Luận án tiến sĩ hóa học nghiên cứu ảnh hưởng của một số phụ gia đến quá trình mạ kẽm, định hướng ứng dụng cho bể mạ kẽm kiềm không xyanua

VIỆN HÀN LÂM KHCN VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU 12 MỞ ĐẦU 14 CHƯƠNG TỔNG QUAN 17 1.1 Giới thiệu mạ kẽm 17 1.1.1 Giới thiệu 17 1.1.2 Lớp mạ kẽm điện phân 20 1.2 Một số hệ mạ kẽm điện phân 27 1.2.1 Bể mạ kẽm clorua 27 1.2.2 Hệ mạ kẽm xyanua 27 1.2.3 Hệ mạ kẽm kiềm không xyanua 28 1.2.4 So sánh hệ mạ kẽm điện phân 28 1.3 Phụ gia cho mạ kẽm điện phân 33 1.3.1 Phân loại phụ gia 33 1.3.2 Phụ gia mạ kẽm 34 1.3.3 Phụ gia cho hệ mạ kẽm kiềm không xyanua 41 1.3.4 Ảnh hưởng phụ gia đến số tính chất lớp mạ 45 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 51 Luận án Tiến sĩ Hóa học Trang |1 Trương Thị Nam 2.1 Chuẩn bị mẫu, hoá chất thiết bị 51 2.1.1 Vật liệu nghiên cứu 51 2.1.2 Tạo mẫu thử nghiệm 51 2.1.3 Dung dịch thí nghiệm 52 2.1.4 Thiết bị 52 2.2 Các phương pháp nghiên cứu 54 2.2.1 Phương pháp Hull 54 2.2.2 Phương pháp Haring-Blum 58 2.2.3 Phương pháp xác định hiệu suất dịng điện catơt 58 2.2.4 Đo đường cong phân cực catôt 59 2.2.5 Khảo sát cấu trúc tế vi lớp mạ kính hiển vi điện tử quét (SEM – Scanning Electron Microscope) 59 2.2.6 Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier FTIR 60 2.3 Quy trình nghiên cứu 61 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 62 3.1 Ảnh hưởng polyvinyl ancol (PVA) tới trình mạ kẽm 62 3.1.1 Ảnh hưởng khối lượng phân tử PVA tới phân cực catôt 63 3.1.2 Nghiên cứu trình tác động phụ gia trình mạ phương pháp quét vòng 67 3.1.3 Ảnh hưởng khối lượng phân tử PVA tới độ bóng khoảng bóng (phương pháp Hull) 73 3.1.4 Ảnh hưởng khối lượng phân tử polivinyancol (PVA) tới hình thái học lớp mạ 76 3.1.5 Ảnh hưởng khối lượng phân tử PVA tới khả phân bố (sự đồng lớp mạ) hiệu suất mạ 80 3.2 Ảnh hưởng polyetylenimin (BT) tới trình mạ kẽm 83 3.2.1 Ảnh hưởng BT tới phân cực catôt 83 3.2.2 Nghiên cứu trình tác động phụ gia BT trình mạ phương pháp phân cực vòng 86 3.2.3 Ảnh hưởng khối lượng phân tử BT tới độ bóng khoảng bóng (phương pháp Hull) 91 3.2.4 Ảnh hưởng khối lượng phân tử BT tới hình thái học lớp mạ 94 3.2.5 Ảnh hưởng khối lượng phân tử BT tới hiệu suất mạ khả phân bố 102 3.3 Ảnh hưởng natrisilicat hệ polyamin – natrisilicat với trình mạ kẽm 106 3.3.1 Ảnh hưởng polyamin natrisilicat đến phân cực catôt 106 3.3.2 Ảnh hưởng polyamin natrisilicat đến phân cực catôt 106 3.3.3 Ảnh hưởng polyamin natrisilicat đến độ bóng khoảng bóng lớp mạ kẽm bể mạ kiềm không xyanua theo phương pháp Hull 107 3.3.4 Ảnh hưởng polyamin natrisilicat đến hình thái học lớp mạ 110 3.3.5 Ảnh hưởng polyamin natrisilicat đến hiệu suất mạ khả phân bố 112 3.4 Nghiên cứu trình tác động phụ gia đến trình mạ 114 3.4.1 Nghiên cứu trình vào thành phần lớp mạ phụ gia phổ hồng ngoại 114 3.4.2 Ảnh hưởng phụ gia đến cấu trúc lớp mạ kẽm 116 3.5 So sánh số tính chất lớp mạ với hệ mạ kẽm kiềm thương mại hệ mạ khác 118 3.5.1 Ảnh hưởng nồng độ chất phụ gia hệ mạ kẽm tới độ bóng lớp mạ dải mật độ dịng thích hợp, phương pháp Hull 118 3.5.2 Ảnh hưởng nồng độ phụ gia hệ mạ kẽm tới hiệu suất mạ khả phân bố 120 KẾT LUẬN 122 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 123 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Viết tắt Polyvinyl ancol 5000 đvC PVA-05 Polyvinyl ancol 16.000 đvC PVA-16 Polyvinyl ancol 100.000 đvC PVA-100 Polyamin 1200 BT-12 Polyamin 1800 BT-18 Polyamin 20.000 BT-200 Polyamin 70.000 BT-700 Polyvinyl ancol PVA Polyamin BT 10 Thế điện cực anôt EA 11 Thế điện cực catôt EC 12 Phương pháp thụ động sử dụng Cr(VI) CRONAK 13 Phụ gia san bề mặt, dẫn bóng (Enthone) bể AZA TT amon 14 Phụ gia tạo bóng (Enthone) bể amon AZB 15 Chất hoạt động bề mặt Fluorocarbon FC-135 FC-135 16 Chất hoạt động bề mặt Fluorocarbon FC-129 FC-129 17 Chất hoạt động bề mặt Hexadecyltrimethylammonium CTAB bromide 18 Chất hoạt động bề mặt Fluorocarbon FC-170C FC-170C 19 Mật độ dòng điện điểm Dx 20 Thời gian mạ t 21 Giá trị dòng đỉnh pic thứ Ip(I’c) 22 Giá trị dòng đỉnh pic thứ hai Ip(I”c) 23 Hình thái học bề mặt SEM 24 Quá  25 Điện E 26 Điện cân Eo 27 Dòng điện I 28 Mật độ dòng điện i 29 Nồng độ thấp LC 30 Nồng độ cao HC 31 Nồng độ xyanua thấp LCN 32 Nồng độ xyanua trung bình MLC 33 Nồng độ xyanua cao HLC DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Giản đồ cân điện thế-pH hệ nước-kẽm 25 ºC Hình 1.2 Ảnh SEM lớp mạ Zn nhận từ dung dịch khác 31 Hình 1.3 Đường cong phân cực đo dung dịch 30% KOH, 40g/lít ZnO chất hoạt động bề mặt khác (60 ppm) (phóng đại, X 30) 31 Hình 1.4 Hình ảnh lớp mạ kẽm nhận từ dung dịch 30% KOH, 40g/lít ZnO chất hoạt động bề mặt khác (60 ppm) (phóng đại, X 30) 32 Hình 2.1 Bình Hull 45 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý thử nghiệm Hull 44 Hình 2.3 Thước Hull ứng với dòng áp 1A 47 Hình Thước 2.4 Hull ứng với dòng áp 2A Hình Sơ 2.5 đồ bình Haring-Blum Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý kính hiển vi điện tử quét Hình 3.1 Đường cong phân cực catôt điện cực thép dung dịch mạ kẽm kiềm không xyanua chứa PVA – 05 (a) PVA-16 (b) nồng độ khác nhau, khoảng quét từ -1,2 đến -1,8 VAg/AgCl, tốc độ quét mV/s, 25 oC 53 Hình 3.2 Đường cong phân cực catơt điện cực thép dung dịch mạ kẽm kiềm không xyanua chứa không chứa PVA nồng độ khác nhau, khoảng quét từ -1,2 đến -1,8 V, tốc độ quét mV/s, 25 oC 56 Hình 3.3 Đường CV điện cực thép dung dịch mạ kẽm kiềm không chứa phụ gia (S0), từ -1,2 đến -1,65 V, tốc độ quét mV/s, 250C 57 Hình 3.4 Đường CV điện cực thép dung dịch mạ kẽm kiềm mạ kẽm kiềm chứa PVA - 16(S0 Sp2-4) từ -1,2 đến -1,65 V, tốc độ quét mV/s, 250C 57 Hình 3.5 Đường phân cực vòng đo dung dịch mạ kẽm kiềm chứa PVA - 05 với nồng độ khác từ -1,2 đến -1,65 V, tốc độ quét mV/s, 25oC 58 Hình 3.6 Đường phân cực vòng đo dung dịch mạ kẽm kiềm chứa PVA - 16 với nồng độ khác từ -1,2 đến -1,65 V, tốc độ quét mV/s, 25 oC 59 Hình 3.7 Đường phân cực vịng thay đổi tốc độ quét dung dịch mạ kẽm kiềm (S0) từ -1,2 đến -1,65 V, 250C 60 Hình 3.8 Đồ thị phụ thuộc i vào v1/2 quét dung dịch mạ kẽm kiềm (S0)……………………………………………… 60 Hình 3.9 Đường phân cực vòng thay đổi tốc độ quét dung dịch mạ kẽm kiềm chứa PVA - 05 từ -1,2 đến -1,65 V, tốc độ quét mV/s, 25 0C 61 Hình 3.10 Đồ thị phụ thuộc i vào v1/2 quét dung dịch mạ kẽm kiềm chưa PVA – 05 61 Hình 3.11 Đường phân cực vịng thay đổi tốc độ quét dung dịch mạ kẽm kiềm chứa PVA - 16 từ -1,2 đến -1,65 V, 25oC 62 Hình 3.12 Đồ thị phụ thuộc i vào v1/2 quét dung dịch mạ kẽm kiềm dung dịch mạ kẽm kiềm chứa PVA – 16 62 Hình 3.13 Hình ảnh Hull nhận từ dung dịch mạ kẽm kiềm với phụ gia PVA05 Hình 3.14 Hình ảnh Hull nhận từ dung dịch mạ kẽm kiềm với phụ gia PVA – 16 64 Hình 3.15 Ảnh SEM cuả lớp mạ kẽm dung dịch mạ kẽm 67 kiềm chứa PVA - 05 mật độ dòng 0,5 A/dm2 68 Hình 3.16 Ảnh SEM cuả lớp mạ kẽm dung dịch mạ kẽm kiềm chứa PVA - 05 mật độ dòng 2A/dm2 68 Hình 3.17 Ảnh SEM cuả lớp mạ kẽm dung dịch mạ kẽm kiềm chứa PVA - 16 mật độ dòng 0,5 A/dm2 69 Hình 3.18 Ảnh SEM cuả lớp mạ kẽm dung dịch mạ kẽm kiềm chứa PVA - 16 mật độ dòng 2,0 A/dm2 70 Hình 3.19 Đường cong phân cực catơt điện cực thép dung dịch mạ kẽm kiềm không xyanua khơng có BT có BT nồng độ khác từ -1,2 đến -1,8V, tốc độ quét 2mV/s, 25 oC 74 Hình 3.20 Đường cong phân cực catôt điện cực thép dung dịch mạ kẽm kiềm không xyanua không chứa BT chứa BT nồng độ khác từ -1,2 đến -1,8 V, tốc độ quét mV/s, 25 oC 75 Hình 3.21 đường phân cực vịng dung dịch mạ kẽm kiềm chứa BT-18 với nồng độ khác từ -0,5 đến -1,65 V, tốc độ quét mV/s, 25 oC 76 Hình 3.22 Phân cực vòng dung dịch mạ kẽm kiềm chứa BT-700 với nồng độ khác từ -0,5 đến -1,65 V, tốc độ quét mV/s, 25 oC 77 Hình 3.23 Đường CV đo dung dịch mạ chứa 0,5 g/L BT-18 với tốc độ quét thay đổi 78 Hình 3.24 Sự phụ thuộc i vào v1/2 dung dịch mạ kẽm kiềm chứa BT-18 78 Hình 3.25 Các đường CV với tốc độ quét thay đổi dung dịch mạ chứa BT-700 từ -0,5 đến -1,65 V, 25oC 79 Hình 3.26 Đồ thị phụ thuộc i vào v1/2 quét dung dịch mạ kẽm kiềm chứa BT-700 79 Hình 3.27 Đường phân cực 10 vòng quét dung dịch mạ chứa BT 81 Hình 3.28 Hình ảnh lớp mạ kẽm Hull dung dịch mạ kẽm kiềm có khơng có BT-12 82 Hình 3.29 Hình ảnh lớp mạ kẽm Hull dung dịch mạ kẽm kiềm có khơng có BT-18 82 Hình 3.30 Hình ảnh lớp mạ kẽm Hull dung dịch mạ kẽm kiềm có khơng có BT-200 83 Hình 3.31 Hình ảnh lớp mạ kẽm Hull dung dịch mạ kẽm kiềm có khơng có BT-700 83 Hình 3.32 Hình thái học lớp mạ mạ dung dịch chứa BT-12 mật độ dòng 0,5 A/dm2 86 Hình 3.33 Hình thái học lớp mạ mạ dung dịch chứa BT-12 mật độ dòng A/dm2 87 Hình 3.34 Hình thái học lớp mạ mạ dung dịch chứa BT-18 mật độ dòng 0,5 A/dm2 88 Hình 3.35 Hình thái học lớp mạ mạ dung dịch chứa BT-18 mật độ dòng A/dm2 89 Hình 3.36 Hình thái học lớp mạ mạ dung dịch chứa BT-200 mật độ dòng 0,5 A/dm2 90 Hình 3.37 Hình thái học lớp mạ mạ dung dịch chứa BT-200 mật độ dòng A/dm2 91 Hình 3.38 Hình thái học lớp mạ mạ dung dịch chứa BT-700 mật độ dòng 0,5 A/dm2 92 Hình 3.39 Hình thái học lớp mạ mạ dung dịch chứa BT 700 mật độ dòng A/dm2 93 Hình 3.40 Đường cong phân cực catơt điện cực thép dung dịch mạ kẽm kiềm không xyanua không chứa BT chứa BT+ Natrisilicat nồng độ khác nhau, từ 1,2 đến -1,8 V, tốc độ quét mV/s, 25 oC 98 Hình 3.41 Ảnh Hull lớp mạ dung dịch mạ có BT, hệ BT-natrisilicat nồng độ mođun khác 99 Hình 3.42 Ảnh SEM bề mặt mẫu mạ dung dịch mạ kiềm chứa polyamin natrisilicat 103 Hình 3.43 Phổ hồng ngoại lớp mạ dung dịch mạ kẽm chứa polyamin 107 Hình 3.44 Phổ hồng ngoại lớp mạ dung dịch mạ kẽm chứa PVA 107 Hình 3.45 Phổ hồng ngoại lớp mạ dung dịch mạ kẽm chứa natrisilicat 108 10 Hình 3.43 Phổ hồng ngoại lớp mạ dung dịch mạ kẽm chứa polyamin Hình 3.44 Phổ hồng ngoại lớp mạ dung dịch mạ kẽm chứa PVA 115 Hình 3.45 Phổ hồng ngoại lớp mạ dung dịch mạ kẽm chứa natrisilicat Hình 3.44 hình ảnh phổ chụp lớp mạ kẽm dung dịch mạ kiềm không chứa phụ gia, lớp mạ kẽm dung dịch mạ kiềm chứa phụ gia PVA 0,5 g/L, BT Kết cho thấy phổ hấp thụ hồng ngoại màng PVA xuất đỉnh hấp thụ khoảng 3247,5 cm-1( dao động mở rộng -OH), 1082cm-1 1414,5 đặc trưng cho nhóm –C-O; 2914cm-1 gán cho dao động C-H Ngoài phổ hấp thụ hồng ngoại PVA xuất đỉnh 578 cm-1, 831 cm-1, 918 cm-1, 1564 cm-1, 1654 cm-1, khi, lớp mạ kẽm dung dịch mạ kiềm không chứa phụ gia, lớp mạ kẽm dung dịch mạ kiềm chứa phụ gia PVA 0,5 g/L, PVA xuất pic hấp phụ số sóng 700 cm-1, nên thấy PVA khơng tham gia vào thành phần màng 3.4.2 Ảnh hưởng phụ gia đến cấu trúc lớp mạ kẽm Ảnh hưởng phụ gia đến tinh thể kẽm nghiên cứu phương pháp XRD Nghiên cứu theo phương pháp XRD cho kết quả: (Hình 3.46, Hình 3.47, Giản đồ XRD tinh thể mạ dung dịch mạ chứa không chứa phụ gia Kết cho thấy tinh thể kẽm thay đổi tỷ lệ mặt phẳng khác nhau, kết hợp với nghiên cứu hình thái học bề mặt, nghiên cứu Hull cho thấy thay đổi tỷ lệ lớp cho hạt mạ xắp xếp chặt khít hơn, bề mặt lớp mạ nhẵn tạo độ bóng độ bám dính tốt 116 Hình 3.46 Giản đồ EDX tinh thể mạ dung dịch chứa không chứa phụ gia Kết phân tích giản đồ XRD tinh thể mạ dung dịch chứa không chứa phụ gia cho thấy: lớp mạ kẽm dung dịch mạ kiềm chứa không chứa phụ gia PVA, phụ gia BT mật độ dòng nghiên cứu cho kích thước tinh thể kẽm dạng lục giác Sự thay đổi rõ rệt hình thành mặt 100 hai phụ gia nghiên cứu Kết nghiên cứu Aparicio [18] Vả lại, phân tích kích thước tinh thể hạt mạ dung dịch mạ, cho thấy thêm phụ gia vào dung dịch mạ kích thước tinh thể hạt mạ có thay đổi 117 Hình 3.47 Giản đồ XRD tinh thể mạ dung dịch mạ chứa không chứa phụ gia 3.5 So sánh số tính chất lớp mạ với hệ mạ kẽm kiềm thương mại hệ mạ khác Trong phần nghiên cứu này, tính chất bể mạ kẽm kiềm hệ phụ gia nghiên cứu so sánh với bể mạ chứa hệ phụ gia thương mại 3.5.1 Ảnh hưởng nồng độ chất phụ gia hệ mạ kẽm tới độ bóng lớp mạ dải mật độ dịng thích hợp, phương pháp Hull Trong thử nghiệm này, bể mạ thêm phụ gia với nồng độ tối ưu ; cận trên; cận (theo tài liệu kỹ thuật), áp dòng A, để nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ phụ gia đến khoảng bóng độ bóng lớp mạ Sau trình làm thực nghiệm với bình Hull, ứng với thay đổi nồng độ phụ gia hệ mạ, từ mẫu mạ dung dịch mạ với nồng độ khác nhau, mà ta thu kết độ bóng, độ rộng khoảng bóng ứng với mật độ dòng khác Hull Kết thể Hình 3.48 118 Hình 3.48 Ảnh Hull mẫu mạ hệ mạ Hàng 1: Mẫu mạ hệ mạ không chứa phụ gia Hàng 2: Mẫu mạ hệ mạ kẽm kiềm không xyanua luận án Hàng 3: Mẫu mạ hệ mạ kẽm kiềm không xyanua thương mại Hàng 4: Mẫu mạ hệ mạ kẽm amoni - clorua thương mại Nghiên cứu so sánh chất lượng ưu điểm hạn chế lớp mạ kẽm tạo thành từ hệ phụ gia thành phần đề xuất với lớp mạ tạo thành từ phương pháp khác cho kết Hình 3.48 Bảng 3.20: Độ bóng lớp mạ kẽm tạo thành từ hệ phụ gia thành phần đề xuất cao so với lớp mạ kẽm tạo thành từ hệ mạ kẽm kiềm thương mại Bên cạnh lớp mạ cịn cần cải thiện khoảng bóng khu vực mật độ dịng thấp Hệ mạ kẽm clorua có độ bóng khoảng bóng tốt nhiên có nhược điểm gây ô nhiễm môi trường, chất thải chứa ion amoni khó xử lý 119 Bảng 3.20 Độ bóng khoảng bóng lớp mạ kẽm bể mạ kẽm chứa phụ gia khác Độ bóng góc 600 Mẫu mạ TT dung Khoảng bóng Mật độ Mật độ Mật độ dịch dòng cao dòng tb dòng thấp Mo - - - - Ma-1 0,8÷10,2 A/dm2 96,7 98,8 91,1 Ma-2 0,4÷10,2 A/dm2 107,4 113,9 109,3 Ma-3 0,4÷ 10,2 A/dm2 109,9 139,5 117 Mt-1 0÷ 10,2 A/dm2 83,5 87,4 83,7 Mt-2 0÷ 10,2 A/dm2 86,1 87,0 98,9 Mt-3 0÷ 10,2 A/dm2 105 103,2 120 Mc - - - - Mc-1 0÷ 10,2 A/dm2 164 163 155 10 Mc-2 0÷ 10,2 A/dm2 384 380 348 11 Mc-3 0÷ 10,2 A/dm2 166,1 158 158 3.5.2 Ảnh hưởng nồng độ phụ gia hệ mạ kẽm tới hiệu suất mạ khả phân bố Trong nghiên cứu này, tiến hành xác định hiệu suất dòng điện khả phân bố bể mạ với nồng độ phụ gia khác Các thí nghiệm tiến hành lần để lấy kết trung bình Nghiên cứu so sánh ưu điểm hạn chế trình mạ kẽm từ hệ phụ gia thành phần đề xuất với trình mạ từ phương pháp khác cho kết Bảng 3.21: Khi sử dụng hệ phụ gia đề xuất nồng độ thấp cho trình mạ có hiệu suất mạ tương đương với hệ phụ gia mạ kẽm kiềm thương mại, khả phân bố cao so với hệ mạ kẽm amoniclorua Bảng 3.21 Hiệu suất mạ khả phân bố trình mạ dung dịch chứa phụ gia khác 120 Dung dịch mạ Hiệu suất mạ (ở Dk 2A/dm2) (%) Khả phân bố (%) S0 79,2 25,2 Sa-1 52,616 61,246 Sa-2 45,1 66,2 Sa-3 35,560 77,384 St-1 51,02 73,31 St-2 47,692 80,282 St-3 44,836 86,228 Sc 98,176 26,225 Sc-1 Sc-2 Sc-3 87,353 78,077 95,393 32,132 38,372 32,92 Bên cạnh q trình mạ cịn cần cải thiện phân bố hiệu suất mạ sử dụng hệ phụ gia nồng độ cao, điều hệ phụ gia thành phần đề xuất chưa hồn chỉnh, cần nghiên cứu để phối hợp thêm thành phần phù hợp 121 KẾT LUẬN 1- Đã khảo sát ảnh hưởng phụ gia nhóm polyamin nhóm polivinyl ancol có khối lượng phân tử khác đến tính chất lớp mạ kẽm tạo thành từ trình mạ kiềm Kết khảo sát ảnh hưởng phụ gia có khối lượng phân tử, nồng độ khác sử dụng đến tính chất lớp mạ cho thấy phụ gia polyamin BT-700 nồng độ 0,5 g/L cho chất lượng lớp mạ tốt 2- Sự tác động phụ gia đến tính chất q trình mạ lớp mạ bước đầu tìm hiểu thơng qua phương pháp đo phân cực catơt, qt vịng, phương pháp phổ hồng ngoại phân tích nhiễu xạ tia X Kết cho thấy phụ gia tác động đến tính chất q trình mạ thơng qua trình hấp phụ giải hấp phụ, làm thay đổi kết tủa, khuếch tán, thay đổi cấu trúc tinh thể, tăng khả phân bố giảm hiệu suất dịng catơt 3- Đã nghiên cứu ảnh hưởng tổ hợp phụ gia gồm polyamin natrisilicat cho thấy chất lượng lớp mạ cải thiện rõ rệt, độ bóng khoảng bóng, khả phân bố tăng, lớp mạ đồng so với sử dụng phụ gia Từ kết khảo sát thu đề xuất hệ phụ gia thành phần gồm: Polyamin BT-700 - 0,5 g/L + natrisilicat modun - g/L 4- Đã tiến hành nghiên cứu nhằm so sánh chất lượng ưu điểm hạn chế lớp mạ kẽm tạo thành từ hệ phụ gia thành phần đề xuất với lớp mạ tạo thành từ phương pháp khác Lớp mạ kẽm tạo thành từ hệ phụ gia thành phần đề xuất có độ bóng khả phân bố xấp xỉ so với lớp mạ kẽm tạo thành từ hệ mạ kẽm kiềm thương mại Tuy nhiên, cần cải thiện khoảng bán bóng điều hệ phụ gia thành phần đề xuất chưa hồn chỉnh, cần nghiên cứu để phối hợp thêm thành phần phù hợp 122 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Luận án nghiên cứu ảnh hưởng natri silicat đến q trình mạ tính chất lớp mạ nhận Natri siliacat dùng riêng biệt gần không ảnh hưởng đến q trình mạ tính chất lớp mạ sử dụng hỗn hợp với polyamin BT 700 gia tăng ảnh hưởng tích cực phụ gia này: Khả phân bố dung dịch mạ cải thiện, lớp mạ nhận có độ bóng lớp mạ cao đồng Đã đề xuất hệ phụ gia gồm thành phần (silicat modul polyamin BT 700) cho bể mạ kẽm kiềm Các nghiên cứu so sánh hệ phụ gia luận án hệ phụ gia thương mại cho thấy, tảng ban đầu cho nghiên cứu kỹ lưỡng để ứng dụng kết nghiên cứu vào thực tế 123 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Qualy reinforcement of electroplating zinc coatingselectrodeposited from cyanide free alkaline solution by polyamine 70.000 and Polivinyl alcohol 16.000 “Truong Thi Nam, Le Ba Thang, Nguyen Thi Cam Ha, Hoang Thi Huong Thuy, Hoang Van Hung” Vietnam Journal of Science and Technology, 55 (5B), 18-26 (2017) The effect of polyamine 70000 (BT-700) on the zinc plating process in the noncyanide alkaline plating bath Truong Thi Nam, Le Ba Thang, Nguyen Thi Thanh Huong, Nguyen Van Khuong, Nguyen Van Chien, Le Duc Bao Do Ngoc Bich Tạp chí hóa học, 55 (4), 400-405 (2017) The effect of sodium silicate and polyamine – sodium silicate system on the alkaline non-cyanide zinc plating process “Truong Thi Nam, Le Ba Thang, Le Duc Bao, Nguyen Thi Thanh Huong, Nguyen Van Khuong, Nguyen Van Chien, Nguyen Thi Cam Ha” Vietnam Journal of chemistry, 55 (5e12), 425-429 (2017) Effects of molecular weight of polyamine on the alkaline non-cyanide zinc plating process “Truong Thi Nam, Le Ba Thang, Nguyen Thi Cam Ha, Nguyen Quoc Dung, Hoang Thi Huong Thuy Processdings Asam – 6, 616-621(2017) The Effect of Polivinyl Alcohol 16000 on the Alkaline Non-Cyanide Zinc Plating Process “Truong Thi Nam, Le Ba Thang, Le Duc Bao , Hoang Thai Hau and Hoang Van Hung” Elixir Corrosion & Dye – 124, 52102-52105 (2018) 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] V Đ Cự, "Kỹ thuật Nhiệt đới-Kỹ thuật xanh," Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Technique Reports 1990 M U A I U Haque, A Khan, "Additives for Bright Zinc Deposition," Journal of The Chemical Society of Pakistan, vol 29, no 4, pp 373-378, 2007 P Inc Alkaline non-cyanide zinc plating Available: http://66.192.79.183/articles/pfd0506.html P J M., "Alkaline Noncyanide Zinc Plating and Reuse of Recovered Chemicals," ed: EPA, 1994 E Budman, "Alkaline noncyanide zinc plating," Metal Finishing, vol 93, no 2, pp 60-63, 1995 M S Chandrasekar, S Srinivasan, and M Pushpavanam, "Structural and textural study of electrodeposited zinc from alkaline non-cyanide electrolyte," Journal of Materials Science, vol 45, no 5, pp 1160-1169, 2010 L Exbrayat et al., "Electrodeposition of zinc–ceria nanocomposite coatings in alkaline bath," Journal of Solid State Electrochemistry, vol 18, no 1, pp 223-233, 2014 M G Fontana, Corrosion Engineering Mc Graw Hill, 1986 D R Gabe, "Test cells for plating," Metal Finishing, vol 105, no 10, pp 511-517, 2007 J.-C Hsieh, C.-C Hu, and T.-C Lee, "Effects of polyamines on the deposition behavior and morphology of zinc electroplated at high-current densities in alkaline cyanide-free baths," Surface and Coatings Technology, vol 203, no 20, pp 3111-3115, 2009 E O Inc., "Tài liệu kỹ thuật," ed: ENTHONE OMI Inc K I T Ishikawa, "Zincate zinc plating bath," 2011 C Biddulph and M Marzano, "Zinc plating," Metal Finishing, vol 98, no 1, pp 323-333, 2000 R Adelman, "Cyanide zinc electroplating," 1973 T K S Joseph A Zehnder, "Cyanide-free zinc plating bath and process," 1979 B Kavitha, P Santhosh, M Renukadevi, A Kalpana, P Shakkthivel, and T Vasudevan, "Role of organic additives on zinc plating," Surface and Coatings Technology, vol 201, no 6, pp 3438-3442, 2006 K O Nayana, T V Venkatesha, B M Praveen, and K Vathsala, "Synergistic effect of additives on bright nanocrystalline zinc electrodeposition," Journal of Applied Electrochemistry, vol 41, no 1, pp 39-49, 2011 J L Ortiz-Aparicio, Y Meas, G Trejo, R Ortega, T W Chapman, and E Chainet, "Effects of organic additives on zinc electrodeposition from alkaline electrolytes," Journal of Applied Electrochemistry, vol 43, no 3, pp 289-300, 2013 M S Pereira, L L Barbosa, C A C Souza, A C M de Moraes, and I A Carlos, "The influence of sorbitol on zinc film deposition, zinc dissolution processand morphology of deposits obtained from alkaline bath," Journal of Applied Electrochemistry, vol 36, no 6, pp 727-732, 2006 B L Rick Holland, "The Use of Alkaline Cyanide-Free Zinc Plating Under Paint and Powder Coatings," Columbia Chemical Corporation2003 R J L W E Rosenberg, "Brightener additive and bath for alkaline cyanide-free zinc electroplating," 2004 Shanmugasigamani and M Pushpavanam, "Role of additives in bright zinc deposition from cyanide free alkaline baths," Journal of Applied Electrochemistry, vol 36, no 3, pp 315-322, 2006 125 [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] T V V Y A Naik, "A new condensation product for zinc plating from non-cyanide alkaline bath," Bulletin of Materials Science, vol 28, no 5, pp 495-501, 2005 Y F Yuan, J P Tu, H M Wu, S F Wang, W K Zhang, and H Huang, "Effects of stannous ions on the electrochemical performance of the alkaline zinc electrode," Journal of Applied Electrochemistry, vol 37, no 2, pp 249-253, 2007 J Zhu, Y Zhou, and C Gao, "Influence of surfactants on electrochemical behavior of zinc electrodes in alkaline solution," Journal of Power Sources, vol 72, no 2, pp 231-235, 1998 B Praveen, "A study on the effect of addition agents on electrodeposition and corrosion of zinc," Kuvempu University, 2008 V F C Porter, "Corrosion resistance of zinc and zinc alloys.," Materials and Corrosion, vol 46, no 7, pp 434-435, 1994 Verlag Marcel Dekker Inc R Tournier, "Conversion du zinc et du cadmium," Traitement de Surfaces, vol 115, 1972 R Tournier, "Traitement de conversion du zinc," Galvano-Organo-Traitement de surface, vol 518, p 795, 1981 X G Zhang, "Corrosion and Electrochemistry of Zinc," Plenum Press, New-York, 1996 F C Porter, "Corrosion resistance of zinc and zinc alloys," Marcel Dekker, Inc, 1994 T E Graedel, "Corrosion Mechanisms for Zinc Exposed to the Atmosphere," J Electrochem Soc., vol 139, no 4, p 193c, 1989 I Odnevall and C Leygraf, "The formation of Zn4Cl2(OH)4SO4 · 5H2O in an urban and an industrial atmosphere," Corrosion Science, vol 36, no 9, pp 1551-1559, 1994 G P Sundararajan and W J V Ooij, "Silane Based Pretreatments for Automotive Steels," J Surf Eng, vol 16, p 315, 2000 M Pourbaix, "Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions, 2nd ed.," National Association of Corrosion Engineers, Houston, 1974 D C H Nevison, "ASM Handbook, ASM International, Materials Park, Vol 13: Corrosion," ISBN: 0-08170-019-0 ASM International, USA, vol 13, 1987 D C Kannangara and B E Conway, "Zinc oxidation and redeposition processed in aqueous alkali and carbonate solutions," J Electrochem Soc., vol 134, p 894, 1987 T M Hồng, Cơng nghệ mạ điện Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 1988 R Tournier, "Conversion du zinc et du cadmium," Traitement de Surfaces, vol 115, pp 3137, 1972 A Amirudin and D Thierry, "Corrosion Mechanisms of Phosphated Zinc Layers on Steel as Substrates for Automotive Coatings ; A review of Mechanisms," Progress in Organic Coatings, vol 28, no 1, p 59, 1996 K Boto, "Organic additives in zinc electroplating," Electrodeposition and Surface Treatment, vol 3, no 2, pp 77-95, 1975/03/01/ 1975 J O M Bockris, "Modern Aspects of Electrochemistry," in Modern Aspects of Electrochemistry No 3, vol 3, J O M C Bockris, B E , Ed no 3) London: Butterworth UK, 1964, pp 224-266 A R Despić and K I Popov, "Transport-Controlled Deposition and Dissolution of Metals," in Modern Aspects of Electrochemistry No 7, B E Conway and J O M Bockris, Eds Boston, MA: Springer US, 1972, pp 199-313 H J Barret and C J Wernlund, "Electroplating," Canada, 1938 J Hadju and J A Zehnder, "The brightness of zinc plating in some baths," Mating, vol 58 1971 E L G a B L L S Palatnik, "J Tech Phys ," J Tech Phys (USSR), vol 10 1940 N T Kudryatsev and A A Nikiforova, " Khim Referat Zhur., (1940) 135," Chem Abstr., vol 36 1942 A W Hothersall, " Symposium on Internal Stresses in Metals and Alloys," J Inst Metals,, no Preprint No 1082, 1947 R A Hoffman, "Electroplating process," Canada, 1941 126 [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] A E Chester and F F Reisinger, "Zinc electroplating compositions and method for the electrodeposition of zinc," US, 1949 M B Diggin and O Kardos, "Alkaline zinc plating baths," US, 1954 H Hayashida and R Nakahara, " Jap Pat 7216521," JP, 1972 P J Szilayia, "Alkaline bright zinc electroplating," US, 1973 F Popescu, "Zinc plating additive - improving gloss consists of an aliphatic monohalo acid reacted with pyridine," France, 1973 T R Anantharaman and J Balachandra, "Electrogalvanizing from Fluoborate Solutions," Journal of The Electrochemical Society, vol 100, no 5, pp 237-239, 1953 A E Chester, "Compositions and method for electroplating zinc," US, 1953 A N Kappana and B R Deoras, " Ind and News Ed.," J Indian Chem Soc., vol 17 1954 A E Chester and R F Main, "Method of electroplating zinc and electroplating compositions," US, 1957 T Bereczky, E Gruenwald, and I Crisan, "Electro-plating with zinc," RUMANIA, 1971 M M Kampe, "Alkaline bright zinc electroplating," 1972 G B Rynne and J G Poor, "Zinc electroplating bath," GB, 1972 L Domnikov, Metal Finishing, vol 67 no 5, 1969 F Hasko, K Harmath, and M Hollo, " " Werkst Korr., vol 17 no 11, 1966 O Kardos, "Current distribution on microprofiles," Plating, vol 61, no 2, p 129, 1974 S A Watson and J Edwards, "An Investigation of the Mechanism of Levelling in Electrodeposition," Transactions of the IMF, vol 34, no 1, pp 167-198, 1956/01/01 1956 H Leidheiser, "The Mechanism of Leveling during the Electrodeposition of Nickel in the Presence of Organic Compoundsa–d)," Zeitschrift für Elektrochemie, Berichte der Bunsengesellschaft für physikalische Chemie, vol 59, no 7‐8, pp 756-766, 1955 J Edwards and M J Levett, "Radiotracer Study of Addition Agent Behaviour: 7—Quinoline Methiodide and Succindinitrile and their Interaction with other Addition Agents," Transactions of the IMF, vol 44, no 1, pp 27-40, 1966 G Johnson and D Turner, "The effect of some addition agents on the kinetics of copper electrodeposition from a sulfate solution II Rotating disk electrode experiments," Journal of The Electrochemical Society, vol 109, no 10, pp 918-922, 1962 K Gorbunova and A Sutiagina, "The role of chemical surface transformations in metal electrocrystallization," Electrochimica Acta, vol 10, no 3, pp 367-373, 1965 E Raub, N Baba, A Knödler, and M Stabyer, " Advance Copy (EI 5)," in 6th Internat Metal Finishing Conference, London 1964, no 96 S Kruglikov, Y D Gamburg, and N Kudryavtsev, "The relationship between inhibition of electrodeposition and incorporation of the inhibitor into the deposit," Electrochimica Acta, vol 12, no 8, pp 1129-1133, 1967 S Fashu, C D Gu, J L Zhang, H Zheng, X L Wang, and J P Tu, "Electrodeposition, Morphology, Composition, and Corrosion Performance of Zn-Mn Coatings from a Deep Eutectic Solvent," Journal of Materials Engineering and Performance, vol 24, no 1, pp 434444, 2015 F Alfred, "Electrodeposition of stress-free metal deposits," 1967 Kampschulte and C W Dr., "Acid galvanic zinc-plating bath - contg condensation product of aldehyde and/or ketone with amine," GE, 1972 G J Schaedler and J B Winters, "Acid zinc electrodepositing," FR, 1970 H Schmellenmeier, Korrosion u Metallschutz, vol 21 1945 W Kohler, "Strukturuntersuchungen an galvanisch [150] abgeschiedenen Zinkniederschlagen," Korrosion und Metallschutz, vol 19, p 197, 1943 M Schlotter and H Schmellenmeier, ibid., vol 17 1941 G N Pakhamova, " Tsvetn Metal, 38 (9), (1965) 33; ," Chem Abstr., (1966) vol 64 1966 127 [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] P F Kalyuzhnaya and K N Pimenova, "Zh Prikl Khim., 40 (1967) 1975; ," Chem Abstr., (1968) vol 68 p 18064 n, 1967 V N Golubev and N Y Kovarskii, "Zashch Metal., (1970) 59; ," Chem Abstr., (1970) vol 73 1970 M Belilos, "Corrosion (Rueil-Mslmaison Fr.)," Corrosion (Rueil-Mslmaison Fr.), vol 18 1970 L Schmidt, Corrosion and Material Protection, vol no 7, 1946 L H Esmore and B D Lindenmayer, Electroplating and Metal Finishing, vol 26, no 2, 1973 I L Newell, "Stress in electrodeposited metals," MET FINISH, vol 58, no 10, pp 56-61, 1960 N P Fedot'ev, " Plating," Plating, vol 53 no 3, 1966 K Indira, K Vasantha, and K Doss, "Bright acid zinc deposition Part Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide," Metal Finish, vol 67, no 1, pp 71-73, 1969 A T Vagramyan and V N Titova, "Elektrokhim.," vol no 8, 1968 V Bukaveckas, L Grinceviciene, and J J Matulis, "Liet TSR Mokslu Akad Darb , Ser B.,," Mokslu Akad Darb., vol 6, 1972 N M Dubina, M P Sevryugina, and L G Dedovikova, "Chem Abstr., 76 (1972) 9722p," Khim Tekhnol (Kharkov),, vol 17, 1971 D M Knaack, "Cyanide alkaline zink," German 1967 W Rosenberg, "Composition of baths for electrodeposition of bright zinc from aqueous, acid, electroplating baths," US, 1973 M A Loshkarev, L M Boichenko, and A F Nesterenko, "Chem Abstr., 76 (1972) 8002j," Khim Tekhnol (Kharkov),, vol 18, 1971 N K Baraboshkina, S E Sheshina, V N Titova, V M Lukyanovich, and A T Vagramyan, " Int Wiss Kolloq Tech Hochoch, ," in Ilmenau 13th (1968) 1969 J K Aiken and A Nash, "Improvements in and relating to the electrodeposition of metals," 1970 L B Hunt, "A Study of the Structure of Electrodeposited Metals," The Journal of Physical Chemistry, vol 36, no 3, pp 1006-1021, 1931/01/01 1931 P I Usikov, "Chem Abstr., 33 (1939) 85063.," J Applied Chem (USSR), vol 12 1939 L Palatnik, "The roentgenographic study of zinc and cadmium films deposited in the presence of colloids," Transactions of the Faraday Society, 10.1039/TF9363200939 vol 32, no 0, pp 939-941, 1936 K M Gorbunova, T V Ivanovskaya, and N A Shishakov, "Chem Abstr., 47 (1953) 3718b.," Zh Fiz Khim., , vol 25, 1951 D J Evans, "The structure of nickel electrodeposits in relation to some physical properties," Transactions of the Faraday Society, 10.1039/TF9585401086 vol 54, no 0, pp 1086-1091, 1958 R J Derek, "Improvements in or relating to Electrodeposition of Zinc or Cadmium," US, 1966 A N Frumkin, V V Batrakov, and A I Sidnin, "Effect of the structure of the zinc surface on the adsorption of tetrabutylammonium iodide," Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry, vol 39, no 1, pp 225-228, 1972/09/01/ 1972 N Sorour, W Zhang, E Ghali, and G Houlachi, "A review of organic additives in zinc electrodeposition process (performance and evaluation)," Hydrometallurgy, vol 171, pp 320332, 2017 S Shanmugasigamani and M Pushpavanam, "Voltammetric Studies on the Role of Additives in Bright Zinc Electrodeposition from an Alkaline Non-Cyanide Bath," Portugaliae Electrochimica Acta, vol 27, no 6, pp 725-735, 2009 128 [105] H Nakano, "Effects of plating factors on morphology and appearance of electrogalvanized steel sheets," Transactions of Nonferrous Metals Society of China, vol 19, no 4, pp 835-841, 2009 [106] A Bai, K.-L Yang, H.-L Chen, Y.-h Hong, and S.-B Chang, "High current density on electroplating smooth alkaline zinc coating," in MATEC Web of Conferences, 2017, vol 123, p 00024: EDP Sciences [107] T J Pricer, M J Kushner, and R C Alkire, "Monte Carlo simulation of the electrodeposition of copper II Acid sulfate solution with blocking additive," Journal of The Electrochemical Society, vol 149, no 8, pp C406-C412, 2002 129