ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ ПОКРЫТИЙ НИКЕЛЬ-КОБАЛЬТ ИЗ РАСТВОРОВ ДИГЛИЦИНА
Аннотация
В настоящей работе исследованы процессы электроосаждения покрытий никель-кобальт из хлоридно-диглициновых электролитов различного состава. Показано влияние соотношения компонентов электролита на химический состав и структуру покрытий. Введение в электролит диглицина, образующего с ионами Ni2+ и Co2+ устойчивые комплексы, препятствует выпадению соответствующих гидроксидов и обеспечивает увеличение рабочего интервала рН. Это имеет важное значение, поскольку наряду с разрядом ионов металлов происходит также разряд ионов водорода, и в прикатодном слое заметно растет концентрация гидроксильных ионов. Исследование кинетики электрохимических процессов методом циклической вольтамперометрии с платиновым электродом показало, что при электроосаждении покрытий никель-кобальт скорость их осаждения растет с увеличением доли ионов кобальта в растворе. Электроосаждение из исследуемых электролитов протекает с большой катодной поляризацией, способствующей получению качественных мелкокристаллических покрытий. Покрытия, осаждаемые на медную поверхность, получаются равномерные, имеющие хорошее сцепление с основой. Покрытия осаждали с помощью лабораторного источника тока MPS-3005L-3 Matrix. Процесс осаждения проводили при температуре 25 ºС и 50 ºС и катодной плотности тока 1 А/дм². Температуру растворов поддерживали с точностью ±0,5 °С. Циклические вольтамперограммы регистрировали с использованием потенциостата P-40X при скорости развертки потенциала 5 мВ/с. Электродом сравнения служил насыщенный хлоридсеребряный электрод, вспомогательным – платиновый. Концентрации сульфатов кобальта(II) и никеля(II) варьировалась от 0 до 0,16 моль/л при постоянной концентрации диглицина и хлорида калия 0,40 и 1,68 моль/л, соответственно. Структуру и состав покрытий изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа Tescan Vega 3 SBH с приставкой для элементного анализа. Содержание кобальта в покрытиях никель-кобальт, полученных из исследуемых электролитов, составляет от 31,1 до 88,1 ат.%. При этом увеличение температуры электролита с 25 до 50 ºС практически не влияет на состав осаждаемого покрытия. Увеличение содержания в покрытии кобальта сопровождается существенным изменением структуры покрытия.
Для цитирования:
Гридчин С.Н., Шеханов Р.Ф., Балмасов А.В. Электроосаждение покрытий никель-кобальт из растворов диглицина. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 11. С. 121-126. DOI: 10.6060/ivkkt.20256811.7286.
Литература
Lačnjevac U., Jović B.M., Jović V.D. Electrodeposition of Ni, Sn and Ni–Sn alloy coatings from pyrophosphate-glycine bath. J. Electrochem. Soc. 2012. V. 159. N 5. P. D310-D318. DOI: 10.1149/2.042205JES.
Hammami O., Dhouibi L., Bercot P., Rezrazi E.A. Ef-fect of diethanolamine and triethanolamine on the proper-ties of electroplated Zn-Ni alloy coatings from acid bath. Can. J. Chem. Eng. 2013. V. 91. P. 19- 26. DOI: 10.1002/cjce.21627.
Sotskaya N.V., Sapronova L.V., Dolgikh O.V. Kinetics of nickel electrocrystallization from serine-containing electrolytes. Russ. J. Electrochem. 2014. V. 50. N 12. P. 1134-1141. DOI: 10.1134/S1023193514120106.
Kahoul A., Azizi F., Bouaoud M. Effect of citrate additive on the electrodeposition and corrosion behaviour of Zn–Co alloy. Trans. IMF. 2017. V. 95. N 2. P. 106-113. DOI: 10.1080/00202967.2017.1265766.
Shekhanov R.F., Gridchin S.N. Electrodeposition of tin-cobalt alloys from ammonium oxalate electrolytes. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 12. P. 111-116. DOI: 10.6060/ivkkt.20236612.6965.
Mukhametova G.M., Vinokurov E.G., Burukhina T.F., Vasil’ev V.V., Skopintsev V.D. Multiobjective optimiza-tion of solution’s composition on the base of nickel complexes with glycine and succinic acid for electroless dep-osition of Ni-P alloy. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 5. P. 88-97. DOI: 10.6060/ivkkt.20216405.6359.
Vinokurov E.G., Gridchin S.N., Mukhametova G.M., Skopintsev V.D., Burukhina T.F. Protonated nickel bis-glycine chelate: effective precursor for electroless deposi-tion of nickel-phosphorus alloy. Theor. Found. Chem. Eng. 2021. V 55. N 5. P. 870-879. DOI: 10.1134/S0040579521040345.
Shekhanov R.F., Gridchin S.N., Bratkov I.V., Ershova T.V., Dontsov M.G. Actual methods of electrochemical surface treatment. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 7. P. 151-158. DOI: 10.6060/ivkkt.20236607.6841j.
Laiyner V.I. Protective coatings of metals. M.: Metallurgiya. 1974. 559 p. (in Russian).
Shekhanov R.F, Gridchin S.N. Electrodeposition of cobalt-nickel alloys from sulfate-oxalate electrolyte. Chem-ChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2011. V. 54. N 4. P. 68-71.
Shekhanov R.F, Gridchin S.N. Internal stresses in nickel-cobalt alloys. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2012. V. 55. N 8. P. 66-68.
Shekhanov R.F, Gridchin S.N. Electrodeposition of cobalt-nickel and zinc-nickel alloys from sulfamate-chloride electrolyte. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2014. V. 57. N 8. P. 47-51.
Kittl W.S., Rode B.M. Complex formation of nickel ion with aliphatic dipeptides. Inorg. Chim. Acta. 1982. V. 66. P. 105-112. DOI: 10.1016/S0020-1693(00)85797-7.
Pyreu D., Kuvalakova S., Gridchin S. Ternary nickel(II) complexes with histidine and glycylglycine in solution: thermodynamic approach. Inorg. Chim. Acta. 2020. V. 508. 119624. DOI: 10.1016/j.ica.2020.119624.
Nagy N.V., Szabo-Planka T., Rockenbauer A., Peintle, G., Nagypal I., Korecz L. Great structural variety of complexes in copper(II)−oligoglycine systems: microspe-ciation and coordination modes as studied by the two-dimensional simulation of electron paramagnetic resonance spectra. J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125. P. 5227-5235. DOI: 1021/ja021245+.
Sovago I., Kallay C., Varnagy K. Peptides as complex-ing agents: Factors infuencing the structure and thermo-dynamic stability of peptide complexes. Coord. Chem. Rev. 2012. V. 256. P. 2225-2233. DOI: 10.1016/j.ccr.2012.02.026.
Pyreu D., Gruzdev M., Kumeev R., Gridchin S. Thermodynamics of mixed-ligand complex formation of zinc nitrilotriacetate with amino acids and dipeptides in solution. Thermochim. Acta. 2014. V. 594. P. 50-57. DOI: 10.1016/j.tca.2014.08.031.
Pyreu D., Gridchin S., Kozlovskii E. Mixed ligand complexes of copper(II) iminodiacetate with di- and tripep-tides in solution. J. Coord. Chem. 2016. V. 69. N 22. P. 3424-3435. DOI: 10.1080/00958972.2016.1230205.
Makowska J., Wyrzykowski D., Chmurzyński L. Copper(II) coordination properties of GxG peptides: key role of side chains of central residues on coordination of formed systems; combined potentiometric and ITC studies. J. Chem. Thermodyn. 2019. V. 128. P. 336-343. DOI: 10.1016/j.jct.2018.08.040.
Tauler R., Rode B.M. Reactions of Cu(II) with glycine and glycylglycine in aqueous solution at high concentra-tions of sodium chloride. Inorg. Chim. Acta. 1990. V. 173.P. 93-98. DOI: 101016/S00201693(00)91059-4.
