Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси (Aug 2024)
Получение оптимальных параметров скоростного электрохимического осаждения никелевых покрытий из кремнефтористого электролита для деталей ПАСТ методом математического планирования эксперимента
Abstract
Цель. Разработка математической модели многофакторного процесса гидрометаллургического синтеза защитных никелевых покрытий для деталей ПАСТ из высокоскоростных кремнефтористых электролитов для определения оптимальных технологических режимов работы при варьировании ряда факторов (концентрация кремнефторида никеля в растворе, плотность катодного тока, температура раствора). Методы. В работе применены метод рандомизации, стандартные методики определения электрохимических характеристик (толщина осажденных никелевых покрытий, выход по току катодной реакции), модуль «Профили желательности» программного пакета STATISTICA, а также метод полного факторного эксперимента для получения регрессионной модели. Результаты. Проведен полный факторный эксперимент с использованием нового высокоскоростного кремнефтористого электролита никелирования на трех уровнях факторов, влияющих на скорость осаждения никелевых покрытий: молярная концентрация кремнефторида никеля (NiSiF6) в растворе с = 1; 1,25; 1,5 моль/дм3, температура раствора электролита t = 40; 50; 60 °C, плотность катодного тока i = 8; 10; 12 А/дм2. В результате анализа экспериментальных данных разработана регрессионная модель прогнозирования скорости осаждения никелевых покрытий в исследованных диапазонах изменения варьируемых факторов. Оптимальные значения варьируемых факторов: молярная концентрация NiSiF6 в растворе с = 1,2 моль/дм3; температура раствора электролита t = 53 °C; плотность катодного тока i = 11,6 А/дм2. При данных условиях достигается наибольшее значение зависимой переменной (скорость осаждения никелевого покрытия), составляющее 240,7 мкм/ч. Область применения исследований. Разработанная регрессионная модель позволяет определить оптимальный диапазон для каждого из основных параметров системы, в частности концентрации кремнефторида никеля в растворе, плотности катодного тока, температуры электролита, что дает возможность наметить пути минимизации побочных процессов (формирования на катоде оксо- и гидроксосоединений никеля и выделения водорода) для получения защитных никелевых покрытий с заданными свойствами.
Keywords
