А. Дядык, Л. Егорова, Э. Хоботова

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ ЛАТУНИ Л-62 ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОМ ТРАВЛЕНИИ В ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРАХ

Модификация поверхности латунного электрода исследована после электрохимического травления в растворах NaCl, FeCl₃ и HCl, которые используются на практике при размерном травлении латуней. Выбор концентраций растворов обусловлен наименьшим значением плотности тока по анодной ветви поляризационных кривых. Определены показатели шероховатости, характеристики поверхности образцов, а также 2D-, 3D-карты поверхности.

Исследованы особенности топографии и показатели шероховатости поверхности электрода, изготовленного из сплава Л-62 и подвергшегося анодной поляризации при потенциале Е_п=+0,9 В на протяжении 120 мин в 0,5 М растворе хлорида натрия. На рис. 1 показана точка пересечения поверхности, соответствующий профиль представлен на рис. 2.

Рис. 1 – Топография поверхности образца латуни и поле пересечения поверхности после электрохимического травления в растворе 0,5 моль/л NaCl

Рис. 2 – Профиль пересечения поверхности между маркерами на рис. 1

Анализируя топографию образца латунного электрода, после травления в растворе NaCl, можно отметить достаточную равномерность основной поверхности. Глубина протравливания колеблется в пределах 1,86-2,1 нм. Угол наклона элементарных участков равен 66 °; 80 % поверхности образца имеет высоту 1900-2300 нм (наименьшее значение 1400 нм). На поверхности формируются эллиптичные структуры кристаллитов размером 100-200 нм, из которых образованы более крупные структуры произвольной формы, повторяющие микрорельеф подложки.

При анодной поляризации сплава Л-62 при потенциале Е_п=+1,2 В в растворе 0,1 М FeCl₃ глубина протравливания латунного электрода равна 1,7-1,8 нм, то есть меньше, чем при обработке в растворе NaCl. Угол наклона элементарных участков равен 75 °. Большая часть поверхности образца имеет высоту 1200-1600 нм, интервал более узкий, чем при травлении в растворе NaCl. Данные показатели позволяют судить о более равномерной топографии поверхности данного образца. Характерны кристаллиты, имеющие форму эллипса с размерами 80-180 нм. Кристаллиты образуют плотную пленку на поверхности электрода, повторяющую микрорельеф подложки. Наблюдаются глубокие проколы, что связано с условиями формирования пленки.

Представляет интерес топография поверхности латунного образца после травления в 0,5 М HCl (рис. 3). Глубина протравливания латунного электрода в растворе HCl колеблется в пределах 2,5-2,6 нм, то есть максимальна по сравнению с глубиной протравливания в растворах NaCl и FeCl₃. Угол наклона элементарных участков самый малый по сравнению с обработкой поверхности в других хлоридных электролитах равный 20 °. Большая часть поверхности образца имеет высоту 400-800 нм. Из рис. 3 видна разветвленная основная поверхность, состоящая из плотно расположенных кристалликов размером 100-200 нм. Отличительной чертой поверхности латуни является присутствие крупных зерен в виде пиков, характеризующихся более тонкой субструктурой. Подобные агломераты расположены на поверхности образца в произвольном порядке. Их присутствие является результатом обесцинкования сплава Л-62 в кислой среде.

а б

Рис. 3 – Карты поверхности образца сплава Л-62 после электрохимического травления в растворе 0,5 М HCl поле сканирования 5,1×3,6 мкм: а – 2D-; б – 3D-карта