vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2018-54-1-24-31vestich-300Research ArticleНЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯINORGANIC CHEMISTRYОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ МЕДНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ВВЕДЕНИИ В ЭЛЕКТРОЛИТ МЕДНЕНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ АЛМАЗОВ И АЛМАЗНОЙ ШИХТЫSTRUCTURAL SURFACE TRANSFORMATIONS OF COPPER COATING WITH INCLUSIONS OF UDD AND DS ADDITIVES IN CITRATE COPPER COATING ELECTROLYTEЯскельчикВ. В.YaskelchykV. V.

аспирант

ул. Свердлова, 13а, 220030, Минск

Postgraduate student

13а, Sverdlov Str., 220030, Minsk

yaskelchyk@gmail.comЖарскийИ. М.ZharskiI. M.

канд. хим. наук, профессор

ул. Свердлова, 13а, 220030, Минск

Ph. D. (Chemistry), Professor

13а, Sverdlov Str., 220030, Minsk

ivanzharsky@belstu.byМихедоваЕ. В.MikhedovaE. V.

ассистент

ул. Свердлова, 13а, 220030, Минск

Assistant

13а, Sverdlov Str., 220030, Minsk

mihedka@mail.ruЧерникА. А.ChernikA. A.

канд. хим. наук, доцент, зав. кафедрой

ул. Свердлова, 13а, 220030, Минск

Ph. D. (Chemistry), Associate Professor, Head of the Department

13а, Sverdlov Str., 220030, Minsk

alexachernik@belstu.byБелорусский государственный технологический университетBelarusian State Technological University2018050320185412431Copyright © Яскельчик В.В., Жарский И.М., Михедова Е.В., Черник А.А., 20182018Яскельчик В.В., Жарский И.М., Михедова Е.В., Черник А.А.Yaskelchyk V.V., Zharski I.M., Mikhedova E.V., Chernik A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/300

Исследованы свойства композиционных медных покрытий с включениями ультрадисперсных алмазов (УДА) и алмазной шихты (АШ) в цитратном электролите меднения. Концентрации алмазосодержащих добавок варьировали в диапазоне 0,2–2 г/л. По изображениям, полученным с помощью растрового электронного микроскопа, определили размеры микрокристаллов меди, частиц УДА и АШ. С помощью рентгенофлуоресцентного анализа установили взаимосвязь между концентрацией алмазосодержащих добавок в электролите и их содержанием в полученных покрытиях. Минимальная микропористость и максимальная микротвердость соответствует концентрации 1,0 г/л как для суспензии с УДА, так и для суспензии с АШ в цитратных электролитах меднения. Покрытия медь-УДА обладают повышенными защитными свойствами (пористость 2 пор/см2 ) и однородностью распределения алмазосодержащих частиц по поверхности в сравнении с монопокрытием и медь-АШ. Для получения композиционных электрохимических покрытий предпочтительнее использовать УДА в цитратном электролите меднения с концентрацией алмазосодержащей добавки 1,0 г/л. 

The properties of composite copper coatings with inclusions of ultradispersed diamonds (UDD) and diamond soot (DS) in copper citrate electrolyte have been investigated. The concentrations of diamond-containing additives have been varied in the range of 0.2–2 g/l. Sizes of copper microcrystals, UDD and DS particles were determined from the scanning electron microscopy images. By means of the X-ray fluorescent analysis, the interrelation between concentration of diamondbearing additives in electrolyte and their content in the obtained coatings has been established. The minimal microporosity and the maximal microhardness correspond to concentration of 1.0 g/l for both UDD and DS suspensions in citrate copper coating electrolytes. Copper-UDD coating has increased protective properties (porosity 2 time/cm2 ) and uniformity of distribution of diamond-bearing particles on a surface in comparison with a monocoating and copper-DS coating. Using UDD in citrate copper coating electrolyte with a concentration of diamond-bearing additive of 1.0 g/l is more preferable for production of composite electrochemical coatings. 

цитратный электролит медненияультрадисперсные алмазыалмазная шихтакомпозиционное электрохимическое покрытиеcitrate electrolyte copper coatingultradispersed diamondsdiamond sootcomposite electrochemical coatingReferencesВодопьянова, С. В. Композиционные электрохимические покрытия с матрицей из кадмия / С. В. Водопьянова, Р. С. Сайфуллин // Вестник казанского технологического университета. – 2016. – Т. 19, № 9. – С. 69–73.Vodop’janova S. V., Sajfullin R. S. Composite electrochemical coatings with a matrix of cadmium. Vestnik kazanskogo tehnologicheskogo universiteta = Herald of Kazan Technological University, 2016, vol. 9, no. 19, pp. 69–73 (in Russian).Петрова, Е. В. Получение и физические свойства композиционных материалов на основе наноразмерных оксида цинка и металлов триады железа / Е. В. Петрова. Л. Ф. Дресвянииков. И. И. Хисматова, Р. Р. Мустафина // Вестник казанского технологического университета. – 2012. – Т. 15, № 14. – С. 64–66.Petrova E. V., Dresvjaniikov L. F., Hismatova I. I., Mustafina R. R. Preparation and physical properties of composite materials based on nanoscale zinc oxide and iron triad metals. Vestnik kazanskogo tehnologicheskogo universiteta = Herald of Kazan Technological University, 2012, vol. 14, no. 15, pp. 64–66 (in Russian).Hosseini, M. G. Electropolymerization of Polypyrrole and Polypyrrole–ZnO Nanocomposites on Mild Steel and Its Corrosion Protection Performance / M. G. Hosseini, R. Bagheri, R. Najjar // Journal of Applied Polymer Science. – 2011. – Vol. 121, pp. 3159–3166.Hosseini M. G., Bagheri R., Najjar R. Electropolymerization of Polypyrrole and Polypyrrole–ZnO Nanocomposites on Mild Steel and Its Corrosion Protection Performance. Journal of Applied Polymer Science, 2011, vol. 121, no. 6, pp. 3159–3166. Doi: 10.1002/app.33952.Андриевский, Р. А. Наноматериалы: концепция и современные проблемы / Р. А. Андриевский // Российский химический журнал. – 2002. – Т. 46, № 5. – С. 50–56.Andrievskii R. A. Nanomaterials: the concept and the modern problems. Rossiiskii khimicheskii zhurnal = Russian Journal of General Chemistry, 2002, vol. 46, no. 5, pp. 50–56 (in Russian). 5. Tihonov A. A. The method for deposition of composite coatings of nickel–vanadium–phosphorus–boron nitride. Patent Russian Federation no. 2437967. (in Russian).Способ осаждения композиционных покрытий никель–ванадий–фосфор–нитрид бора : патент 2437967 Российской Федерации / А. А. Тихонов; Дата публ.: 01.07.2010.Nochdrii I. V., Rudneva V. V., Galevskij G. V. Electrodeposition and properties of galvanic composite coatings of chromium zinc–boride CrB2. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo industrial’nogo universiteta = Bulletin of the Siberian State Industrial University, no. 3 (5), pp. 43 – 46 (in Russian).Ночдрии, И. В. Электроосаждение и свойства гальванических композиционных покрытий цинк – борид хрома СrB2 / И. В. Ночдрии, В. В. Руднева, Г. В. Галевский // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. – № 3 (5). – С. 43–46.Ivanov V. V., Balakay V. I., Shherbakov I. N, Arzumanova A. V, Starun A. V., Murzenko K. V. Preparation and properties of a composite coating based on nickel. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya = Advances in current natural sciences, 2015, no. 1 (8), pp. 1335–1338 (in Russian).Получение и свойства композиционного покрытия на основе никеля / В. В. Иванов [и др.] // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 1 (8). – С. 1335–1338.Galevsky G. V., Rudneva V. V., Garbuzova A. K. Electrodeposition, structure and properties of the composite coating «nickel–titanium carbide». Nauchno-tehnicheskie vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politehnicheskogo universiteta = St. Petersburg State Polytechnical University Journal, 2015, vol. 214, no. 1, pp.154–164. Doi: 10.8562/JEST.214.18Галевский, Г. В. Электроосаждение, структура и свойства композиционного покрытия «никель – карбид титана» / Г. В. Галевский, В. В. Руднева, А. К. Гарбузова // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. – 2015 – Т. 214, № 1. – C. 154–164.Schrand A. M., Hens S. A. C., Shenderov O. A. Nanodiamond Particles: Properties and Perspectives for Bioapplications. Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 2009, vol. 34, no. 1, pp. 18–74. Doi: 10.1080/10408430902831987Schrand, A. M. Nanodiamond Particles: Properties and Perspectives for Bioapplications / A. M. Schrand, S. A. C. Hens, O. A. Shenderov // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. – 2009. – Vol. 34, N. 1. – P. 18–74.Vadym N. M., Shenderova O., Ho D., Gogotsi Yu. The properties and applications of nanodiamonds. Nature nanotechnology, 2012, vol. 7, no. 1, pp. 11–23. Doi: 10.1038/nnano.2011.209Vadym, N. M. The properties and applications of nanodiamonds / N. M. Vadym, O. Shenderova, D. Ho and Yu. Gogotsi // Nature nanotechnology. – 2012. – Vol. 7, N. 1. – P. 11–23.Sharkov M. D., Boiko M. E., Ivashevskaya S. N., Konnikov S. G. Characterization of the structure of ultradisperse diamond by means of X-ray diffractometry and small-angle x-ray scattering. Physics of the Solid State, 2014, vol. 56, no. 11, pp. 2343–2347. Doi: 0.1134/s1063783414110250Характеризация структуры ультрадисперсного алмаза с помощью методов рентгеновской дифрактометрии и малоуглового рассеяния рентгеновских лучей / М. Д. Шарков [и др.] // Физика твердого тела. – 2014. – Т. 56, № 11. – С. 2265–2268.Belenkov E. A., Ivanovskaya V. V., Ivanovskii A. L. Nanodiamonds and congenerous carbon nanomaterials. Computer materials science. Ekaterinburg, Ural office of the Russian Academy of Sciences, 2008. 169 p. (in Russian).Беленков, Е. А. Наноалмазы и родственные углеродные наноматериалы. Компьютерное материаловедение / Е. А. Беленков, В. В. Ивановская, А. Л. Ивановский. – Екатеринбург: УрО РАН, 2008. – 169 c.Tseluikin V. N. Composite electrochemical coatings: production, structure, properties. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2009, vol. 45, no. 3, pp. 312–326. Doi: 10.1134/s2070205109030083Целуйкин, В. Н. Композиционные электрохимические покрытия: получение, структура, свойства / В. Н. Целуйкин // Физикохимия поверхности и защита материалов. – 2009 – Т. 45, № 3. – C. 287–301.Vityaz’ P. A.. Nanodiamonds of detonation synthesis: preparation and application. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2013. 381 p. (in Russian).Наноалмазы детонационного синтеза: получение и применение / П. А. Витязь [и др.] ; под общ. ред. П. А. Витязя. – Минск : Беларус. навука, 2013. – 381 с.Burkat G. K., Dolmatov V. Yu. Ultradispersible diamonds in galvanotechnics. Physics of the Solid State, 2004, vol. 46, no. 4, pp. 685–692. Doi: 10.1134/1.1711455Буркат, Г. К. Ультрадисперсные алмазы в гальванотехнике / Г. К. Буркат, В. Ю. Долматов // Физика твердого тела. – 2004. – Т 46, № 4. – C. 685–692.Dolmatov V. Yu. Detonation nanodiamonds. Preparation, properties, application. St. Petersburg, Professional Publ., 2011. 536 p. (in Russian).Долматов, В. Ю. Детонационные наноалмазы. Получение, свойства, применение / В. Ю. Долматов. – СПб: НПО «Профессионал», 2011. – 536 с.Yaskel’chik V. V., Zharskii I. M., Burkat G. K., Chernik A. A., Mikhedova E. V. Production and properties of copper coatings from citrate electrolyte in the presence of ultradispersed diamonds. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo institute = Bulletin of the Saint Petersburg State Institute of Technology (Technical University), 2015, no. 28(54), pp. 25–28 (in Russian).Получение и свойства медных покрытий из цитратного электролита в присутствии ультрадисперсных алмазов / В. В. Яскельчик [и др.] // Изв. С-Пб. гос. технол. ин-та. – 2015. – № 28(54). – С. 25–28.Osintsev O. E., Fedorov V. N. Copper and copper alloys. Domestic and foreign brands: reference book. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2004. 336 p. (in Russian).Осинцев, О. Е. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки: справочник / О. Е. Осинцев, В. Н. Федоров. – М.: Машиностроение, 2004. – 336 с., ил.Shapnik M. S. Complexes in galvanotechnics. Sorosovckii obrazovatel’nyi zhurnal = Soros educational journal, 1996, no. 9, pp. 64–71 (in Russian).Шапник, М. С. Комплексы в гальванотехнике / М. С. Шапник // Соросовcкий образоват. журн. – 1996. – № 9. – С. 64–71.Шапник, М. С. Комплексы в гальванотехнике / М. С. Шапник // Соросовcкий образоват. журн. – 1996. – № 9. – С. 64–71.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.