Ю. Д. Гамбург химическое никелирование получение никель-фосфорных покрытий путем электрокаталитического

Химическое никелирование
22
Величина y в данном уравнении определяется тем, во сколько раз содер-
жание никеля в осадке (в атомных процентах) выше содержания фосфора 
(например, при 5 ат.% фосфора y = 19). Эту величину можно определить с 
помощью анализа химического состава осадка.
Отношение z = x/y, то есть молярное соотношение между затраченными 
количествами гипофосфита (x) и никеля (y), составляет 1,5–3 (чаще всего 
близко к 2,5). Это отношение зависит от условий процесса и от величины 
компромиссного потенциала. Условия процесса определяются в основном 
относительной скоростью выделения водорода, которая, в свою очередь, 
зависит от рН (при низких рН она выше), а с другой стороны – чем компро-
миссный потенциал отрицательней, тем доля водорода меньше.
Таким образом, определив величину z и уже зная y, мы определяем вели-
чину x. Вся эта стехиометрия, однако, не зависит от конкретного механизма 
выделения фосфора – химического или электрохимического – и даже от бо-
лее тонких особенностей этого процесса.
Поэтому для расчетов изменения состава растворов достаточно иметь 
данные о концентрации фосфора в осадках и о скорости расхода гипофос-
фита в растворе. Например, при у = 20 и z = 2,5 (т. е. x = 50) суммарное 
уравнение принимает вид
50H
2
PO
2 
̶
+ 47H
2
O + 20Ni
2+ 
→ 
49H
2
PO
3 
̶
+ 28,5H
2
+ 20Ni + P + 39Н
+
.
(24)
Вводится понятие 
коэффициента использования гипофосфита. По-
лезным расходом считается его расход на восстановление никеля и фосфо-
ра. В случае уравнения (24) из 50 молекул гипофосфита 40 расходуется на 
восстановление никеля и две на выделение фосфора, следовательно, иско-
мый коэффициент составляет 84 %.
Приведем также конкретные экспериментальные результаты [25]; коэф-
фициент использования гипофосфита здесь рассчитан из данных матери-
ального баланса и масс-спектрометрического анализа газа, выделяющегося 
в процессе восстановления Ni-P покрытий (рН 4,3, содержание фосфора 
16,9 ат.%). В данном случае на восстановление никеля израсходовано 75 
% гипофосфита, на выделение фосфора – 14 %, остальное – на гидролиз. 
Таким образом, коэффициент использования гипофосфита составил 89 %.
При x = 20 и y = 9 (z = 2,22, содержание фосфора 10 ат.%) суммарное 
уравнение принимает вид 
20H
2
PO
2
-
+ 17H
2
O + 9Ni
2+
→ 19H
2
PO
3 
̶
+ 9.5H
2
+ 9Ni + P + 17Н
+
. (25)