T¹p chÝ Hãa häc, T. 44 (2), Tr. 156 - 159, 2006<br />
<br />
<br />
¶nh h ëng cña phô gia tíi qu¸ tr×nh ®iÖn kÕt tña<br />
hîp kim tõ tÝnh FeCoNi<br />
§Õn Tßa so¹n 13-01-2005<br />
Mai Thanh Tïng1, Bïi Kh¸nh Nhung2<br />
1<br />
Khoa C«ng nghÖ hãa häc, Tr%êng §HBK H( Néi<br />
2<br />
ViÖn §(o t¹o Quèc tÕ Khoa häc VËt liÖu (ITIMS), Tr%êng §HBK H( Néi<br />
<br />
<br />
Summary<br />
Influences of additives saccarin, thioure and natrilaurylsulphate on the electrodeposition<br />
process of the alloy FeCoNi were investigated using polarization curves and energy disperse<br />
spectroscopy (EDS). Results show that saccarin increases the anomalous ratio of the couples<br />
Fe/Ni (TFe/Ni) and Co/Ni (TCo/Ni) while thioure influences on TFe/Ni, TCo/Ni slightly and<br />
natrilaurylsulphate decreases TFe/Ni, TCo/Ni remarkably. The results can be explained by the<br />
different adsorption processes of the additives.<br />
<br />
<br />
I - Më ®Çu ®#îc quan t©m nhÊt trong ®iÖn kÕt tña hîp kim<br />
tõ tÝnh [1, 3, 6, 7] .<br />
§iÖn kÕt tña m ng máng hîp kim tõ tÝnh ba<br />
nguyªn FeCoNi ®#îc ®Æc biÖt quan t©m nghiªn II - ThÝ nghiÖm<br />
cøu do øng dông réng r-i cña chóng trong chÕ<br />
t¹o c¸c c¶m biÕn tõ (magnetic sensors) v c¸c M ng hîp kim FeCoNi ®#îc b»ng c¸ch kÕt<br />
øng dông trong c«ng nghiÖp ®iÖn tö [1 - 7]. §©y tña ®iÖn trong b×nh cã dung tÝch 150 ml. Catèt<br />
l lo¹i vËt liÖu cã tÝnh tõ mÒm. Yªu cÇu c¬ b¶n sö dông l ®ång thau ®#îc che phñ sao cho bÒ<br />
®èi víi vËt liÖu tõ mÒm cho c¸c øng dông n y l mÆt l m viÖc cã diÖn tÝch 1 cm2. BÒ mÆt catèt<br />
gi¸ trÞ c¶m øng tõ b-o ho Bs v ®iÖn trë xuÊt ®#îc tÈy dÇu mì, röa b»ng n#íc cÊt, tÈy nhÑ<br />
®Òu ph¶i cao. VËt liÖu hîp kim hai nguyªn b»ng axit H2SO4 lo-ng 5% tr#íc khi ®iÖn kÕt<br />
Ni80Fe20 (permalloy) v Ni45Fe55 chÕ t¹o b»ng tña. Qu¸ tr×nh ®iÖn kÕt tña ®#îc tiÕn h nh b»ng<br />
ph#¬ng ph¸p ®iÖn kÕt tña ®- ®#îc ¸p dông chÕ ph#¬ng ph¸p dßng tÜnh (Galvanostatic) t¹i mËt<br />
t¹o c¸c ®Çu ghi m¸y tÝnh. Tuy nhiªn, c¸c gi¸ trÞ ®é dßng D c= 4 A/dm2 víi anèt tr¬ Pt. Dung<br />
Bs v cña m ng hîp kim hai nguyªn FeNi vÉn dÞch ®iÖn kÕt tña Fe, Co, Ni v hîp kim cã th nh<br />
ch#a tèi #u ®èi víi vËt liÖu øng dông ®iÖn tö. phÇn nh# ë b¶ng 1. TÊt c¶ c¸c hãa chÊt ®Òu cã<br />
GÇn ®©y, m ng kÕt tña ®iÖn ho¸ CoNiFe cã Bs ®é tinh khiÕt P.A, s¶n xuÊt t¹i Trung Quèc.<br />
cao v m ng CoNi cã lùc kh¸ng tõ cao ®- ®#îc Dung dÞch ®#îc khuÊy v nhiÖt ®é gi÷ kh«ng<br />
giíi thiÖu trªn mét lo¹t c¸c c«ng tr×nh nghiªn ®æi t = 50oC. pH ®iÒu chØnh b»ng H2SO4 v<br />
cøu [1 - 8]. Mét trong nh÷ng vÊn ®Ò ®#îc quan NaOH nh»m gi÷ ë gi¸ trÞ æn ®Þnh b»ng 2,8. C¸c<br />
t©m nghiªn cøu ®èi víi qu¸ tr×nh ®iÖn kÕt tña l phô gia nghiªn cøu bao gåm saccarin 2 g/l,<br />
¶nh h#ëng cña c¸c phô gia [1, 3, 6, 7]. Do cã thioure 0,02 g/l v natrilaurylsulfat 0,01 g/l.<br />
®Æc tÝnh l m mÞn tinh thÓ v cã kh¶ n¨ng l m Ph©n tÝch phæ t¸n x¹ n¨ng l#îng (Energy<br />
gi¶m lùc kh¸ng tõ Hc, c¸c phô gia saccarin, Disperse Spectroscopy - EDS) x¸c ®Þnh th nh<br />
thioure v natrilaurylsulfat l nh÷ng phô gia phÇn m ng hîp kim ®#îc thùc hiÖn trªn b»ng<br />
156<br />
m¸y JMS 5410 - Jeol t¹i Trung t©m KHVL, §HQG H Néi.<br />
<br />
B¶ng 1: Th nh phÇn dung dÞch (M) ®iÖn kÕt tña c¸c kim lo¹i Fe, Co, Ni v hîp kim FeCoNi<br />
Dung dÞch<br />
Fe2+, M Co2+, M Ni2+, M Fe2+Co2+Ni2+, M<br />
Hãa chÊt<br />
H3BO3 0,40 0,40 0,40 0,40<br />
NH4Cl 0,30 0,30 0,30 0,30<br />
CoSO4 - 0,05 - 0,05<br />
NiSO4 - - 0,20 0,20<br />
FeSO4 0,01 - - 0,01<br />
<br />
III - KÕt qu¶ v th¶o luËn phô gia kh¸c nhau ®#îc x¸c ®Þnh b»ng ph#¬ng<br />
ph¸p phæ t¸n x¹ n¨ng l#îng (EDS). KÕt qu¶ thu<br />
H×nh 1 l ®#êng cong ph©n cùc ®iÖn kÕt tña ®#îc ®#îc biÓu diÔn trªn h×nh 2 v ®é dÞ th#êng<br />
cña c¸c ion trong c¸c dung dÞch chØ chøa Fe2+, t#¬ng øng tÝnh to¸n ®#îc biÓu thÞ trªn b¶ng 2.<br />
Co2+, Ni2+ v chøa c¶ 3 ion kim lo¹i trong c¸c C¸c kÕt qu¶ thu ®#îc cho thÊy trong dung dÞch<br />
dung dÞch kh«ng cã phô gia (h×nh 1a), cã phô cã saccarin, ®é dÞ th#êng cña qu¸ tr×nh ®ång kÕt<br />
gia saccarin (h×nh 1b), cã phô gia thioure (h×nh tña Fe/Ni v Co/Ni t¨ng lªn ®¸ng kÓ. Thioure<br />
1c) v cã natri laurylsunfat (h×nh 1d). Trong c¶ kh«ng l m thay ®æi møc ®é dÞ th#êng cña<br />
bèn tr#êng hîp trªn, mËt ®é dßng phãng ®iÖn Fe/Ni, Co/Ni v Fe/Co l bao nhiªu. Riªng<br />
cña hîp kim FeCoNi nhá h¬n so víi qu¸ tr×nh natrilaurylsulfat l¹i l m gi¶m ®é dÞ th#êng cña<br />
phãng ®iÖn cña riªng Fe v do ®ã nhá h¬n ®¸ng tÊt c¶ c¸c cÆp kim lo¹i nãi trªn. Theo Podlaha,<br />
kÓ so víi ®#êng phãng ®iÖn tæng cña 3 kim lo¹i qu¸ tr×nh phãng ®iÖn gåm 2 b#íc: (i) HÊp phô<br />
riªng rÏ. Nh# vËy, sù phãng ®iÖn ®ång thêi cña MeOH+ lªn bÒ mÆt ®iÖn cùc (ii) phãng ®iÖn cña<br />
hîp kim øc chÕ sù phãng ®iÖn cña tõng kim lo¹i MeOH+. HiÖn t#îng dÞ th#êng l kÕt qu¶ cña sù<br />
th nh phÇn, cã t¸c dông l m gi¶m mËt ®é dßng phãng ®iÖn chän läc cña MeOH+hÊpphô [1, 5]. Nh#<br />
cña tõng kim lo¹i. Do ®ã, th nh phÇn kim lo¹i vËy ®é hÊp phô cña c¸c phô gia cã ¶nh h#ëng<br />
®iÖn kÕt tña thùc kh¸c víi th nh phÇn kim lo¹i lín tíi ®é dÞ th#êng. C¸c nghiªn cøu gÇn ®©y<br />
lý thuyÕt do yÕu tè øc chÕ khi phãng ®iÖn ®ång cho thÊy phô gia saccarin tham gia v o qu¸ tr×nh<br />
thêi, hiÖn t#îng n y cßn ®#îc gäi l hiÖn t#îng phãng ®iÖn t¹o ra sulfit; trong khi thioure l¹i t¹o<br />
dÞ th#êng (anomalous). C¸c kÕt qu¶ n y còng ra c¸c hîp chÊt hãa häc víi c¸c s¶n phÈm phô;<br />
t#¬ng tù nh# c¸c kÕt qu¶ nhËn ®#îc khi nghiªn cßn natrilaurylsulfat l chÊt hÊp phô bÒ mÆt kim<br />
cøu c¸c hîp kim 2 nguyªn víi c¸c hîp kim 2 lo¹i bÒn v÷ng trong qu¸ tr×nh ®iÖn kÕt tña [1, 5,<br />
nguyªn FeNi v CoNi [1, 5, 6 - 9]. 7]. Møc ®é bÒn v÷ng cña c¸c phô gia kh¸c nhau<br />
Th nh phÇn m ng v ®é dÞ th#êng cña qu¸ trong qu¸ tr×nh phãng ®iÖn cña hîp kim cã thÓ<br />
tr×nh ®iÖn kÕt tña trong c¸c dung dÞch chøa c¸c gi¶i thÝch cho kÕt qu¶ thu ®#îc.<br />
<br />
B¶ng 2: §é dÞ th#êng cña c¸c cÆp kim lo¹i Fe/Ni, Co/Ni v Fe/Co khi ®iÖn kÕt tña hîp kim FeCoNi<br />
víi c¸c phô gia kh¸c nhau<br />
TFe/Ni = ( Fe / Ni ) dep TCo/Ni = (Co / Ni ) dep ( Fe / Co) dep<br />
HÖ dung dÞch 2+ 2+<br />
TFe/Co =<br />
2+ 2+<br />
( Fe / Ni ) sol (Co / Ni ) sol ( Fe 2+ / Co 2+ ) sol<br />
Kh«ng phô gia 28,21 13,76 2,05<br />
Saccarin 78,77 33,2 2,37<br />
Thioure 27,89 12,92 2,16<br />
Natrilaurylsulfat 13,68 8,72 1,58<br />
<br />
<br />
157<br />
a b<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
i, mA/cm2 i, mA/cm2<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
i, mA/cm2 i, mA/cm2<br />
H×nh 1: §#êng cong ph©n cùc ®iÖn kÕt tña c¸c kim lo¹i Fe, Co, Ni riªng rÏ v hîp kim FeCoNi<br />
trong dung dÞch: (a) kh«ng cã phô gia; (b) phô gia saccarin; (c) phô gia thioure v (d) phô gia<br />
natrilaurylsulfat; pH = 2,8±0,1, nhiÖt ®é 50oC<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
H×nh 2: Phæ t¸n x¹ R¬nghen (EDS) cña m ng FeCoNi ®iÖn kÕt tña tõ dung dÞch cã th nh phÇn ë<br />
b¶ng 1 v (a) Kh«ng cã phô gia; (b) Phô gia saccarin; ( c) Phô gia thioure v (d) Phô gia natrilaurylsulfat<br />
158<br />
IV - KÕt luËn K. Ohashi, M. Saito, K. Yamada. J.<br />
Electrochem. Soc., Vol. 140, P. 2092 - 2097<br />
C¸c phô gia saccarin, thioure v laurylsunfat (1999).<br />
cã ¶nh h#ëng rÊt kh¸c nhau tíi qu¸ tr×nh phãng 3. T. Osaka, T. Sawaguchi, F. Mizutani, T.<br />
®iÖn ®ång thêi cña hîp kim FeCoNi. Trong khi Yokoshima, M. Taika, Y. Okinaka. J.<br />
®ã víi dung dÞch cã saccarin, ®é dÞ th#êng cña Electrochem. Soc., Vol. 142, P. 3295 - 3298<br />
qu¸ tr×nh ®ång kÕt tña ®iÖn Fe/Ni v Co/Ni t¨ng (1999).<br />
lªn ®¸ng kÓ, thioure Ýt l m thay ®æi møc ®é dÞ<br />
th#êng cña Fe/Ni, Co/Ni v Fe/Co. Riªng 4. V. B. Singh, P. K. Tikoo. Electrochemica<br />
natrilaurylsulfat l¹i l m gi¶m ®é dÞ th#êng cña Acta., Vol. 23, P. 1201 - 1207 (1977).<br />
tÊt c¶ c¸c cÆp kim lo¹i nãi trªn. KÕt qu¶ n y 5. Y. Zhuang, E. J. Podlaha. J. Electrochem.<br />
®#îc gi¶i thÝch dùa trªn qu¸ tr×nh hÊp phô kh¸c Soc., Vol. 156, P. 219 - 221 (2003).<br />
nhau cña c¸c phô gia trong qu¸ tr×nh phãng ®iÖn 6. M. Takai, K. Hayashi, M. Aoyagi, T. Osaka.<br />
cña hîp kim FeCoNi. J. Electrochem. Soc., Vol. 135, P. L203 -<br />
L207 (1997).<br />
T i liÖu tham kh¶o<br />
7. Chö V¨n Nguyªn. LuËn ¸n tiÕn sÜ Hãa häc<br />
1. I. Tabakovic, S. Riemer, V. Inturi, P. Jallen, §HBK H Néi (2001).<br />
A. Thayer. J. Electrochem. Soc., Vol. 147, 8. Mai Thanh Tïng, NguyÔn Thanh ThuyÕt.<br />
P. 219 - 223 (2000). T¹p chÝ Hãa häc T. 42, sè 4, Tr. 439 - 443<br />
2. T. Osaka, M. Takai, Y. Sogawa, T. Momma, (2004).<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
159<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
