют на их состав. Обнаружено, что на зависимости выхода по току от скважности импульсов возникает максимум при скважности импульсов ~1.05…1.1, при этом выход по току заметно превышает величину, реализуемую в стационарном токовом режиме. Показано, что если микротвердость Cr–C осадков, полученных на постоянном токе, близка к 850–900 HV, то при использовании импульсного электролиза в определенных режимах возможно возрастание микротвердости до ~1200–1300 HV. Установлено, что применение импульсного электролиза позволяет заметно снизить коэффициент трения хром-углеродного покрытия (стальное контртело) как в условиях сухого трения, так и при граничной смазке, а также приводит к повышению износостойкости осадков.UK: Досліджено вплив параметрів імпульсного електролізу на вихід по струму, розмір нанокристалів, склад, твердість, коефіцієнт тертя і зносостійкість нанокристалічних покриттів Cr-C, одержуваних з електроліту на основі сірчанокислої солі Cr (III), що містить карбамід і мурашину кислоту. Показано, що покриття містять ~ 9% (мас.) вуглецю; щільність струму і шпаруватість імпульсів практично не впливають на їх склад. Виявлено, що на залежності виходу по струму від шпаруватості імпульсів виникає максимум при шпаруватості імпульсів ~ 1.05 ... 1.1, при цьому вихід за струмом помітно перевищує величину, реалізовану в стаціонарному струмовому режимі. Показано, що якщо мікротвердість Cr-C опадів, отриманих на постійному струмі, близька до 850-900 HV, то при використанні імпульсного електролізу в певних режимах можливе зростання мікротвердості до ~ 1200-1300 HV. Встановлено, що застосування імпульсного електролізу дозволяє помітно знизити коефіцієнт тертя хром-вуглецевого покриття (сталеве контртіло) як в умовах сухого тертя, так і при граничній мастилі, а також призводить до підвищення зносостійкості опадів

Електроосадження зносостійких нанокристалічних покриттів з електроліту, що містить основний сульфат хрому (III) (хромовий дубитель)

Данилов, Ф. И. Электроосаждение износостойких нанокристаллических покрытий из электролита, содержащего основной сульфат хрома (III) (хромовый дубитель) / Ф. И. Данилов, В. С. Проценко, В. О. Гордиенко, А. С. Баскевич, В. В. Артемчук // Физикохимия поверхности и защита материалов. - 2013. – Т. 49, № 3. – С. 284-288. Англомовний варіант статті, що включений у БД Scopus: Danilov, F.I. Electroplating of wear-resistant nanocrystalline coatings from a bath containing basic chromium(III) sulfate (chrome tanning agent) / F. I. Danilov, V. S. Protsenko, V. O. Gordiienko, A. S. Baskevich, V. V. Artemchuk // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. — 2013. — Vol. 49, is. 3. — P. 299-303. — Access Mode : DOI : 10.1134/S2070205113030076 Метадані з http://www.scopus.com/record/display.url?eid=2-s2.0-84878744932&origin=resultslist&sort=plf-f&src=s&st1=%22Electroplating+of+wear-resistant+nanocrystalline+coatings+from+a+bath+containing+basic+chromium%28III%29+sulfate+%28chrome+tanning+agent%29%22&sid=96FA293489306A40863C04A95A142B5C.euC1gMODexYlPkQec4u1Q%3a340&sot=b&sdt=b&sl=140&s=TITLE%28%22Electroplating+of+wear-resistant+nanocrystalline+coatings+from+a+bath+containing+basic+chromium%28III%29+sulfate+%28chrome+tanning+agent%29%22%29&relpos=0&relpos=0&citeCnt=1&searchTerm=TITLE%28\%26quot%3BElectroplating+of+wear-resistant+nanocrystalline+coatings+from+a+bath+containing+basic+chromium%28III%29+sulfate+%28chrome+tanning+agent%29\%26quot%3B%29RU: Исследованы закономерности электроосаждения покрытий сплавом хром-углерод из электролита, содержащего основной сульфат хрома(III), карбамид, муравьиную кислоту, сульфат натрия, сульфат алюминия, ортоборную кислоту и додецилсульфат натрия. Показано, что замена сульфата хрома на основной сульфат хрома (хромовый дубитель) в качестве источника ионов трехвалентного хрома в растворе приводит к снижению плотности тока, при которой начинает осаждаться металл; в результате улучшается кроющая способность электролита. Обнаруженные эффекты обусловлены изменением в составе разряжающихся комплексов хрома. Некоторое избыточное количество OH–групп во внутренней сфере электроактивного комплекса хрома ведет к ускорению процесса электроосаждения. Исследованный электролит на основе хромового дубителя позволяет осаждать толстослойные высококачественные нанокристаллические покрытия сплавом Cr-C с улучшенными трибологическими характеристиками.UK: Досліджено закономірності електроосадження покриттів сплавом хром-вуглець з електроліту, що містить основний сульфат хрому (III), карбамід, мурашину кислоту, сульфат натрію, сульфат алюмінію, ортоборної кислоту і додецилсульфат натрію. Показано, що заміна сульфату хрому на основний сульфат хрому (хромовий дубитель) в якості джерела іонів тривалентного хрому в розчині призводить до зниження щільності струму, при якій починає осідати метал; в результаті поліпшується криюча здатність електроліту. Виявлені ефекти обумовлені зміною в складі разряжающихся комплексів хрому. Деякий надмірна кількість OH-груп у внутрішній сфері електроактивного комплексу хрому веде до прискорення процесу електроосадження. Досліджений електроліт на основі хромового дубителя дозволяє осаджувати товстошарові високоякісні нанокристалічні покриття сплавом Cr-C з поліпшеними трибологічних характеристик.EN: Regularities of the electroplating of chromium-carbon alloy coatings from a bath containing basic chromium(III) sulfate, carbamide, formic acid, sodium sulfate, aluminum sulfate, orthoboric acid, and sodium dodecyl sulfate are studied. Replacement of chromium sulfate as a source of trivalent chromium ions in the solution with basic chromium sulfate (chrome tanning agent) results in a decrease in the current density when metal deposition begins. As a result, the covering power of the bath increases. The effects discovered are determined by changes in the composition of the discharged chromium complexes. A certain excess of OH- groups in the inner sphere of electroactive chromium complexes results in acceleration of electroplating. The studied electrolyte based on chrome tanning agent enables one to produce thick high-quality nanocrystalline Cr-C alloy coatings with improved tribological characteristics. © 2013 Pleiades Publishing, Ltd.Український державний хіміко-технологічний університе

Поліпшення твердості і трибологічні характеристики нанокристалічних Cr-C плівок, отриманих з Cr (III) гальванічної ванни з використанням імпульсного електроосадження

Protsenko, V. S. Improving hardness and tribological characteristics of nanocrystalline Cr-C films obtained from Cr(III) plating bath using pulsed electrodeposition / V. S. Protsenko, F. I. Danilov, V. O. Gordiienko, A. S. Baskevich, V. V. Artemchuk // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. - 2012. – V. 31. – P. 281–283.EN: Effect of pulsed electrodepostion on the nanocrystal size, composition, hardness, coefficient of friction and wear resistance was investigated for the Cr–C electrodeposits obtained from a trivalent chromium bath. The electrodeposits were shown to contain about 9% of carbon. Pulsed electrodeposition does not virtually affect the carbon content. At the same time, an increase in the off time duration leads to a decrease in the nanocrystals size. The hardness and wear parameters of the electrodeposits may be sufficiently improved when using pulsed current. For instance, at ton=toff=1 s, the hardness reaches the values of ~1200÷1300 HV (meanwhile, it is close to 850÷950 HV at a steady-state electrolysis).RU: Было исследовано влияние импульсного электроосаждения на размер нанокристаллов Cr-C, состав, твердость, коэффициент трения и износостойкости, полученных из трехвалентного хрома гальванической ванны. Импульсное электроосаждение практически не влияет на содержание углерода. В то же время, увеличение продолжительности времени приводит к уменьшению размера нанокристаллов. Твердости и износостойкости параметров электроосаждения могут быть существенно улучшены при использовании импульсного тока. Например, на ton=toff=1 с, твердость достигает значения ~ 1200 ÷1300 HВ (между тем, она близка к 850÷950 HВ на стационарном электролизе).UK: Було досліджено вплив імпульсного електроосадження на розмір нанокристалів Cr-C, склад, твердість, коефіцієнт тертя і зносостійкості, отриманих з тривалентного хрому гальванічної ванни. Імпульсне електроосадження практично не впливає на вміст вуглецю. У той же час, збільшення тривалості часу призводить до зменшення розміру нанокристалів. Твердості і зносостійкості параметрів електроосадження можуть бути істотно поліпшені при використанні імпульсного струму. Наприклад, на ton = toff = 1 с, твердість досягає значення ~ 1200÷1300 HВ (між тим, вона близька до 850÷950 HВ на стаціонарному електролізі.Український державний хіміко-технологічний університе

Investigation of structural transformations in alloys Fe-Ni-P, obtained in non-equilibrium conditions еlectrocrystallization

Данилов, Ф. И. Электроосаждение нанокристаллических хром-углеродных сплавов из электролита на основе сульфата трёхвалентного хрома с использованием импульсного тока / Ф. И. Данилов, В. С. Проценко, В. О. Гордиенко, А. С. Баскевич, В. В. Артемчук // Физикохимия поверхности и защиты материалов. - 2012. – Т. 48, № 3. – С. 280–285.RU: Исследовано влияние параметров импульсного электролиза на выход по току, размер нанокристаллов, состав, твердость, коэффициент трения и износостойкость нанокристаллических покрытий Cr–C, получаемых из электролита на основе сернокислой соли Cr(III), содержащего карбамид и муравьиную кислоту. Показано, что покрытия содержат ~9% (мас.) углерода; плотность тока и скважность импульсов практически не влияют на их состав. Обнаружено, что на зависимости выхода по току от скважности импульсов возникает максимум при скважности импульсов ~1.05…1.1, при этом выход по току заметно превышает величину, реализуемую в стационарном токовом режиме. Показано, что если микротвердость Cr–C осадков, полученных на постоянном токе, близка к 850–900 HV, то при использовании импульсного электролиза в определенных режимах возможно возрастание микротвердости до ~1200–1300 HV. Установлено, что применение импульсного электролиза позволяет заметно снизить коэффициент трения хром-углеродного покрытия (стальное контртело) как в условиях сухого трения, так и при граничной смазке, а также приводит к повышению износостойкости осадков.EN: The effect of pulse parameters on the electrolysis current output, nanocrystals size, composition, hardness, friction coefficient and wear resistance of nanocrystalline coatings Cr-C, obtained from the sulfuric acid-based electrolyte salts Cr (III), comprising urea and formic acid. It is shown that coatings containing ~ 9% (wt.) carbon; current density and duty cycle do not affect the composition blocked. It was found that depending on the current output from the duty cycle when there is a maximum duty cycle ~ 1.05 ... 1.1, where the output current significantly exceeds the value realized in current-mode steady-state. It is shown that if the micro-hardness Cr-C deposits obtained at DC, is close to 850-900 HV, then using a pulsed electrolysis in certain modes may increase the microhardness up to ~ 1200-1300 HV. Found that the use of pulsed electrolysis can significantly reduce the coefficient of friction chrome-carbon cover (with steel counterbody) in conditions of dry friction and under boundary lubrication, and also increases the durability of precipitation.UK: Досліджено вплив параметрів імпульсного електролізу на вихід по струму, розмір нанокристалів, склад, твердість, коефіцієнт тертя і зносостійкість нанокристалічних покриттів Cr-C, одержуваних з електроліту на основі сірчанокислої солі Cr (III), що містить карбамід і мурашину кислоту. Показано, що покриття містять ~ 9% (мас.) вуглецю; щільність струму і шпаруватість імпульсів практично не впливають на їх склад. Виявлено, що на залежності виходу по струму від шпаруватості імпульсів виникає максимум при шпаруватості імпульсів ~ 1.05 ... 1.1, при цьому вихід за струмом помітно перевищує величину, реалізовану в стаціонарному струмовому режимі. Показано, що якщо мікротвердість Cr-C опадів, отриманих на постійному струмі, близька до 850-900 HV, то при використанні імпульсного електролізу в певних режимах можливе зростання мікротвердості до ~ 1200-1300 HV. Встановлено, що застосування імпульсного електролізу дозволяє помітно знизити коефіцієнт тертя хром-вуглецевого покриття (сталеве контртіло) як в умовах сухого тертя, так і при граничній мастилі, а також призводить до підвищення зносостійкості опаді