Nghiên cứu mạ hợp kim ag cd

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -] ^ TRẦØN ĐÌNH HIẾN NGHIÊN CỨU MẠ HP KIM Ag-Cd CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ HÓA HỌC MÃ SỐ NGÀNH : 2.10.00 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 10 NĂM 2004 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI VIỆN KỸ THUẬT NHIỆT ĐỚI VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 57A Trương Quốc Dung – Quận Phú Nhuaän – TP.HCM -] ^ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS NGUYỄN THANH LỘC CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT : CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT : LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐƯC BẢO VỆ TẠI HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM Ngày tháng năm 2004 Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VỊÊT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc -o0o - TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : TRẦN ĐÌNH HIẾN Phái : NAM Ngày tháng năm sinh : 29 – 12 - 1961 Nơi sinh : HÀ NAM Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Mã số : CNHH13 009 I - TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU MẠ HP KIM Ag - Cd II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tổng quan tài liệu +Vật liệu tiếp điểm phương pháp chế tạo + Cơ sở lý thuyết mạ hợp kim - Lựa chọn dung dịch thiết lập quy trình thí nghiệm - Các phương pháp nghiên cứu dung dịch lớp mạ - nh hưởng chất phụ gia tới chất lượng, hiệu suất dòng, khả phân bố - nh hưởng nhiệt độ mật độ dòng catot tới thành phần hợp kim - nh hưởng nồng độ tỷ lệ nồng độ tới thành phần hợp kim hiệu suất dòng - nh hưởng thành phần hợp kim tới độ bền bám, điện trở tiếp xúc, độ cứng khả mài mòn - Biện luận kết nghiên cứu - Kết luận việc lựa chọn dung dịch chế độ điện phân mạ hợp kim Ag-Cd để chế tạo tiếp điểm trượt tiếp điểm cố định III - NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 09 - 02 - 2004 IV - NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30 - 10 - 2004 V - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS NGUYỄN THANH LỘC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn Thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH tháng năm 2004 KHOA QUẢN LÝ NGÀNH Lời cảm ơn Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn thầy TS Nguyễn Thanh Lộc, người trực tiếp hướng dẫn truyền đạt nhiều kiến thức qúy báu cho em suốt thời gian qua Tác giả chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Kỹ thuật Nhiệt đới Bảo vệ Môi trường, cán phòng Độ bền Nhiệt đới vật liệu kim loại : KS Bùi Trọng Tài, ThS Nguyễn Nhị Trự tạo điều kiện cho suốt thời gian học thực luận văn Viện Xin chân thành cảm ơn thầy Mai Hữu Khiêm, thầy Nguyễn Đình Phổ, thầy cô Khoa công nghệ hóa học trường Đại học Bách khoa, cán phòng quản lý sau đại học nhiệt tình giúp đỡ suốt hai năm học trường Em chân thành cảm ơn qúy thầy cô hội đồng chấm luận văn dành thời gian qúy báu để đọc đưa nhận xét giúp em hoàn thiện luận văn Xin dành tình cảm yêu thương tới người thân gia đình bạn bè, sát cánh, chia sẻ động viên suốt khóa học Kính chào Trần Đình Hiến TÓM TẮT Khoa học công nghệ đại đòi hỏi nhiều loại vật liệu Mạ hợp kim phương pháp tạo bề mặt vật liệu truyền thống lớp mỏng có tính chất đặc biệt vật liệu Hợp kim Ag-Cd mạ điện nghiên cứu rộng rãi ứng dụng quan trọng công nghiệp điện tử công nghệ chế tạo thiết bị đo Hợp kim Ag- Cd mạ lên tiếp điểm, nơi đòi hỏi độ bền mài mòn cao, điện trở tiếp xúc thấp, khả chống ăn mòn môi trường khí khí công nghiệp như: H2S, NO2 ,SO2 Các bể mạ xyanua sử dụng nh hưởng chất thêm, nồng độ tổng ion Ag Cd dung dịch, điều kiện điện phân lên thành phần hợp kim, chất lượng lớp mạ hiệu suất dòng xác định Kết cho thấy tỷ lệ [Ag+]:[Cd2+] dung dịch nhỏ tỷ lệ Ag:Cd hợp kim, ion Ag+ phóng điện trước ion Cd2+ Kết qủa nghiên cứu cho thấy độ bền mài mòn, độ cứng, điện trở tiếp xúc lớp mạ hợp kim phụ thuộc vào thành phần Ag hợp kim Hàm lượng Ag từ 45% đến 60% dùng cho tiếp điểm trượt, từ 70% đến 90% dùng cho tiếp điểm cố định Gần hợp kim Ag-Cd ứng dụng phục hồi tiếp điểm contactor có cấu hình phức tạp, tiếp điểm trạm biến áp, chế tạo tiếp điểm trượt thiết bị Viay ABSTRACT Science and modern technology require a lot of new materials Alloy plating is one of the methods of making on traditional material surface a thin layer which has special properties of new material Electrodeposition of Ag-Cd alloys has largely studied because of its important application in electronic industry and manufacturing technology of measuring equipment The Ag – Cd alloys are plated on electrical contacts which require the resistance to high abrasion, low contact resistance, as well as anticorrosive ability in atmospheric environment and industrial gas such as H2S, NO2, SO2 etc The cyanide plating baths were employed Influence of additive, total concentration of Ag+ and Cd2+ ions in solution, and electrolysis conditions on alloy compositon, deposit quality and current efficiency were determined It was found that the ratio [Ag+]:[Cd2+] in the solution is much smaller than the ratioAg:Cd of alloy composition, and the Ag+ ions discharged before Cd2+ ions did The results of reseach also show that the resistance to abrasion, hardness, and contact resistance of electrodeposited Ag – Cd alloy coatings depend on Ag composition in alloy The Ag content of deposited Ag – Cd alloys from 45% to 60% are used for sliding contact point, and from 70% to 90% for fixed contact point Recently, the deposited Ag – Cd alloys have been applied in resurfacing of contactors having complex configuration, contact point of transformer stations, and manufacturing sliding contact of Viay equipment MỤC LỤC NỘI DUNG LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT MỤC LỤC TRANG PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU CHƯƠNG - MỞ ĐẦU CHƯƠNG – TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TIẾP ĐIỂM 2.1 - Phân loại tiếp điểm vật liệu chế tạo 2.2 - Một số phương pháp chế tạo vật liệu sử dụng làm tiếp điểm 2.2.1- Phương pháp đúc nóng chảy 2.2.2- Phương pháp thẩm thấu 2.2.3 - Phương pháp mạ CHƯƠNG - CƠ SỞ LÝ THUYẾT MẠ HÔÏP KIM 3.1 - Sự phóng điện đồng thờùi ion hệ lý tưởng không tương tác 3.2 - Sự phóng điện đồng thời ion hệ thực có tương tác 13 3.3 - Quan hệ thành phần hợp kim thành phần dung dịch 20 3.4 – khả phân bố dung dịch 22 3.5- Cấu tạo hợp kim mạ ñieän 23 3.6 -Anot mạ hợp kim 25 3.7- Hợp kim Ag – Cd mạ điện 26 3.7.1- Tính chất ứng dụng 26 3.7.2- Điều kiện kết tủa 27 3.7.3- Một số dung dịch mạ hợp kim Ag – Cd 28 PHẦN II: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 29 CHƯƠNG – LỰA CHỌN DUNG DỊCH VÀ THIẾT LẬP QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM 29 4.1 - Lựa chọn dung dịch 29 4.2 - Phương pháp chế tạo điện cực anot hợp kim Ag – Cd 29 4.3 - Thiết lập quy trình thực nghiệm 31 CHƯƠNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .32 5.1 – Chuẩn bị dung dịch mạ, vai trò chất dung dịch 32 5.2 Sơ đồ mạ thí nghiệm 34 5.3 Chuaån bị mẫu mạ 34 5.4 Phân tích dung dịch hợp kim 35 5.5 Các phương pháp đo đạc kiểm tra thí nghiệm 36 5.6 Các phương pháp nghiên cứu lớp mạ 39 5.7 Cách xử lý số liệu thực nghiệm 41 CHƯƠNG – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .43 6.1 Kết qủa nghiên cứu đường cong phân cực catot 44 6.2 nh hưởng chất thêm H-1 tới chất lượng lớp mạ hợp kim hiệu suất dòng 47 6.3 Ảnh hưởng chất thêm H-1 tới khả phân bố dung dịch khả phân bố tế vi 49 6.4 Ảnh hưởng mật độ dòng catot tới độ nhám bề mặt lớp mạ 51 6.5 Ảnh hưởng nhiệt độ mạ tới thành phần hợp kim 51 6.6 Ảnh hưởng nồng độ ion kim loại dung dịch 54 6.7 Ảnh hưởng mật độä dòng catot Dk tỷ lệ nồng độ [Ag+]: [Cd2+] đến thành phần hợp kim, hiệu suất dòng chất lượng lớp ma 56 6.8 Ảnh hưởng thành phần hợp kim tới độ bền bám lớp mạ với 70 6.9 Ảnh hưởng thành phần hợp kim tới điện trở tiếp xúc 71 6.10 Ảnh hưởng thành phần hợp kim tới độ cứng độ bền mài mòn 72 6.11 Kết qủa phân tích nhiễu xạ tia X 75 6.12 Khảo sát anot hợp kim 50% Ag- 50%Cd 79 6.13 Kết thử nghiệm thực tế 81 CHƯƠNG – KẾT LUẬN .83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 PHUÏ LUÏC .87 Luận văn Thạc só CBHD: TS.Nguyễn Thanh Lộc PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU CHƯƠNG - MỞ ĐẦU Điện kết tủa hợp kim phát từ lâu Năm 1884 Pêtecbua, B.S Iacôbi kết tủa hợp kim Cu-Zn (đồng thau) từ dung dịch xyanua, lúc đầu dùng cho công trình nghệ thuật, sau dùng làm lớp lót cho mạ kền, crôm để gắn cao su vào sắt Cùng thời gian Pari, Rount mạ hợp kim Cu-Sn từ dung dịch kiềm có tính bảo vệ trang sức cao Trong năm gần mạ hợp kim coi trọng đặc biệt phát triển nhanh với tốc độ phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật kỹ thuật điện tử, máy bay, tên lửa, máy tính Những nghành công nghiệp đòi hỏi bề mặt kim loại có tính chất hóa lý, lý đặc biệt từ phương pháp mạ hợp kim điện giải nghiên cứu áp dụng rộng rãi hết.Vì mạ hợp kim đáp ứng phần lớn yêu cầu /2,3,4/ mà tiết kiệm nhiều kim loại qúy hiếm, đồng thời lại dễ thực so với nhiều phương pháp khác Khoa học công nghệ tiến đòi hỏi nhiều loại vật liệu Mạ hợp kim phương pháp tạo bề mặt vật liệu truyền thống lớp mỏng có tính chất đặc biệt vật liệu Hiện giới thu khoảng 250 lớp mạ hợp kim khác Có lớp mạ gồm nguyên tố Cu-Zn, Ni-Co,… Cũng có lớp mạ gồm đến nguyên tố Pb-Sn-Cd… /2,5,8/ Điều chế hợp kim trực tiếp cách điện phân tạo nên lớp mạ có nhiều tính chất qúy mà lớp mạ đơn kim loại /2,3,5/ ï Mạ hợp kim ứng dụng lónh vực sau: - Để có vật liệu chống ăn mòn cao mạ hợp kim Sn-Zn, Zn-Cd, Cd-Sn,… hợp kim chống ăn mòn tốt điều kiện khí hậu nhiệt đới, hẳn lớp mạ Zn Cd - Để có vật liệu chịu mài mòn cao mạ hợp kim Sn-Pb ; Pb-Zn ; Ag-Cd,… -Để bề mặt có từ tính mạ hợp kim Ni-Co ; W-Co ; Ni-Fe… -Để gắn cao su lên kim loại mạ hợp kim Cu-Zn… Ngoài phương pháp cho phóng điện đồng thời kim loại có khả kết tủa hợp kim từ kim loại mà riêng thân phóng điện thành dạng nguyên chất môi trường nước, hợp kim W,Mo,Ti…/2/ ĐHBK TP.HCM 10-2004 Luận văn Thạc só CBHD: TS.Nguyễn Thanh Lộc Trong năm gần số lượng công trình nghiên cứu điện kết tủa hợp kim công bố nhiều Trong công trình nghiên cứu mặt có tính chất lý thuyết nguyên lý kết tủa đồng thời, quy luật động học, trình điện cực, quy luật hình thành cấu tạo pha… tương đối /2,4/ Đa số công trình mang nhiều màu sắc kỹ thuật nghiên cứu tìm dung dịch mới, chế độ kỹ thuật mới, hợp kim mới… để đáp ứng số yêu cầu kỹ thuật định đó, tất hợp kim nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất cách tốt đẹp Sở dó có tình trạng trình kết tủa kim loại (chỉ loại ion phóng điện) có nhiều vấn đề phức tạp chưa giải đến cùng, chế phóng điện ion, hình thành phát triển mầm tinh thể… chuyển sang nghiên cứu hợp kim hai hay nhiều loại ion phóng điện đồng thời, rõ ràng gặp nhiều khó khăn phải xác định chế phóng điện chúng Lúc hoạt độ ion lớp sát catot thay đổi mà trạng thái bề mặt catot thay đổi, giả muốn giải thích điều kiện tạo thành hợp kim, việc cần phải nghiên cứu động học phản ứng điện cực phải nghiên cứu thêm tính chất lý lớp kết tủa điện Do tính chất phức tạp mà việc mạ hợp kim nước ta chưa nghiên cứu áp dụng nhiều Trong lónh vực nghiên cứu, việc mạ hợp kim nước ta lại gặp hơn./2,10, 21/ ĐHBK TP.HCM 10-2004 Luận văn Thạc só CBHD: TS.Nguyễn Thanh Lộc Bảng 6.13: nh hưởng mật độ dòng điện anot đến nồng độ tỷ số nồng độ Ag+ Cd2+ dung dịch đến hiệu suất dòng điện anôt Mật độ dòng điện Anôt A/dm2 0,5 1,0 1,5 2,5 Thể tích A/dm3 0,25 0,50 0,75 1,25 [Ag+](trên), [Cd2+](giữa), tỷ số [Ag+] / [Cd2+](dưới) thời điểm 0h 0,25h 0,5h 1h 2h 4h 10 33 0,30 10 33 0,30 10 33 0,30 10 33 0,30 10,01 33,02 0,30 10,01 33,04 0,30 10,16 32,86 0,31 9,98 33,05 0,30 10,02 33,05 0,30 10,02 33,08 0,30 10,44 32,63 0,32 9,82 33,11 0,29 10,03 33,09 0,30 10,22 32,96 0,31 10,70 32,44 0,33 9,64 33,26 0,29 10.10 33,20 0,30 10,51 32,85 0,32 10,74 32,54 0,33 9,30 33,46 0,27 10,19 33,30 0,30 10,60 33,13 0,32 11,05 32,50 0,34 9,03 33,45 0,27 HSDĐ (%) Nhận xét anôt 95 Xám nhẵn 89,6 Đen nhẵn 84 Đen Rỗ 82 Đen rỗ nhiều Hình 6.26 Đường cong phân cực anot điện cực dung dịch bảng 6.6 nhiệt độ 300C Dk A/dm2 3.5 Ag 2.5 HK Ag-Cd Cd 1.5 0.5 E,mV -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 ĐHBK TP.HCM 80 -1 -1.1 10-2004 Luận văn Thạc só CBHD: TS.Nguyễn Thanh Lộc Hình 6.27 Tỷ số nồng độ Ag+ Cd2+ dung dịch biến đổi theo thời gian điện phân Da (A/dm2), Anot hợp kim 50% Ag, 300C 0.5 A/dm2 A/dm2 1.5 A/dm2 2.5 A/dm2 [Ag+]/[Cd2+] 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 Thời gian, h 13 - Kết qủa thử nghiệm thực tế 6.13.1 Kết qủa thử nghiệm độ bền mài mòn Tiến hành thử nghiệm bạc Cu có φ = 20, mạ hợp kim Ag-Cd với thành phần khác Thiết bị sử dụng : viay Phương pháp thử nghiệm : Tiến hành lắp trực tiếp vào thiết bị, thực thử nghiệm theo tiêu chuẩn nghành (TP-TN) Môi trường chế độ làm việc tiếp điểm: Nhiệt độ 106,50C Môi trường xâm thực NO2, CO2 phân hủy thuốc phóng, thuốc nổ Thời gian 7giờ/ ngày, 10 ngày/ mẻ Tốc độ quay 30 vòng / phút, bạc chuyển động, má tiếp xúc cố định Lực lò xo nén má tiếp xúc 0,2 KG Độ bền làm việc bạc truyền tín hiệu Loạt : 25 bạc mạ hợp kim 85- 100%Ag có thời gian làm việc từ 3-4 ngày Loạt : 50 bạc mạ hợp kim 75-85%Ag có thời gian làm việc tháng Loạt : 50 bạc mạ hợp kim 60-75%Ag có thời gian làm việc tháng Loạt : 50 bạc mạ hợp kim 45-60%Ag có thời gian làm việc năm Kết qủa thử nghiệm thực tế độ bền mài mòn phù hợp với kết qủa thử nghiệm phòng thí nghiệm Trên sở độ bền mài mòn, khả làm việc môi ĐHBK TP.HCM 81 10-2004 Luận văn Thạc só CBHD: TS.Nguyễn Thanh Lộc trường nhiệt độ cao có tính xâm thực, tuỳ theo điều kiện làm việc thiết bị sử dụng kết qủa thử nghiệm loạt 2,3,4 để chế tạo tiếp điểm trượt có tính mong muốn Loạt với hàm lượng Ag hợp kim 45-60% cho thời gian làm việc dài 6.13.2 Kết qủa thử nghiệm độ sụt áp loại contactor TKC KM Các tiếp điểm contactor bị mài mòn phục hồi lớp mạ hợp kim Ag-Cd với thành phần Ag 70-90%, thử nghiệm theo công nghệ sửa chữa contactor TPA 72-153 nhà máy A 41 Không quân Dòng tải định mức : 200 A Lực tiếp xúc : 2,2-2,3 KG Đô sụt áp tiếp điểm : 86-90 mv, (theo tiêu chuẩn độ sụt áp ≤ 150 mv) Với kết thử nghiệm độ sụt áp (hay thông số điện trở tiếp xúc tương ứng), hợp kim với hàm lượng Ag ứng dụng công nghệ phục hồi thể loại contactor điểm tiếp xúc nối cáp, dẫn ắc quy… ĐHBK TP.HCM 82 10-2004 Luận văn Thạc só CBHD: TS.Nguyễn Thanh Lộc CHƯƠNG - KẾT LUẬN Căn vào nhiệm vụ luận văn khả ứng dụng thực tế lớp mạ hợp kim Ag-Cd Trên sở kết qủa nghiên cứu, kết qủa thử nghiệm thực tế, đề tài lựa chọn hai loại dung dịch cho chế tạo hợp kim Ag-Cd sử dụng chế tạo tiếp điểm nén trượt cố định: 7.1- Hợp kim dùng cho tiếp điểm làm việc theo chế nén trượt Thành phần dung dịch :(g/l) Ag tính kim loại : - 10 Cd tính kim loại : 36 - 33 KCN tự : 20 :4 NiSO4.7H2O Na2SO4.10H2O : 40 Chất thêm H-1 : Chế độ mạ : : 30 ± Nhiệt độ , 0C Dk , A/dm :1,5 – 2,0 HSDÑ catot : 75-77% Anot : Hợp kim Ag-Cd 50 : 50 : 0.5-1,0 Da , A/dm HSDĐ anot : 90 – 95% Dung dịch có khả phân bố cao PB = 70%, đáp ứng yêu cầu chế tạo phục hồi tiếp điểm có cấu hình phức tạp, đa dạng Hợp kim Ag-Cd nhận từ dung dịch chế độ điện phân có thành phần 45-60%Ag, có độ bám dính đạt yêu cầu, độ cứng 176 – 226 KG/mm2, độ bền mài mòn lớn 10 lần so với lớp mạ bạc chiều dày Hợp kim có khả làm việc môi trường nhiệt độ cao 106,50C bền môi trường có tính xâm thực, thời gian làm việc đảm bảo theo tiêu chuẩn Ngành thử nghiệm thuốc phóng, thuốc nổ: 500 giờ, 1200 giờ, 1400 giờ, 2400 7.6.2 Hợp kim dùng cho tiếp điểm cố định Đối với tiếp điểm cố định thông số quan trọng điện trở tiếp xúc, độ ổn định tính điện, bền môi trường xâm thực, đặc biệt khả chịu nén cao điều dẫn tới độ bám dính lớp mạ hợp kim với phải tốt Căn vào kết nghiên cứu đề tài chọn dung dịch chế độ mạ cho lớp hợp kim nhận thỏa mãn yêu cầu trên: Thành phần dung dịch mạ (g/l) Ag tính kim loại : 13 - 15 Cd tính kim loại : 30- 28 ĐHBK TP.HCM 83 10-2004 Luận văn Thạc só CBHD: TS.Nguyễn Thanh Lộc KCN tự : 20 :4 NiSO4.7H2O Na2SO4.10H2O : 40 Chất thêm H-1 :8 Chế độ mạ : :30 ± Nhiệt độ , 0C Anot : Hợp kim 90 : 10 : :1 S a : Sk Dk , A/dm : 0,5 – 1,5 HSDÑ catot : 79-92% Hợp kim nhận từ dung dịch chế độ điện phân có hàm lượng Ag từ 70 – 90% phù hợp với yêu cầu tiếp điểm cố định, điện trở tiếp xúc từ 0,00040 – 0,00075Ω, tương ứng với độ sụt áp từ 80 – 150 mv, nằm phạm vi cho phép công nghệ sửa chữa contactor, chế tạo dẫn, cọc nối ắc quy, đầu nối trục cáp hệ thống điện máy bay Trên sở kết thực nghiệm đề tài thiết lập phương trình tổng quát ảnh hưởng đồng thời hai thông số trình mạ hợp kim mật độ dòng catot (Dk) tỷ lệ nồng độ [Ag+]:[Cd2+] dung dịch tới thành phần hợp kim miền khảo sát: ( phương trình 6): [Ag+] |Ag| lg |Cd| = 1,04 – 0,96 lg Dk + 0,98 lg 2+ [Cd ] [Ag+] + 0,36 lg Dk lg [Cd2+] Dựa vào phương trình dự đoán gần thành phần hợp kim tiến hành mạ dung dịch chế độ điện phân cụ thể đó, ngược lại dùng phương trình để tìm chế độ dung dịch mạ cần thiết nhằm tạo hợp kim catot có thành phần mong muốn Nhiều năm qua Phòng Độ bền Nhiệt đới vật liệu kim loại -Viện Kỹ thuật Nhiệt đới Bảo vệ Môi trường tiến hành đề tài nghiên cứu chế tạo hợp kim phương pháp điện hoá: hợp kim tiếp điểm, hợp kim khuôn mẫu, hợp kim bền hoá, bền nhiệt … Do thời gian luận văn có hạn nên góp phần vào thực đề tài Chắc chắn có vấn đề cần hoàn thiện tiếp thới gian tới, vấn đề nảy sinh ứng dụng thực tế ĐHBK TP.HCM 84 10-2004 MỘT SỐ HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG HP KIM Ag – Cd TRONG CHẾ TẠO VÀ PHỤC HỒI CÁC THỂ LỌAI TIẾP ĐIỆN Tiếp điện trượt ứng dụng thiết bị VIAY Một số thể loại tiếp điện cố định nén trượt Phục hồi tiếp điện thể loại Contactơ Tiếp điện điều áp tải trạm biến áp Luận văn Thạc só CBHD: TS.Nguyễn Thanh Lộc TÀI LIỆU THAM KHẢO 1-Nguyễn Xuân Phú – Vật liệu kỹ thuật điện - NXB KHKT Hà Nội 2000 2-Trần Minh Hoàng - Sổ tay mạ điện -NXB KHKT Hà Nội 2003 - N P Phôchép – Mạ điện hợp kim - NXB Ms 1962, 1999 - V.I Lainer - Lớp phủ bảo vệ - NXB Metal Mascova 1977 - P.M Vinacheslavop – Kết tủa điện hoá hợp kim -NXB Mas Lêningrat 1987 - V.M Phedotova – Tối ưu hóa công nghệ điện hóa - NXB Mas 1972 - V.E Malusep – baïc –NXB Metal Mascova 1986 - Nguyễn Đức Hùng – Kỹ thuật mạ điện -NXB Thanh niên 2000 -Trương Ngọc Liên – Điện hóa lý thuyết - NXB KHKT 2000 10 - Nguyễn Khương - Những quy trình kỹ thuật mạ kim loại hợp kim -NXB KHKT 1998 11 - Nguyễn Thanh Lộc -Trần Đình Hiến- Nc mạ hợp kim Fe – Ni – ĐHBK-1991 12 - Nguyễn Đình Phổ - Huỳnh Phước -Nghóa Mạ hợp kim Fe- Ni trang trí ĐHBK 1990 13 - Trần Đình Hiến – Bùi Trọng Tài – Nc chế tạo lưỡng kim Cu – Al sử dụng nghành công nghiệp điện Bc Tổng kết đề tài Sở KH-CN Tp HCM 2000 14 - Bùi trọng Tài -Trần đình Hiến - Nc chế tạo hợp kim Ni – Co ứng dụng cho khuôn mẫu Bc Tổng kết đề tài Sở KH- CN Tp HCM 2003 15- X I Acnadarova – Tối ưu hóa thực nghiệm hóa học kỹ thuật hóa học Người dịch Nguyễn Cảnh – Nguyễn Đình Xoa ĐHBK Tp HCM 1985 16 - B.N Azmaxop – Vật liệu học – NXB Mas Mascova 1986 17- US 4628165 Electrical contacts and methods of making contacts electrodeposition 18 - US 5967860 Electroplated Ag - Ni – C electrical contacts 19 - US 0437û7449 Electrolytic silver plating 20- Nghiêm Hùng – kim loại học nhiệt luyện -NXB ĐH&THCN 1979 21- Trần Minh Hoàng – Mạ hợp kim Cu-Ni từ dung dịch êtylen diamin – HN 1978 ĐHBK TP.HCM 85 10-2004 Luận văn Thạc só CBHD: TS.Nguyễn Thanh Lộc 22- Lê Công Dưỡng – Vật liệu học – NXBKHKT- HN 1997 23 – Nguyễn Văn Tuế – Sổ tay kỹ thuật mạ Hà Nội 1987 24- ISO 486 - 1982 Surface roughness – Main parameters and values 25 – TCVN 4392 – 1986 Maï kim loaïi Các phương pháp kiểm tra 26 - TCVN 5120 – 90 Nhám bề mặt – Thuật ngữ định nghóa đo thông số 27- TCVN 257-85 Kim loại – Xác định độ cứng ĐHBK TP.HCM 86 10-2004 Luận văn Thạc só CBHD: TS.Nguyễn Thanh Lộc PHỤ LỤC 1- Các kết phân tích hợp kim Trung tâm phân tích thí nghiệm - Liên đoàn Bản đồ địa chất Miền nam, Viện Khoa Học Vật Liệu Viện Kỹ thuật Nhiệt đới Bảo vệ Môi trường 2- Một số kết qủa thử nghiệm thực tế - Số liệu phương trình 6.2 hình vẽ 6.16 – 6.22 ĐHBK TP.HCM 87 10-2004 Ag Ag+ Số liệu hình vẽ 6.20: Sự phụ thuộc lg vào lg điện kết tủa 2+ Cd Cd  hợp kim Ag- Cd Dk 1.0,5 A/dm2 2.1,0 A/dm2 1,5 A/dm2 2,0 A/dm2 2,5 A/dm2 3,0 A/dm2 Ag lg Cd + Ag  lg Cd2+ -1 0.4794 0.074 -0.1548 -0.3213 -0.452 -0.5468 -0.7212 0.6825 0.3075 0.0897 -0.0486 -0.2061 -0.2707 -0.5228 0.8862 0.5657 0.2876 0.1124 0.0619 -0.0504 -0.3665 0.9689 0.6638 0.5006 0.3495 0.2688 0.1793 -0.2757 1.1578 0.7567 0.6099 0.485 0.3909 0.2841 Số liệu hình vẽ 6.21: Sự phụ thuộc tham số A vào B phương trình 6.5 vào lgDk Dk A/ dm2 0.5 1.0 lgDk A -0.3010 1.32896 1.04 B 0.87164 0.98 1.5 0.1761 0.870944 1.04339 2.0 0.3010 2.5 0.3979 0.658016 1.12324 3.0 0.4771 0.581984 1.15175 0.75104 1.08836 Số liệu hình vẽ 6.16: Thành phần hợp kim phụ thuộc vào mật độ dòng điện catot thành phần dung dịch, t= 30 ± 20C Dk A/ dm2 %Ag hợp kim dd1 dd2 dd3 dd4 dd5 0.5 75.10 82.80 88.50 90.30 93.50 1.0 54.25 67.00 78.63 82.18 85.10 1.5 41.18 55.15 65.98 76.00 80.29 2.0 32.30 47.2 56.44 69.10 75.34 2.5 26.10 38.35 53.56 65.00 71.10 3.0 22.11 34.90 47.10 60.18 65.80 Số liệu hình vẽ 6.19: Thành phần hợp kim phụ thuộc vào thành phần ion kim loai phóng điện dung dịch t= 30 ± 20C Ag+ Ag Cd2+ Cd 0.1 3.0160 1.1857 0.7001 0.4771 0.3531 0.2838 0.19 4.8139 2.0303 1.2296 0.8939 0.6220 0.5360 0.30 7.6956 3.0794 1.9394 1.2956 1.1533 0.8903 0.43 9.3092 4.6116 3.1666 2.2362 1.8571 1.5113 0.53 14.3846 5.7114 4.0735 3.0551 2.4602 1.9239 Số liệu hình vẽ 6.22: phụ thuộc lg Dk A/ dm lgDk y1 y2 0.5 -0.3010 0.45732 0.69722 1.0 0.06 0.33 1.5 0.1761 2.0 Ag vaøo lgDk Cd y3 y4 y5 0.86615 1.00809 1.08906 0.52 0.68 0.77 -0.172452 0.115158 0.317485 0.488051 0.583334 0.301 -0.33732 0.17385 0.35191 0.45094 2.5 0.3979 -0.465228 -0.155438 0.062415 0.246289 0.348226 3.0 0.4771 -0.569772 -0.252062 -0.028665 0.159961 0.264274 -0.03722 Số liệu tính theo phương trình (6.6): ∧ y = lg Ag Cd = 1,04 − 0,96 lg DK + 0,98 lg Vaø: S= STN (N) d.d 1 N  yi − y i  ∑  y i =1  i N Dk lgDk 0,5 0,301 0,176 0,301 0,397 0,477 0,301 0,176 0,301 0,397 0,477 0,301 0,176 0,301 0,397 0,477 0,301 0,176 0,301 0,397 0,477 d.d 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0,5 10 11 12 13 d.d 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 O,5 14 15 16 17 18 19 d.d 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0,5 20 21 22 23 24 d.d 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0     Ag + + 0,36 lg DK lg Cd 2+ Ag + Cd 2+ = 0,0274 = 2,74% Ag+ lg  Cd2+ yi yi yi –yi  yi − y i     y  10 i   75,10 74,13 0,97 0,16 -1 54,25 41,18 32,30 26,10 22,11 82,80 53,44 40,20 31,50 25,52 21,22 83,37 0,81 0,98 0,80 0,58 0,09 -0,57 0,22 0,56 0,61 0,49 1,62 0,04 -0,72 67,00 55,15 47,20 38,35 34,90 88,50 68,29 56,77 48,05 41,33 36,06 88,19 -1,29 -1,62 -0,85 -2,98 -1,16 0,31 0,37 0,86 0,32 6,03 1,10 0,01 -0,52 78,63 65,98 56,44 53,56 47,10 90,30 77,11 67,90 60,32 54,06 48,84 91,08 1,52 -1,92 -3,38 -0,50 -1,74 -0,78 0,37 0,85 4,72 0,08 1,36 0,07 -0,36 82,18 76,00 69,10 65,00 60,18 82,74 75,48 69,23 63,81 59,10 -0,56 0,52 -0,13 1,19 1,08 0,04 0,04 0,00 0,33 0,32 25 26 27 28 29 30 0,5 d.d 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0,301 0,176 0,301 0,397 0,477 -0,27 93,50 92,46 1,04 0,12 85,10 80,29 75,34 71,10 65,80 85,47 79,29 73,85 69,04 64,76 -0,37 1,00 1,49 2,06 1,04 ∑ = 0,02 0,15 0,39 0,84 0,25 22,58.10-3 Số liệu phương trình (6.2) (6.2.1) [Ag+]  [Cd2+] Ag [Ag+]:[Cd2+]  Dk Cd Ag:Cd Dung dòch 0,5 3,016 0,033 1,0 1,185 0,084 1,5 0,10 0,700 0,143 2,0 0,477 0,209 2,5 0,353 0,283 3,0 0,284 0,352 Dung dòch 0,5 4,813 0,039 1,0 2,030 0,093 1,5 0,19 1,299 0,146 2,0 0,894 0,212 2,5 0,622 0,305 3,0 0,536 0,354 Dung dòch 0,5 6,517 0,046 1,0 3,678 0,081 1,5 0,30 1,939 0,154 2,0 1,295 0,232 2,5 1,153 0,260 3,0 0,890 0,336 [Ag+]  [Cd2+] Ag [Ag+]:[Cd2+]  Cd Ag:Cd Dung dòch 9,308 0,046 4,611 0,093 0,43 3,166 0,135 2,236 0,192 1,856 0,231 1,511 0,284 Dung dòch 14,38 0,036 5,710 0,092 0,53 4,072 0,130 3,054 0,173 2,459 0,215 1,923 0,275 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : Trần Đình Hiến Giới tính : nam Ngày tháng năm sinh : 29/12/1961 Nơi sinh : Hà Nam Địa liên lạc : F/38 K300 Cộng Hòa, Phường 12, Quận Tân Bình, TP Hồ Chí Minh, điện thoại 8495591 QÚA TRÌNH ĐÀO TẠO Từ năm 1979-1983 : Học trung cấp hóa Từ năm 1986-1991 : Học đại học trường Đại học Bách khoa Tp HCM hệ chức Từ năm 2002 đến : Học Cao học trường Đại học Bách khoa Tp HCM QÚA TRÌNH CÔNG TÁC Năm 1983 công tác Viện kỹ thuật Quân Hiện Nghiên cứu viên Viện Kỹ Thuật Nhiệt đới Bảo vệ Môi trường, 57A Trương Quốc Dung, Quận Phú Nhuận Tp HCM KẾT QUẢ HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC - Đồng tác giả báo Hội nghị Hóa học toàn quốc lần 2, Hà nội12/1993 - Đồng tác giả báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ Trường Đại học Bách khoa Tp HCM lần năm 1995 lần năm 2002 - Chủ nhiệm đề tài Xây dựng Tiêu chuẩn ngành cấp Bộ Quốc phòng - Chủ nhiệm đồng chủ nhiệm đề tài nghiên cứu cấp thành phố Tham gia đề tài nghiên cứu cấp Bộ, đề tài nghiên cứu cấp TP - Chủ nhiệm Công trình đạt Giải Sáng tạo Khoa học TP HCM 2001 Giải Giải thưởng Sáng tạo Khoa học Công nghệ Việt nam 2003 Và Công trình đạt Giải thưởng Sáng tạo kỹ thuật TP HCM năm 1997, 2000, 2001 Được tặng thưởng nhiều Bằng khen, Bằng lao động sáng tạo cấp Bộ Thành phố cho Công trình đạt giải ... nghiên cứu vật liệu tổ hợp hợp kim làm tiếp điểm theo hướng sau: đúc nóng, thiêu kết kim loại bột, thẩm thấu kim loại dễ nóng chảy vào kim loại khó nóng chảy, công nghệ mạ hợp kim điện giải Mạ. .. nghệ mạ hợp kim nước ta đến có phát triển bước đầu Một số công trình mạ hợp kim công bố Hướng nghiên cứu chế tạo hợp kim phương pháp điện hóa Viện Kỹ thuâät Nhiệt Đới Bảo vệ Môi trường nghiên cứu. .. tạo thành hợp kim, việc cần phải nghiên cứu động học phản ứng điện cực phải nghiên cứu thêm tính chất lý lớp kết tủa điện Do tính chất phức tạp mà việc mạ hợp kim nước ta chưa nghiên cứu áp dụng