1. IntroductionElectrodeposition of

1. Introduction
Electrodeposition of metallic layers is generally practised
to modify the substrate surface in order to produce
a wide range of useful materials with improved mechanical,
decorative, electrochemical, electrical, magnetic
or optical properties. Thus, less expensive materials
can be used as substrates, making this process economically
attractive. Compared to pure metal coatings, alloy
coatings obtained by electrodeposition show better
properties, since their chemical composition can be
varied to the required function.
On the other hand, alloy electrodeposition is more
complex than single metal deposition and involves
control of several chemical and operational parameters.
In practice, these parameters are often chosen empirically.
Therefore, it is important to develop a more
scientific approach leading to a better fundamental
understanding of the codeposition phenomenon. This
will lead to improved process performance and reliability,
as well as the establishment of new alloy systems.
Simultaneous reduction of two or more cations on the
cathode surface can only be achieved if their reduction
potentials are similar [1], as shown in Equation 1. Their
reduction potentials will depend on the correspondent
standard potential, E
, their respective activities in the
solution, a, and the overpotential, g.
E18 þ
RT
nF
ln a1
g1 ¼ E28 þ
RT
nF
ln a2
g2 ð1Þ
The reduction potentials of metal ions with different
standard potentials can be approximated by varyingtheir activities in solution. This way, high quality
metallic alloy coatings are usually obtained by using
complexing agents, which diminish the activity of the
nobler metallic ion in the solution and allow for their
simultaneous deposition [1, 2]. Several papers have
described the electrodeposition of different kinds of
alloy by means of complexing agents [3–7].
Cyanide has been conventionally used as the complexing
agent in Cu–Zn electrolytes [2, 8], despite its
high toxicity and the need of a rigorous maintenance
and control of its solutions. In the search for alternatives
to conventional cyanide electrolytes, several copper–zinc
electroplating baths have been proposed [7, 9–13].
Among them, pyrophosphate-based electrolytes are
good and economical nontoxic alternatives for copper–
zinc alloy electrodeposition [7, 10, 13]. These solutions
have high stability and the treatment of wastewater is
less expensive than for the cyanide solutions [10, 13].
High quality decorative coatings on different kinds
of substrate can be produced at room temperature
[2]. The coating composition depends on current density
and electrolyte composition. Higher temperatures
allow the use of higher current density values but
have no significant effect on current efficiency, which
is generally close to 100%. Solution stirring increases
current density, current efficiency and copper content
in the copper–zinc coatings from these electrolytes
[13].
However, pure pyrophosphate electrolytes are associated
with some problems; the production of hard and
dark coatings in long lasting electrolysis, for example
[14]. Zinc-rich alloys can only be obtained with lower
activity of copper ions and/or higher free pyrophosphate ligand electrolytes [15]. Thus, the use of polyligand
pyrophosphate-based electrolytes is an interesting alternative
to overcome these problems [10, 13, 16–18]. In
such electrolytes the main complexing agent is the
pyrophosphate (P2O4

7 ) ion. An auxiliary ligand is also
added to form a more stable copper-mixed-ligand
complex. Consequently, copper reduction is more effi-
ciently inhibited, while zinc reduction is favoured at the
cathode. Moreover, control of the alloy chemical
composition becomes more effective [10, 14].
In this work, Cu–Zn alloy coatings with an average
thickness of 1.2 · 10)5 m, were produced on mild steel
substrates from pyrophosphate-based electrolytes. The
effects of the deposition parameters, such as current
density and the electrolyte chemical composition on the
alloy coating composition, morphology, and electrochemical
behaviour were evaluated. The aim of this
study was to contribute to a better insight on the
behaviour of Cu–Zn electrodeposition from pyrophosphate-based
electrolytes in order to attain a more
efficient control of the alloy coating properties.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทนำโดยทั่วไปมีฝึกฝนเตรียมชั้นโลหะการปรับเปลี่ยนพื้นผิวพื้นผิวเพื่อผลิตความหลากหลายของวัสดุที่มีประโยชน์กับการปรับปรุงเครื่องจักรกลตกแต่ง ไฟฟ้า ไฟฟ้า แม่เหล็กหรือคุณสมบัติแสง ดังนั้น น้อยกว่าวัสดุราคาแพงใช้เป็นพื้นผิว การทำให้กระบวนการนี้เศรษฐกิจน่าสนใจ เมื่อเทียบกับบริสุทธิ์เคลือบโลหะ โลหะผสมดูได้ โดยการเตรียมเคลือบคุณสมบัติ ส่วนประกอบทางเคมีของพวกเขาสามารถให้หลากหลายฟังก์ชั่นที่จำเป็นบนมืออื่น ๆ โลหะผสมเตรียมจะเพิ่มเติมซับซ้อนกว่าเดียวโลหะสะสม และเกี่ยวข้องกับควบคุมพารามิเตอร์ทางเคมี และการใช้งานหลายแบบในทางปฏิบัติ พารามิเตอร์เหล่านี้จะมักเลือกเชิงประสบการณ์ดังนั้น มันเป็นสิ่งสำคัญในการพัฒนามากขึ้นวิธีการทางวิทยาศาสตร์นำไปสู่พื้นฐานดีกว่าทำความเข้าใจปรากฏการณ์ codeposition นี้จะนำไปสู่กระบวนการปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือรวมทั้งการจัดตั้งระบบโลหะผสมใหม่ลดพร้อมกันของแคทไอออนสอง หรือมากกว่าในการแผ่นพื้นสามารถทำได้ถ้าลดความศักยภาพจะคล้าย [1] , ดังที่แสดงในสมการที่ 1 ของพวกเขาศักยภาพขึ้นอยู่กับการข่าวมาตรฐานมีศักยภาพ E กิจกรรมของพวกเขาเกี่ยวข้องในการแก้ปัญหา และการ overpotential, gE18 þRTnFln a1 g1 ¼ E28 þRTnFln a2 g2 ð1Þในศักยภาพของโลหะไอออนกับstandard potentials can be approximated by varyingtheir activities in solution. This way, high qualitymetallic alloy coatings are usually obtained by usingcomplexing agents, which diminish the activity of thenobler metallic ion in the solution and allow for theirsimultaneous deposition [1, 2]. Several papers havedescribed the electrodeposition of different kinds ofalloy by means of complexing agents [3–7].Cyanide has been conventionally used as the complexingagent in Cu–Zn electrolytes [2, 8], despite itshigh toxicity and the need of a rigorous maintenanceand control of its solutions. In the search for alternativesto conventional cyanide electrolytes, several copper–zincelectroplating baths have been proposed [7, 9–13].Among them, pyrophosphate-based electrolytes aregood and economical nontoxic alternatives for copper–zinc alloy electrodeposition [7, 10, 13]. These solutionshave high stability and the treatment of wastewater isless expensive than for the cyanide solutions [10, 13].High quality decorative coatings on different kindsof substrate can be produced at room temperature[2]. The coating composition depends on current densityand electrolyte composition. Higher temperaturesallow the use of higher current density values buthave no significant effect on current efficiency, whichis generally close to 100%. Solution stirring increasescurrent density, current efficiency and copper contentin the copper–zinc coatings from these electrolytes[13].However, pure pyrophosphate electrolytes are associatedwith some problems; the production of hard anddark coatings in long lasting electrolysis, for example[14]. Zinc-rich alloys can only be obtained with loweractivity of copper ions and/or higher free pyrophosphate ligand electrolytes [15]. Thus, the use of polyligandpyrophosphate-based electrolytes is an interesting alternativeto overcome these problems [10, 13, 16–18]. Insuch electrolytes the main complexing agent is thepyrophosphate (P2O4
7 ) ion. An auxiliary ligand is alsoadded to form a more stable copper-mixed-ligandcomplex. Consequently, copper reduction is more effi-ciently inhibited, while zinc reduction is favoured at thecathode. Moreover, control of the alloy chemicalcomposition becomes more effective [10, 14].In this work, Cu–Zn alloy coatings with an averagethickness of 1.2 · 10)5 m, were produced on mild steelsubstrates from pyrophosphate-based electrolytes. Theeffects of the deposition parameters, such as currentdensity and the electrolyte chemical composition on thealloy coating composition, morphology, and electrochemicalbehaviour were evaluated. The aim of thisstudy was to contribute to a better insight on thebehaviour of Cu–Zn electrodeposition from pyrophosphate-basedelectrolytes in order to attain a moreefficient control of the alloy coating properties.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1. บทนำ
อิเล็กชั้นโลหะมีประสบการณ์โดยทั่วไป
ในการปรับเปลี่ยนพื้นผิวเพื่อผลิต
ที่หลากหลายของวัสดุที่เป็นประโยชน์กับการปรับปรุงเครื่องจักรกล
ตกแต่งไฟฟ้าไฟฟ้าแม่เหล็ก
คุณสมบัติหรือออปติคอล ดังนั้นวัสดุที่ราคาไม่แพง
สามารถนำมาใช้เป็นสารตั้งต้นทำให้กระบวนการนี้ทางเศรษฐกิจ
ที่น่าสนใจ เมื่อเทียบกับการเคลือบโลหะบริสุทธิ์ผสม
สารเคลือบที่ได้รับจากอิเล็กโทรแสดงที่ดีกว่า
คุณสมบัติเนื่องจากองค์ประกอบทางเคมีของพวกเขาสามารถ
ที่แตกต่างกันเพื่อฟังก์ชั่นที่จำเป็น.
บนมืออื่น ๆ , อิเล็กโทรอัลลอยมากขึ้น
ซับซ้อนกว่าการสะสมโลหะเดียวและเกี่ยวข้องกับ
การควบคุมของหลายเคมีและพารามิเตอร์ในการดำเนินงาน .
ในทางปฏิบัติพารามิเตอร์เหล่านี้มักจะได้รับการแต่งตั้งสังเกตุ.
ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะพัฒนามากขึ้น
วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่นำไปสู่พื้นฐานที่ดีกว่า
ความเข้าใจของปรากฏการณ์ codeposition นี้
จะนำไปสู่การปรับปรุงประสิทธิภาพกระบวนการและความน่าเชื่อถือ
เช่นเดียวกับการจัดตั้งระบบอัลลอยด์ใหม่.
ลดลงพร้อมกันของสองคนหรือมากกว่าไพเพอร์บน
พื้นผิวแคโทดสามารถทำได้ถ้าลดลงของพวกเขา
มีศักยภาพมีความคล้ายคลึงกัน [1] ดังแสดงในสมการที่ 1 . พวกเขา
มีศักยภาพลดลงจะขึ้นอยู่กับผู้สื่อข่าว
ที่มีศักยภาพมาตรฐาน E ?, กิจกรรมนั้น ๆ ใน
การแก้ปัญหาเป็นและ overpotential, G.
E18 Þ
RT
nF
LN A1? G1 ¼ E28 Þ
RT
nF
LN A2? G2 ð1Þ
ศักยภาพการลดลงของไอออนโลหะที่มีแตกต่างกัน
ศักยภาพมาตรฐานสามารถห้วงกิจกรรม varyingtheir ในการแก้ปัญหา วิธีนี้มีคุณภาพสูง
เคลือบโลหะผสมโลหะมักจะได้รับโดยใช้
สารที่ซับซ้อนซึ่งลดกิจกรรมของ
ไอออนโลหะสูงส่งในการแก้ปัญหาและอนุญาตให้พวกเขา
ให้การของพยานพร้อมกัน [1, 2] เอกสารหลายคนได้
อธิบายอิเล็กชนิดที่แตกต่างกันของ
โลหะผสมโดยวิธีการของตัวแทน complexing [3-7].
ไซยาไนด์ได้ถูกนำมาใช้ตามอัตภาพเป็น complexing
ตัวแทนใน Cu-Zn อิเล็กโทรไล [2, 8] แม้มันจะ
เป็นพิษสูงและความต้องการของ บำรุงรักษาอย่างเข้มงวด
และการควบคุมของการแก้ปัญหา ในการค้นหาทางเลือก
ในการอิเล็กโทรไลไซยาไนด์ธรรมดาหลายทองแดงสังกะสี
ห้องน้ำไฟฟ้าได้รับการเสนอ [7, 9-13].
ในหมู่พวกเขาอิเล็กโทรไล pyrophosphate ตามเป็น
ทางเลือกที่ดีปลอดสารพิษและประหยัดสำหรับทองแดง
อิเล็กโทรโลหะผสมสังกะสี [7, 10 13] โซลูชั่นเหล่านี้
มีความมั่นคงสูงและการบำบัดน้ำเสียที่มี
น้อยราคาแพงกว่าสำหรับการแก้ปัญหาไซยาไนด์ [10 13].
เคลือบตกแต่งที่มีคุณภาพสูงในชนิดที่แตกต่าง
ของพื้นผิวที่สามารถผลิตได้ที่อุณหภูมิห้อง
[2] องค์ประกอบเคลือบขึ้นอยู่กับความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า
และส่วนประกอบอิเล็กโทร อุณหภูมิที่สูงขึ้น
อนุญาตให้ใช้ค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้น แต่
ไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพในปัจจุบันซึ่ง
โดยทั่วไปจะใกล้ถึง 100% วิธีการแก้ปัญหากวนการเพิ่มขึ้นของ
ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพในปัจจุบันและเนื้อหาทองแดง
ในการเคลือบทองแดงสังกะสีจากอิเล็กเหล่านี้
[13].
อย่างไรก็ตามอิเล็กโทรไล pyrophosphate บริสุทธิ์มีความเกี่ยวข้อง
กับปัญหาบางอย่าง การผลิตยากและ
เคลือบสีเข้มในกระแสไฟฟ้าในระยะยาวเช่น
[14] โลหะผสมสังกะสีที่อุดมไปด้วยเท่านั้นที่สามารถได้รับต่ำกว่า
กิจกรรมของไอออนทองแดงและ / หรือสูงกว่าอิเล็กโทรไล pyrophosphate แกนด์ฟรี [15] ดังนั้นการใช้ polyligand
อิเล็กโทรไล pyrophosphate ที่ใช้เป็นทางเลือกที่น่าสนใจ
ที่จะเอาชนะปัญหาเหล่านี้ [10, 13, 16-18] ใน
อิเล็กโทรไลเช่นตัวแทน complexing หลักคือ
pyrophosphate (P2O4?
7) ไอออน แกนด์เสริมนอกจากนี้ยังมี
การเพิ่มในรูปแบบที่มีเสถียรภาพมากขึ้นทองแดงผสมแกนด์
ซับซ้อน ดังนั้นการลดทองแดงประสิทธิภาพการเพิ่มเติม
ยับยั้งอย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่การลดสังกะสีเป็นที่ชื่นชอบที่
แคโทด นอกจากนี้การควบคุมของสารเคมีโลหะผสม
องค์ประกอบเป็น [10 14]. มีประสิทธิภาพมากขึ้น
ในงานนี้ Cu-Zn เคลือบโลหะผสมมีค่าเฉลี่ย
ความหนา 1.2 · 10) 5 เมตรถูกผลิตเหล็กอ่อน
พื้นผิวจากอิเล็กโทรไล pyrophosphate ตาม
ผลของตัวแปรการสะสมเช่นในปัจจุบัน
ความหนาแน่นและองค์ประกอบทางเคมีอิเล็กโทรไลใน
องค์ประกอบเคลือบโลหะผสมสัณฐานวิทยาและเคมีไฟฟ้า
พฤติกรรมได้รับการประเมิน จุดมุ่งหมายของการนี้
การศึกษาที่จะนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นใน
พฤติกรรมของ Cu-Zn อิเล็กโทรจาก pyrophosphate ตาม
อิเล็กเพื่อให้บรรลุขึ้น
การควบคุมที่มีประสิทธิภาพของคุณสมบัติการเคลือบโลหะผสม

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 . แนะนำในขณะที่ชั้นโลหะโดยทั่วไปจะฝึกมาการปรับเปลี่ยนพื้นผิวพื้นผิวเพื่อที่จะผลิตช่วงกว้างของวัสดุที่มีประโยชน์กับการปรับปรุงเครื่องจักรกลตกแต่ง , ไฟฟ้า , ไฟฟ้า , แม่เหล็กหรือสมบัติทางแสง . ดังนั้น วัสดุที่ราคาไม่แพงสามารถใช้เป็นจำนวนมาก ทำให้กระบวนการนี้เศรษฐกิจที่น่าสนใจ เมื่อเทียบกับสารเคลือบโลหะบริสุทธิ์ โลหะผสมเคลือบได้โดยการเกาะแสดงดีกว่าคุณสมบัติ เนื่องจากส่วนประกอบทางเคมีสามารถหลากหลายเพื่อใช้ฟังก์ชันบนมืออื่น ๆในขณะที่โลหะผสมเพิ่มเติมซับซ้อนกว่าการสะสมโลหะเดี่ยว และเกี่ยวข้องกับการควบคุมสารเคมีหลายและพารามิเตอร์ปฏิบัติการในทางปฏิบัติพารามิเตอร์เหล่านี้มักจะเลือกใช้ .ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะพัฒนาเพิ่มเติมวิธีการที่จะนำวิทยาศาสตร์พื้นฐานดีกว่าความเข้าใจของ codeposition ปรากฏการณ์ นี้จะนำไปสู่กระบวนการปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือรวมทั้งการจัดตั้งระบบที่ผสมใหม่ลดพร้อมกันสองคนหรือมากกว่าที่มีในพื้นผิวแคโทดสามารถเกิดขึ้นได้หากการลดของพวกเขาศักยภาพคล้ายกัน [ 1 ] ดังแสดงในสมการที่ 1 ของพวกเขาการลดศักยภาพจะขึ้นอยู่กับ ผู้สื่อข่าวมาตรฐานที่มีศักยภาพ , และ , กิจกรรมของตนในโซลูชั่น , และ overpotential , จีe18 þRTไซไฟในรถของคุณชัชþ A1 G1 ¼RTไซไฟใน A2 G2 ð 1 Þการลดศักยภาพของไอออนโลหะต่าง ๆศักยภาพมาตรฐานสามารถโดยประมาณ โดยกิจกรรม varyingtheir ในสารละลาย วิธีนี้ คุณภาพสูงเคลือบโลหะผสมโลหะ มักจะได้โดยใช้สารเชิงซ้อนซึ่งลดกิจกรรมของnobler โลหะไอออนในสารละลายและอนุญาตให้พวกเขาพร้อมกันสะสม [ 1 , 2 ] มีเอกสารหลายอธิบายในขณะที่ของชนิดต่าง ๆโลหะผสมโดยใช้สารเชิงซ้อน [ 3 – 7 ]ไซยาไนด์ได้โดยทั่วไปที่ใช้ในการเจ้าหน้าที่ใน Cu Zn และอิเล็กโทรไลต์ [ 8 ] , แม้จะมี 2ความเป็นพิษสูง และต้องดูแลรักษาอย่างเคร่งครัดและการควบคุมของโซลูชั่นของ ในการค้นหาทางเลือกแบบทองแดงและสังกะสีไซยาไนด์เป็นหลายอาบน้ำไฟฟ้าได้มีการเสนอ 9 – 13 [ 7 ]ในหมู่พวกเขา พบตามไลท์คือดีและประหยัดทางเลือกที่ปลอดสารพิษสำหรับทองแดงจำกัดโลหะผสมสังกะสีอิเล็กโทร [ 7 , 10 , 13 ] โซลูชั่นเหล่านี้มีความเสถียรสูงและการบำบัดน้ำเสียคือราคาไม่แพงกว่าสำหรับไซยาไนด์แก้ไข [ 10 , 11 ]ตกแต่งสีคุณภาพสูงชนิดต่าง ๆของพื้นผิวที่สามารถผลิตได้ในอุณหภูมิห้อง[ 2 ] องค์ประกอบเคลือบขึ้นอยู่กับความหนาแน่นกระแสและองค์ประกอบของอิเล็กโทรไลต์ อุณหภูมิที่สูงขึ้นอนุญาตให้ใช้ค่าความหนาแน่นสูงกว่าปัจจุบัน แต่ไม่มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพในปัจจุบัน ซึ่งโดยทั่วไปเกือบ 100 % โซลูชั่นเร้าใจเพิ่มขึ้นความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า ประสิทธิภาพในปัจจุบันและปริมาณทองแดงทองแดงและสังกะสีในไม้แปรรูปจากเกลือแร่เหล่านี้[ 13 ]อย่างไรก็ตามอิเล็กโทรไลต์ ไพโรที่บริสุทธิ์กับปัญหาบางอย่าง ; การผลิตอย่างหนักเคลือบสีเข้มในการยาวนาน ตัวอย่างเช่น[ 14 ] ผสมที่อุดมไปด้วยสังกะสีเท่านั้นที่สามารถได้รับราคากิจกรรมของไอออนทองแดงและ / หรือสูงกว่าฟรีพบลิแกนด์เป็น [ 15 ] ดังนั้น การใช้ polyligandไพโรอิเล็กโทรไลต์เป็นทางเลือกที่น่าสนใจจากเพื่อเอาชนะปัญหาเหล่านี้ [ 10 , 13 , 16 และ 18 ) ในเช่น เป็นตัวแทนในการหลักคือไพโร ( p2o47 ) ไอออน เป็นระบบช่วยเป็นยังเพิ่มรูปแบบผสมทองแดง ) มีเสถียรภาพมากขึ้นที่ซับซ้อน ดังนั้น การลด effi เพิ่มเติม - ทองแดงciently ยับยั้ง ในขณะที่การได้รับสังกะสีที่แคโทด นอกจากนี้ การควบคุมของโลหะผสมเคมีองค์ประกอบจะกลายเป็นมีประสิทธิภาพมากขึ้น [ 10 / 14 ]ในงานนี้ จุฬาฯ–ซิงค์อัลลอยเคลือบด้วยเฉลี่ยความหนา 1.2 ด้วย 10 ) 5 M , ถูกผลิตบนอ่อนเหล็กพบตามพื้นผิวจากไลท์ ที่ผลของการเคลือบพารามิเตอร์เช่นปัจจุบันความหนาแน่นและองค์ประกอบทางเคมีในสารละลายอิเล็กโทรไลต์อัลลอยด์เคลือบส่วนประกอบ สัณฐานวิทยา และไฟฟ้าเคมีพฤติกรรมที่ถูกประเมิน เป้าหมายนี้วัตถุประสงค์ เพื่อนำไปสู่ความเข้าใจในดีกว่าพฤติกรรมของสังกะสีทองแดงและอิเล็กโทรจากไพโรตามเป็นเพื่อให้บรรลุมากขึ้นการควบคุมประสิทธิภาพของผิวเคลือบโลหะผสม คุณสมบัติ