Вплив швидкості циркуляції електроліту на властивості дисперсної електролітичної міді

А. А. Vnukov, A. N. Golovachov, А. V. Belaya

Анотація


Постановка проблеми. Одержання хімічно стабільного електролітичного порошку міді з регульованою формою і розмірами частинок, з необхідними структурними, фізичними і функціональними властивостями. Методика. Процес електролітичного осадження дисперсної міді вели з використанням мідного розчинного анода і мідного катода. Склад електроліту: 130 г/л H2SO4+ 40 г/л CuSO4; форма катода – пластина; час електролізу – 1 год. Експериментальні дослідження проводили відповідно до плану повного факторного експерименту (ПФЕ) 23, а також із застосуванням кореляційно-регресійного аналізу. Середній розмір частинок визначали із застосуванням методу оптичної мікроскопії, насипну щільність порошку − відповідно до  ІSО 3923-1; морфологію частинок − із використанням засобів растрової електронної мікроскопії. Результати. За результатами експериментів отримано поліноміальні моделі, що адекватно описують установлені взаємозв'язки параметрів. Найбільш значимими факторами є швидкість циркуляції і температура електроліту, а також густина струму. Встановлено наявність синергетичного ефекту спільного впливу температури і швидкості циркуляції. У разі одночасного збільшення цих параметрів спостерігається значне укрупнення частинок порошку міді і підвищення насипної щільності. З підвищенням швидкості циркуляції електроліту середній розмір частинок збільшується. При цьому залежність середнього розміру частинок від швидкості циркуляції має практично лінійний характер, а їх форма змінюється від дрібнокристалічної з добре розвинутими дендритами до крупнокристалічної зі згладженими гілками. Наукова новизна. Уперше визначено закономірності спільного впливу технологічних факторів процесу електролізу (густини струму, температури і швидкості циркуляції електроліту, шорсткості поверхні катода і міжкатодної відстані) на морфологію частинок і властивості мідного порошку. Висновки. Визначено оптимальні рівні основних технологічних параметрів електроосадження дисперсної міді з метою забезпечення заданих регульованих характеристик мідного електролітичного порошку і розширення галузей його застосування.


Ключові слова


мідний порошок; швидкість циркуляції; електроосадження; густина струму; морфологія частинок; розмір частинок

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Порошки меди и ее сплавов : монография / [О. С. Ничипоренко,

А. В. Помосов, С. С. Набойченко].– Москва : Металлургия, 1988. –

с.

Nichiporenko O.S., Pomosov A.V. and Naboychenko S.S. Poroshki medi i ee splavov : monografiya [Powders of copper and its alloys: monograph]. Moscow : Metallurgy Publ., 1988, 204 p. (in Russian).

Набойченко С. С. Порошки меди и ее сплавов / С. С. Набойченко. – Москва : Металлургия, 1997.– 542 с.

Naboychenko S.S. Poroshki medi i ee splavov [Powders of copper and its alloys]. Moscow : Metallurgy Publ., 1997, 542 p. (in Russian).

Кунтій О. І. Електрохімія та морфологія дисперсних металів / О. І. Кунтій. – Львів : Видавництво національного університету «Львівська політехніка», 2008. – 208 с.

Kuntiy O.I. Elektrohіmіya ta morfologіya dispersnih metalіv [Electrochemistry and morphology of dispersed metals]. Lviv : National University Publishing House «Lvivska politehnika», 2008, 208 p. (in Ukrainian).

Помосов А. В. О прогнозировании свойств электролитического медного порошка / А. В. Помосов, Е. Е. Крымакова // Порошковая металлургия. – 1976. – № 6. – С. 1–4.

Pomosov A.V. and Krymakova Ye.Ye. O prognozirovanii svoystv elektroliticheskogo mednogo poroshka [About predicting of the electrolytic copper powder properties]. Poroshkovaya metallurgiya [Powders metallurgy]. 1976, no. 6, pp. 1–4. (in Russian).

Номберг М. И. Производство медного порошка электролитическим способом / М. И. Номберг. – Москва : Металлургия, 1971.– 134 с.

Nomberg M.I. Proizvodstvo mednogo poroshka `elektroliticheskim sposobom [Production of electrolytic copper powder]. Moscow : Metallurgy Publ., 1971, 134 p.(in Russian).

Смирнов Б. М. Механизм катодного процесса при формировании порошкообразного медного осадка / Б. М. Смирнов, Л. И. Попова,

А. Д. Артемьев // Порошковая металлургия. – 1987. – № 3. – С. 1–3.

Smirnov B.M., Popova L.I. and Artemyev A.D. Mehanizm katodnogo protsessa pri formirovanii katodnogo mednogo osadka [The mechanism of the cathode process in the formation of a powdery copper deposit]. Poroshkovaya metallurgiya [Powders metallurgy]. 1987, no. 3, pp. 1–3. (in Russian).

Мурашова И. Б. Формирование дендритных осадков при производстве электролитических порошков / И. Б. Мурашова, Е. Е. Соколовская // Цветные металлы.– 2007. – № 10. – С. 46–51.

Murashova I.B. and Sokolovskaya Ye.Ye. Formirovanie dendritnyh osadkov pri proizvodstve elektroliticheskih poroshkov [Formation of dendritic deposits in the production of electrolytic powders]. Cvetnye metally [Non-ferrous metals]. 2007, no. 10, pp. 46–51. (in Russian).

Кристаллизация дендритных осадков при производстве медных порошков разных марок : монография // [И. Б. Мурашова, Е. Е. Соколовская, А. М. Савельев]. – Пермь : Наука, 2006. – 293 с.

Murashova I.B., Sokolovskaya Ye.Ye. and Savelyev A.M. Kristallizaciya dendritnyh osadkov pri proizvodstve mednyh poroshkov raznyh marok : monografiya [Crystallization of dendritic deposits in the production of dendritic copper powders of different grades : monograph]. Perm’ : Science Publ., 2006, 293 p. (in Russian).

Мурашова И. Б. Динамика роста дендритного медного осадка при разных токах и концентрации в растворе сульфата меди / И. Б. Мурашова, А. Б. Даринцева, В. М. Рудой // Электрохимия. – 2010. – Т. 46. – № 6. – С. 649–656.

Murashova I.B., Darintseva A.B. and Rudoy V.M. Dinamika rosta dendritnogo mednogo osadka pri raznyh tokah i kontsentratsii v rastvore sulfata medi [Dynamics dendritic copper deposit growth at different currents and the concentration of copper sulfate in solution]. Elektrohimiya [Electrochemistry]. 2010, vol. 46, no. 6, pp. 649–656. (in Russian).

Внуков А. А. Оптимизация состава электролита для получения медного порошка / А. А. Внуков, Е. Э. Чигиринец, И. Г. Рослик, В. В. Кабацкая // Вісник НТУ «ХПІ». – 2011. – № 31. – С. 30–38.

Vnukov A.A., Chigirinets Ye.Ye. and Roslik I.G. Optimizatsiya sostava elektrolita dlya polucheniya mednogo poroshka [Optimizing the electrolyte composition to produce copper powder]. Vіsnik NTU «HPІ» [Herald of STU «KhPI»]. 2011, no. 31, pp. 30–38. (in Russian).

Внуков А. А. Совместное влияние функциональных добавок на структурообразование и свойства частиц порошковой меди при электролизе / А. А. Внуков, И. Г. Драган // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2011. – № 6. – С. 55–57.

Vnukov A.A. and Dragan I.G. Sovmestnoye vliyanie funktsionalnyh dobavok na strukturoobrazovanie i svoystva chastits poroshkovoy medi pri elektrolize [The combined effect of functional additives on the structure and properties of copper powder particles during electrolysis]. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost' [Metallurgical and Mining Industry]. 2011, no. 6, pp. 55–57. (in Russian).

Внуков А. А. Исследование совместного влияния параметров электролиза на структурообразование и свойства дисперсной меди /

А. А. Внуков, А. Н. Головачев, Ю. И. Таратута // Новини науки Придніпров'я. – 2012. – № 1-2. – С. 61–65.

Vnukov A.A., Golovachev A.N. and Taratuta Yu.I. Issledovanie sovmestnogo vliyania parametrov elektroliza na strukturoobrazovanie i svoystva dispersnoy medi [The study combined influence of electrolysis parameters on the structure and properties of the dispersed copper]. Novini nauki Pridnіprov'ya [Science News Dnieper]. 2012, no. 1-2, pp. 61–65. (in Russian).

Осипова М. Л. Выход по току дендритного медного осадка для порошка марки ПМС11 как параметр, определяющий его структуру /

М. Л. Осипова, И. Б. Мурашова, А. Б. Даринцева // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2012. – № 2. – С. 35–41.

Osipova M. L., Murashova I. B. and Darintseva A. B. Vyhod po toku dendritnogo mednogo osadka dlya poroshka marki PMS11 kak parameter, opredelyayuschiy ego strukturu [Current output dendritic copper deposit powder brand PMS11 as a parameter, which determines its structure]. Gal'vanotehnika i obrabotka poverhnosti [Electroplating and Surface Treatment]. 2012, no. 2, pp. 35–41. (in Russian).

Gokhan O. Effect of electrolysis parameters on the morphologies of copper powder obtained in a rotating cylinder electrode cell. Powder Technology. Vol. 201, iss. 1, 2010, pp. 57–63. (in English).

Neikov O.D., Nabojchenko S.S., Murashova I.B., Gopienko V.G., Frishberg I.V. and Lotsko D.V. Handbook of non-ferrous metal powders. Technologies and applications. London, New-York, Amsterdam : Elsevier, 2009, 634 p. (in English).

Reznikova O.G., Darintseva A.B. and Murashova I. B. About the stabilization of the dendritic structure of GG brand copper powder. Chimica Techno Acta, 2015, vol. 2, no. 2, pp. 116–126. (in English).


Пристатейна бібліографія ГОСТ