Электрокристаллизация композиционных покрытий Cu–Sn–TiO2 в сернокислых электролитах
Аннотация
Цель статьи – установление особенностей электрохимического получения композиционных покрытий Cu–Sn–TiO2 в сернокислом электролите при периодическом перемешивании в условиях стационарного и импульсного режимов электролиза.
Методами линейной вольтамперометрии, а также стационарной и импульсной хронопотенциометрии изучены кинетические особенности электрокристаллизации композиционных покрытий Cu–Sn–TiO2 в сернокислом электролите при использовании периодического перемешивания. При перемешивании электролита происходит смещение катодного потенциала в область положительных значений. Показано, что после выключения перемешивания электролита значение катодного потенциала, при котором происходит сплавообразование меди и олова при катодной плотности тока –0.013 А/см2, устанавливается за 70 с, а при использовании импульсного электролиза – за 80 с. Методом сканирующей электронной микроскопии установлено, что наиболее однородные и
равномерные покрытия Cu–Sn–TiO2 формируются при использовании импульсного электролиза.
Использование периодического перемешивания сернокислого электролита приводит к формированию упорядоченных мультислойных структур, состоящих из микрослоев сплава Cu–Sn и меди, за счет периодического устранения диффузионных ограничений разряда ионов меди(II) в момент включения перемешивания, что влечет подавление процесса дофазового осаждения олова.
Скачивания
Литература
Karthik M., Abhinav J., Shankar K. V. Morphological and mechanical behaviour of Cu–Sn alloys –A review. Metals and Materials International. 2021: 1915–1946. https://doi.org/10.1007/s12540-020-00899-z
Souissi N., Sidot E., Bousselmi L., Triki E., Robbiola L. Corrosion behaviour of Cu-10Sn bronze in aerated NaCl aqueous media - Electrochemical investigation. Corrosion Science. 2007;49(8): 3333–3347. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2007.01.013
Lehmann L., Höhlich D., Mehner T., Lampke T. Irregular electrodeposition of Cu-Sn alloy coatings in [emim]cl outside the glove box with large layer thickness. Coatings. 2021;11(3): https://doi.org/10.3390/coatings11030310
Jung M., Lee G., Choi J.. Electrochemical plating of Cu–Sn alloy in non-cyanide solution to substitute for Ni undercoating layer. Electrochimica Acta.2017;241: 229–236. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2017.04.170
Wilks S. A., Michels H., Keevil C. W. The survival of escherichia coli O157 on a range of metal surfaces. International Journal of Food Microbiology. 2005;105(3): 445–454.
https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2005.04.021
Grass G., Rensing C., Solioz M. Metallic copper as an antimicrobial surface. Applied and Environmental Microbiology. 2011;77(5): 1541–1547. https://doi.org/10.1128/AEM.02766-10
Chang T., Sepati M., Herting G., Leygraf C., Rajarao G. K., Butina K., Odnevall Wallinder I. A novel methodology to study antimicrobial properties of high-touch surfaces used for indoor hygiene applications-A study on Cu metal. PLoS One. 2021;16(2): e0247081. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0247081
Chang T., Babu, R. P., Zhao W., Johnson C. M., Hedström P., Odnevall I., Leygraf C. High-resolution microscopical studies of contact killing mechanisms on copper-based surfaces. ACS Applied Materials & Interfaces. 2021;13(41): 49402–49413. https://doi.org/10.1021/acsami.1c11236
Walsh F. C. Low C. T. J. A review of developments in the electrodeposition of tin-copper alloys. Surface and Coatings Technology. 2016;304: 246–262. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2016.06.065
Hutchison M. J. Scully J. R. Patina enrichment with SnO2 and its effect on soluble Cu cation release and passivity of high-purity Cu-Sn bronze in artificial perspiration. Electrochimica Acta. 2018;283: 806–817. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2018.06.125
Survila A., Mockus Z., Kanapeckaitė S., Bražinskienė D., Juškėnas R. Surfactant effects in Cu–Sn alloy deposition. Journal of The Electrochemical Society. 2012;159(5): 296–302. https://doi.org/10.1149/2.084205jes
Juškėnas R., Mockus Z., Kanapeckaitė S., Stalnionis G., Survila A. XRD studies of the phase composition of the electrodeposited copper-rich Cu-Sn alloys. Electrochimica Acta. 2006;52(3): 928–935. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2006.06.029
Survila A., Mockus Z., Kanapeckaitė S., Jasulaitienė V., Juškėnas R. Codeposition of copper and tin from acid sulphate solutions containing polyether sintanol DS-10 and benzaldehyde. Journal of applied electrochemistry. 2009;39(10): 2021–2026. https://doi.org/10.1007/s10800-009-9914-2
Kasach A. A., Kharitonov D. S., Makarova I. V., Wrzesińska A., Zharskii I. M., Kurilo I. I. Effect of thiourea on electrocrystallization of Cu–Sn alloys from sulphate electrolytes. Surface and Coatings Technology. 2020;399: 126137. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126137
Kasach A. A., Kharitonov D. S., Radchenko S. L., Zharskii I. M., Kurilo I. I. Effect of parameters of pulse electrolysis on electrodeposition of copper–tin alloy from sulfate electrolyte. Russian Journal of Electrochemistry. 2020;56(9): 744–753. https://doi.org/10.1134/S1023193520090049
Meudre C., Ricq L., Hihn J. Y., Moutarlier V., Monnin A., Heintz O. Adsorption of gelatin during electrodeposition of copper and tin-copper alloys from acid sulfate electrolyte. Surface and Coatings Technology. 2014;252: 93–101. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.04.050
Nakanishi S., Sakai S. I., Nagai T., Nakato Y. Macroscopically uniform nanoperiod alloy multilayers formed by coupling of electrodeposition with current oscillations. The Journal of Physical Chemistry B. 2005;109(5): 1750–1755. https://doi.org/10.1021/jp045876x
Kharitonov D. S., Kasach A. A., Sergievich D. S., Wrzesińska A., Bobowska I., Darowicki K., Zielinski A., Ryl J., Kurilo I. I. Ultrasonic-assisted electrodeposition of Cu-Sn-TiO2 nanocomposite coatings with enhanced antibacterial activity. Ultrasonics Sonochemistry. 2021; 75: 1–11. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2021.105593
Kasach A. A., Kharytonau D. S., Paspelau A. V., Ryl J., Sergievich D. S., Zharskii I. M., Kurilo I. I. Effect of TiO2 concentration on microstructure and properties of composite Cu–Sn–TiO2 coatings obtained by electrodeposition. Materials. 2021;14(20): 6179. https://doi.org/10.3390/ma14206179
Copyright (c) 2022 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
