Способ определения модуля упругости гальванических покрытий Советский патент 1991 года по МПК C25D21/12 

Изобретение относится к гальваностен- гии и может быть использовано как средство определения и контроля физико-механических свойств гальванопокрытий.

Целью изобретения является повышение точности определения модуля упругости.

Способ определения модуля упругости гальванических покрытий включает нанесение гальванического покрытия на две стороны жестко закрепленного с одного конца и натянутого ленточного катода, регистрацию зависимости упругой деформации катода от суммарной толщины наносимого покрытия, фиксацию значений деформаций катода, различающихся вдвое, установление соответствующих им суммарных толщин покрытий t2, ti и установление значения модуля упругости из соотношения

(tz 2tQEk dk

n (to2

где Ek, dk - модуль упругости материала и толщина ленты катода

Способ осуществляют следующим образом.

Собирают электрохимическую ячейку, в которой катод, изготовленный из металла с известным модулем упругости, в виде ленты толщиной 10-100 мкм, шириной 3-10 мм в вертикальном положении погружают в емкость с электролитом и жестко закрепляют нижним концом на дне ванны. К верхнему концу катодной ленты для поддержания ее

з

О 4 00

в натянутом состоянии прикладывают нагрузку р из расчета 1-5 кгс/мм2.

Длина I рабочей части катода, погруженной в электролит, 50-200 мм. По обеим сторонам катодной ленты на расстоянии 5- 20 мм от ее поверхности устанавливают аноды. К собранной электрохимической ячейке подключают источник постоянного тока и ведут электроосаждение при заданных режимах электролиза в течение времени, необходимого для наращивания покрытия толщиной 10-50 мкм. В процессе роста осадка, вследствие происходящих в нем объемных изменений, в образце с растущим покрытием возникают внутренние напряжения, под действием которых образец изменяет свои линейные размеры (деформируется). Величина внутренних напряжений считается при этом постоянной, не зависящей от толщины покрытия.

Деформация допускается только в области упругих напряжений и не должна превышать величины 0,5%. Изменение линейного размера образца (деформация) преобразуется в электрические сигналы и в виде графика зависимости деформация катода - толщина покрытия записывается на регистрирующем приборе. Затем сравнивают две пары любых произвольно взятых значений толщины покрытия, которым отвечают деформации, отличающиеся вдвое, и определяют значение модуля упругости согласно указанной формуле.

П р и м е р 1. Ленточный латунный (Л-62) катоде модулем упругости 1,2 104 кгс/мм2, толщиной 50 мкм, шириной 5 мм и длиной рабочей части, погруженной в электролит, 150 мм помещают в электрохимическую ячейку, наполненную электролитом, содержащим, г/л: сернокислый никель 275, хлористый никель 55, борная кислота 30, жестко закрепляют нижним концом на дне ванны. К верхнему концу катода прикладывают нагрузку 100 г и ведут электролиз при 40°С и плотности тока 5 А/дм2.

В процессе нанесения покрытия регистрируют график зависимости изменения длины катода от толщины, наносимого на него с двух сторон покрытия. На полученном графике берут значение толщины покрытия, равное 26 мкм, и определяют соответствующую этому значению величину деформации

катода AJ , для чего из указанной точки опускают перпендикуляр до пересечения с кривой. Полученный отрезок делят пополам и через среднюю точку проводят линию, параллельную оси абсцисс, до пересечения с кривой. Найденная точка соответствует толщине покрытия 11 мкм, для которой величина деформации катода составляет ровно подДловину -т - 2 от величины деформации

Al при толщине покрытия 26 мкм.

Исходя из найденной пары значений толщин покрытия определяют модуль упругости никеля EN 1,99 104 кгс/мм . ,

Для пары значений 18 и 7,95 мкм EN 0 2,0104 кгс/мм2.

Согласно справочным данным, модуль упругости никеля составляет (2,00 - 2,05)- 10 кгс/мм2.

П р и м е р 2. Проводят по примеру 1, 5 однако электроосаждение ведут в электролите хромирования, содержащем, г/л: хромовый ангидрид 250, сульфат стронция 6, кремнефторид калия 18, при 50°С и плотности тока 50 А/дм2.

0 В качестве базовой точки беруттолщину покрытия, равную 16 мкм, которой соответствует деформация катода, равная Л2 . Толщина покрытия, при которой деформация катода AI составляет половину величины 5 Аг, равна 6,85 мкм.

Определяют модуль упругости хромового покрытия: Есг 2,88 10 кгс/мм .

П р и м е р 3. Повторяют все операции по примеру 2, однако покрытие наносят на 0 ленту толщиной 100 мкм.

В качестве базовой точ ки берут тол щи ну покрытия, равную 24 мкм. Найдена точка с толщиной покрытия 10,65 мкм, которой соответствует деформация катода, в два раза 5 меньшая, чем деформация при толщине покрытия 24 мкм.

Определяют модуль упругости хромового покрытия: Ecre 2,89 10 кгс/мм .

Для толщины покрытия 10и4,73мкмЕсг 0 -2,92 104кгс/мм2.

Согласно справочным данным, значение модуля упругости для хрома (2,8б- 2,96) -104 кгс/мм2.

Как видно из приведенных данных, способ 5 позволяет с достаточно высокой степенью точности определять и контролировать значения модуля упругости различных гальванических покрытий в процессе электролиза.

0 Формула изобретения Способ определения модуля упругости гальванических покрытий, включающий нанесение гальванического покрытия на две стороны жестко закрепленного с одного

5 конца и натянутого ленточного катода и регистрацию зависимости упругой деформации катода от суммарной толщины наносимого покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения модуля упругости, на регистрируемой

зависимости фиксируют значения деформа- i 2 Z Ill§ Ll-Јlll

ций катода, различающиеся вдвое, устанав-nA

ливают соответствующие им суммарные где Efe dk модуль упругости материала и

толщины покрытия t2, ti и значения модуля толщина ленты катода.

упругости Еп определяют из соотношения5

Изобретение относится к гальваностегии и может быть использовано как средство определения и контроля физико- механических свойств гальванопокрытий. Цель изобретения - повышение точности определения модуля упругости. Способ определения модуля упругости гальванических покрытий включает нанесение гальванического покрытия на две стороны жестко закрепленного с одного конца и натянутого ленточного катода, регистрацию зависимости упругой деформации катода от суммарной толщины наносимого покрытия, фиксацию значений деформаций катода, различающихся вдвое, установление соответствующих им суммарных толщин покрытия t2, ti и установление значения модуля упругости из соотношение En (t2-2ti)Ekdk/(ti)2- где Ek, dk - модуль упругости материала и толщина ленты катода. Способ позволяет экспериментально установить и таким образом повысить точность определения модуля упругости материала наносимых гальванических покрытий. сл