Ученые Пензенского государственного университета (ПГУ) предложили применять безопасный электролит на основе уксусной и лимонной кислот для разработки функциональных покрытий. Это позволит предприятиям перейти на «зеленое» производство компонентов для судостроения и авиации. 
«Разработанная отечественная технология гальванического нанесения сплава медь-никель с содержанием никеля 30% даст возможность избежать использования токсичной борной кислоты. Инициатива пензенских ученых поможет компаниям своевременно адаптироваться к “зеленым” стандартам производства электронных компонентов и деталей для судостроения и авиации. Российские предприятия, занимающиеся производством электронных компонентов, уже проявили интерес к этой разработке», — говорится в сообщении.
О необходимости нового метода
Как пояснили в вузе, традиционные электролиты для никелирования содержат борную кислоту, которая способствует поддержанию стабильного уровня рН в процессе электролиза и влияет на однородность осаждения металла. Однако борная кислота классифицируется как репродуктивный яд и имеет высокий индекс экологической опасности. В будущем ее применение в промышленных электролитах может быть запрещено или существенно ограничено.
«В условиях санкционных ограничений российские компании вынуждены использовать аналоги из других стран с неизвестным составом. Это ограничивает возможности технологов по самостоятельной корректировке процессов, увеличивает риски нестабильного качества покрытий и повышает эксплуатационные затраты», — отметила разработчик нового предложения Софья Синенкова.
Исследование осуществлялось под руководством декана факультета промышленных технологий, электроэнергетики и транспорта ПГУ, профессора Сергея Киреева. Ученые предложили полностью исключить использование технической борной кислоты, заменив ее на ионы ацетата (производные уксусной кислоты) и цитрата (производные лимонной кислоты).
В лабораторных условиях исследователи получили более 30 образцов покрытий, осажденных в различных режимах. Им удалось определить наиболее подходящие параметры: температуру, концентрацию компонентов, уровень рН, параметры тока, при которых содержание никеля в сплаве стабильно достигает 30% и более. Для приготовления жидкого электролита в раствор добавляли соли меди и никеля, после чего вводили уксусную и лимонную кислоты. Стальную металлическую пластинку предварительно очищали и подвергали травлению для обеспечения чистой и активной поверхности. Затем образец помещали в гальваническую ванну между графитовыми анодами. Вся система подключалась к потенциостату, управляемому через компьютерную программу.
В ПГУ отметили, что разработанная технология открывает новые возможности для применения в авиационной отрасли, судостроении и морской технике, электронике. По словам Киреева, покрытия на основе сплава медь-никель востребованы для защиты металлических изделий, корпусов и узлов, а также для создания электронной базы и покрытий под пайку. Они обеспечивают защиту от коррозии, сохраняют паяемость и эксплуатационные характеристики на протяжении длительного времени.
«Благодаря содержанию никеля такие покрытия препятствуют обрастанию корпусов и деталей моллюсками. Это особенно важно, так как многие другие коррозионностойкие составы со временем теряют защитные свойства из-за биологического обрастания», — добавил профессор.
Фото: hi-tech.mail.ru