postgraduate student of Chair “Nanotechnologies, Materials Science, and Mechanics”
аспирант кафедры «Нанотехнологии, материаловедение и механика»
Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Associate Professor, Professor of Chair “Nanotechnologies, Materials Science, and Mechanics”
доктор физико-математических наук, доцент, профессор кафедры «Нанотехнологии, материаловедение и механика»
On the one hand, nickel and nickel coatings are well-studied objects in terms of their wide practical application; on the other hand, the application of various approaches to their production and structuring gives new possibilities for changing their properties. At present, the research activities related to the change in nickel physicochemical properties through nanostructuring are being carried out. Methods and techniques for producing nanostructured materials are very diverse. However, many of them are considered energy-intensive and economically unviable. The work solves the problem of obtaining nickel coatings and changing their properties through electrodeposition from aqueous solutions of electrolytes. The paper studies the effect of additives to a nickel electrolyte on the habit of crystals formed in the coating and, consequently, the nickel coating morphology. The authors used sodium, potassium, and calcium chlorides in the same molar concentration to be additives. During the electrodeposition of coating samples, the substrate nature and the electrolysis regimes changed. The deposition was carried out in the stationary mode of electrodeposition within one or two stages of electrolysis. The authors studied the obtained samples by scanning electron microscopy methods using X-ray diffraction analysis. The study identified that chlorides can significantly change the coating surface morphology. Depending on chloride concentration and deposition regimes, the surface morphology of nickel coatings changes from the three-dimensional cone-shaped structures to the lamellar habit. Chlorides allow forming crystals with pentagonal symmetry as well. The addition of chlorides affects the growth of crystals in certain crystallographic directions (111), which may be the result of their inhibitory effect. The obtained nickel coatings have a regular microrelief.
Никель и никелевые покрытия, с одной стороны, хорошо изучены с точки зрения широты практического применения, с другой – применение разных подходов к их получению и структурированию дает новые возможности изменения их свойств. В настоящее время ведутся исследовательские работы, связанные с изменением физико-химических свойств никеля путем наноструктурирования. Способы и методы получения наноструктурированных материалов весьма разнообразны, однако многие из них считаются энергоемкими и экономически невыгодными. В работе проблема получения никелевых покрытий и изменения их свойств решена путем электроосаждения из водных растворов электролитов. Исследовано влияние добавок в никелевый электролит на габитус формирующихся в покрытии кристаллов и, как следствие, морфологию никелевого покрытия. В качестве добавок использовались хлориды натрия, калия и кальция в одинаковой мольной концентрации. При электроосаждении образцов покрытий менялась природа подложки и режимы электролиза. Осаждение велось в стационарном режиме электроосаждения в одну или две стадии электролиза. Полученные образцы исследовались методами электронной сканирующей микроскопии с применением рентгеноструктурного анализа. Установлено, что используемые в работе хлориды позволяют существенно изменить морфологию поверхности покрытия. В зависимости от концентрации хлоридов и режимов осаждения морфология поверхности никелевых покрытий изменяется от объемных конусообразных структур до пластинчатого габитуса. Хлориды также позволяют сформировать кристаллы с пентагональной симметрией. Добавление хлоридов влияет на рост кристаллов в определенных кристаллографических направлениях (111), что может быть связано с их ингибирующим действием. Полученные никелевые покрытия имеют регулярный микрорельеф.