Zinc electroplating and its alloys

Zinc electroplating and its alloys have been widely used in the steel industry for the protection of steel products in corrosive environments [1]. Several factors such as zinc concentration [2], complexing agents [3], anions [4] and [5] and additives [6] play fundamental roles in zinc electrodeposition. These factors may modify the texture and morphology of zinc electrodeposited coating [7], [8], [9] and [10].

Alkaline non-cyanide zinc baths is the outcome of the efforts to produce a non-toxic cyanide free zinc electrolyte. Formerly, it was thought that these baths can produce only dark, spongy or powdery deposits and the addition of complexing agents like EDTA, gluconate, tartrate and triethanolamine in relatively large quantities can improve the zinc deposit quality [11].

The glycine has been used as a complexing agent in the electrodeposition of Zn–Ni [12], Cu–Co [13], Zn–Co [14], Zn–Co–Cu alloys [15] and more recently by our research group to obtain Zn–Co alloy [16]. These studies show that the deposits obtained from alkaline bath containing glycine are of high quality.

On the other hand, it is well known that during the electrocrystallization of metals on foreign substrates, very often an underpotential deposition occurs, prior to the formation of a bulk deposit [17]. When the work function of a metal being electrodeposited is lower than that of the substrate metal, the electrodeposition may occur at a potential more positive than the equilibrium potential, a phenomenon called underpotential deposition (UPD) [17]. The region where this process occurs on polycrystalline substrates is defined by the Kolb–Gerischer equation [18] and [19]:

equation(1)
View the MathML source
Turn MathJax on

where (ΔE) is the underpotential shift in V and (Δ ∅) is the difference in the work function of the electron for both metals in eV.
On the basis of Eq. (1) and data published by Trasatti [18] on ∅ for different metals, it is possible to calculate approximately the underpotential shift (ΔE) for the metal couple nickel substrate–zinc adsorbate, equal to (ΔE) = 0.585 V. This, in turn, provides grounds for presuming that underpotential adsorption of zinc onto nickel electrode is possible.

Several investigators [20], [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35], [36] and [37] have studied the effect of several factors on the zinc UPD process, such as: adanions, organic compounds, pH of the solution, hydrogen adsorption, and resulting morphology of the deposit have been investigated extensively at noble metal electrodes using electrochemical techniques coupled with other techniques.

Despite these many important contributions to the study of electrochemical reduction of zinc UPD, a study of this phenomenon on a nickel substrate and from zinc–glycine complexes in alkaline solution is still not done.

The aim of the present work is threefold. In a first part, we present a thermodynamic study on the zinc–glycine–water system by means of species distribution and potential–pH diagrams with the view to better understand the effect of the zinc/glycine concentration on the zinc electroreduction. In a second part, we present an electrochemical study in order to obtain information on the UPD and OPD processes from non-cyanide alkaline bath containing glycine. Finally, in a third part, we present an AFM morphological study of the zinc UPD processes.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

สังกะสีไฟฟ้าและโลหะผสมมีถูกใช้ในอุตสาหกรรมเหล็กการคุ้มครองผลิตภัณฑ์เหล็กในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน [1] ปัจจัยหลายอย่างเช่นสังกะสีความเข้มข้น [2], [3], ตัวแทนของ complexing anions [4] และ [5] และสารเติมแต่ง [6] เล่นบทบาทพื้นฐานสังกะสีเคลือบ ปัจจัยเหล่านี้อาจปรับเปลี่ยนพื้นผิวและสัณฐานวิทยาของสังกะสี electrodeposited เคลือบ [7], [8], [9] [10] และได้อาบน้ำสังกะสีไซยาไนด์ไม่ด่างเป็นผลลัพธ์ของความพยายามในการผลิตอิเล็กโทรฟรีสังกะสีเป็นพิษไซยาไนด์ เดิม เราเคยคิดกันว่า อาบน้ำเหล่านี้สามารถผลิตเฉพาะเข้ม spongy หรือฝากทรายขาวละเอียดและเพิ่มเติมของ complexing เช่น EDTA, gluconate, tartrate และ triethanolamine ในปริมาณค่อนข้างมากสามารถปรับปรุงคุณภาพฝากสังกะสี [11]ใช้ glycine จะเป็นตัวแทน complexing ในเคลือบ Zn – Ni [12], Cu-โค [13] Zn – บริษัท [14], โลหะผสม Zn – Co – Cu [15] และเมื่อเร็ว ๆ นี้กลุ่มวิจัยของเราเพื่อให้ได้โลหะผสม Zn – บริษัท [16] การศึกษานี้แสดงว่า เงินฝากที่ได้รับจากน้ำด่าง glycine มีคุณภาพสูงในทางกลับกัน เป็นที่รู้จักว่า ในระหว่างการ electrocrystallization ของโลหะบนพื้นผิวต่างประเทศ บ่อยสะสมการ underpotential เกิดขึ้น ก่อนการก่อตัวของเงินฝากจำนวนมาก [17] เมื่อฟังก์ชันงานของโลหะที่มี electrodeposited ต่ำกว่าที่พื้นผิวโลหะ เคลือบที่อาจเกิดขึ้นในการบวกเพิ่มเติมศักยภาพกว่าสมดุลมีศักยภาพ ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า underpotential สะสม (UPD) [17] ภูมิภาคซึ่งกระบวนการนี้เกิดขึ้นบนพื้นผิวคถูกกำหนดโดยสมการของ Kolb-Gerischer [18] [19]:equation(1)ดูต้น MathMLเปิด MathJaxกะ underpotential ใน V (ΔE) และ ความแตกต่างในการทำงานงานของอิเล็กตรอนในโลหะทั้งใน eV (∅δยอด)โดย Eq. (1) และข้อมูลที่เผยแพร่ โดย Trasatti [18] ใน∅สำหรับโลหะต่าง ๆ จำเป็นต้องคำนวณประมาณ underpotential กะ (ΔE) สำหรับในคู่โลหะนิกเกิลสังกะสี – พื้นผิว adsorbate เท่ากับ (ΔE) = 0.585 V ใช้ ให้เหตุผลสำหรับ presuming ที่ดูดซับ underpotential สังกะสีนิกเกิลบน อิเล็กโทรดเป็นไปได้หลายนักสืบ [20], [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35], [36] [37] และมีศึกษาผลของปัจจัยหลายสังกะสี UPD กระบวน เช่น: adanions สารอินทรีย์ pH โซลูชัน ดูดซับไฮโดรเจน และสัณฐานวิทยาเป็นผลลัพธ์ของการฝากเงินได้รับสืบสวนอย่างกว้างขวางที่หุงตโลหะโดยใช้เทคนิคทางเคมีไฟฟ้าควบคู่กับเทคนิคอื่น ๆแม้เหล่านี้หลายส่วนสำคัญต่อการศึกษาลดไฟฟ้าสังกะสี UPD ศึกษาปรากฏการณ์นี้ บนพื้นผิวเป็นนิกเกิล และสังกะสี – glycine คอมเพล็กซ์ในละลายด่างยังไม่เสร็จจุดมุ่งหมายของการทำงานปัจจุบันคือ threefold ในส่วนแรก เรานำเสนอการศึกษาขอบระบบสังกะสี – glycine-น้ำ โดยการกระจายพันธุ์ และศักยภาพ – pH ไดอะแกรมกับมุมมองเพื่อทำความเข้าใจผลของความเข้มข้น สังกะสี/glycine บน electroreduction สังกะสี ในส่วนที่สอง เรานำการศึกษาทางเคมีไฟฟ้าเพื่อให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับกระบวนการ UPD และผู้ป่วยนอกจากน้ำด่างไม่มีไซยาไนด์ที่ประกอบด้วย glycine สุดท้าย ในส่วนที่สาม เรานำเสนอการศึกษาของ AFM สังกะสี UPD กระบวนการ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ชุบสังกะสีและโลหะผสมที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเหล็กสำหรับการป้องกันของผลิตภัณฑ์เหล็กในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน [1] ปัจจัยหลายประการเช่นความเข้มข้นของสังกะสี [2], ตัวแทน complexing [3], แอนไอออน [4] และ [5] และสารเติมแต่ง [6] บทบาทพื้นฐานในอิสังกะสี ปัจจัยเหล่านี้อาจปรับเปลี่ยนพื้นผิวและลักษณะทางสัณฐานวิทยาของสังกะสีเคลือบ electrodeposited [7] [8] [9] และ [10]. อัลคาไลน์อาบสังกะสีไซยาไนด์เป็นผลมาจากความพยายามในการผลิตยาพิษปลอดสารพิษสังกะสีอิเล็กโทรฟรี . แต่ปางก่อนก็คิดว่าห้องอาบน้ำเหล่านี้สามารถผลิตมืดเพียงเงินฝากเป็นรูพรุนหรือแป้งและนอกเหนือจากสารที่ซับซ้อนเช่น EDTA, gluconate, Tartrate และ triethanolamine ในปริมาณที่ค่อนข้างใหญ่สามารถปรับปรุงคุณภาพการฝากเงินสังกะสี [11]. Glycine ถูกนำมาใช้ เป็นตัวแทน complexing ในกระแสไฟฟ้าของ Zn-Ni [12], Cu-Co [13], Zn-Co [14], โลหะผสมสังกะสี-Co-Cu [15] และอื่น ๆ เร็ว ๆ นี้โดยกลุ่มวิจัยของเราที่จะได้รับ Zn-Co อัลลอยด์ [16] การศึกษาเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเงินฝากที่ได้รับจากห้องอาบน้ำอัลคาไลน์ที่มีไกลซีนที่มีคุณภาพสูง. ในทางกลับกันมันก็เป็นที่รู้จักกันดีว่าในช่วง electrocrystallization ของโลหะบนพื้นผิวต่างประเทศบ่อยมากทับถม underpotential เกิดขึ้นก่อนที่จะมีการก่อตัวของกลุ่ม เงินฝาก [17] เมื่อฟังก์ชั่นการทำงานของโลหะถูก electrodeposited ต่ำกว่าพื้นผิวของโลหะ, อิเล็กโทรอาจเกิดขึ้นที่มีศักยภาพในเชิงบวกมากกว่าที่มีศักยภาพสมดุลปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการสะสม underpotential (UPD) [17] ภูมิภาคที่กระบวนการนี้เกิดขึ้นบนพื้นผิวผลึกจะถูกกำหนดโดยสม Kolb-Gerischer [18] และ [19]: สมการ (1) ดูแหล่งที่มา MathML เปิด MathJax ในที่ (ΔE) เป็นกะ underpotential ใน V และ (Δ∅ ) คือความแตกต่างในการทำงานการทำงานของอิเล็กตรอนสำหรับโลหะทั้งใน eV. บนพื้นฐานของสมการ (1) และข้อมูลที่เผยแพร่โดย Trasatti [18] ใน∅สำหรับโลหะที่แตกต่างกันก็เป็นไปได้ในการคำนวณประมาณกะ underpotential (ΔE) สำหรับคู่โลหะนิกเกิลสังกะสีพื้นผิวดูดซับเท่ากับ (ΔE) = 0.585 V. นี้ ในการเปิดให้บริการพื้นที่สำหรับการทะนงว่าการดูดซับ underpotential ของสังกะสีนิกเกิลบนขั้วไฟฟ้าเป็นไปได้. นักวิจัยหลายคน [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26], [27 ], [28] [29] [30] [31] [32], [33], [34], [35], [36] และ [37] มีการศึกษาผลกระทบของปัจจัยหลาย สังกะสีกระบวนการ UPD เช่น adanions, สารอินทรีย์, ค่า pH ของการแก้ปัญหาการดูดซับไฮโดรเจนและสัณฐานวิทยาที่เกิดจากเงินฝากที่ได้รับการตรวจสอบอย่างกว้างขวางที่ขั้วไฟฟ้าโลหะชั้นโดยใช้เทคนิคทางเคมีไฟฟ้าควบคู่กับเทคนิคอื่น ๆ . แม้จะมีเหล่านี้มีส่วนร่วมที่สำคัญมากในการศึกษา ของการลดไฟฟ้าของ UPD สังกะสีศึกษาของปรากฏการณ์นี้บนพื้นผิวนิกเกิลและสังกะสีคอมเพล็กซ์ไกลซีนในสารละลายด่างยังคงไม่ได้ทำ. จุดมุ่งหมายของการทำงานในปัจจุบันเป็นสามเท่า ในส่วนแรกเรานำเสนอการศึกษาทางอุณหพลศาสตร์ในระบบสังกะสีไกลซีนน้ำโดยวิธีการกระจายสายพันธุ์ที่มีศักยภาพและไดอะแกรม-ค่า pH ที่มีมุมมองให้เข้าใจถึงผลกระทบของความเข้มข้นของสังกะสี / ไกลซีนใน electroreduction สังกะสี ในส่วนที่สองเรานำเสนอการศึกษาไฟฟ้าเพื่อให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับ UPD และกระบวนการ OPD จากห้องอาบน้ำอัลคาไลน์ที่ไม่ไซยาไนด์ที่มีไกลซีน สุดท้ายในส่วนที่สามเรานำเสนอการศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยาของกระบวนการ AFM UPD สังกะสี

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ชุบสังกะสีและโลหะผสมไทเทเนียมได้ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเหล็กเพื่อการคุ้มครองของผลิตภัณฑ์เหล็ก ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน [ 1 ] ปัจจัยหลายๆอย่าง เช่น สังกะสี สารเชิงซ้อนความเข้มข้น [ 2 ] , [ 3 ] แอน [ 4 ] และ [ 5 ] และสาร [ 6 ] เล่นบทบาทพื้นฐานในสังกะสีในขณะที่ . ปัจจัยเหล่านี้อาจปรับเปลี่ยนพื้นผิวและลักษณะของผิวเคลือบสังกะสี [ 7 ] , [ 8 ][ 9 ] และ [ 10 ] .

ด่างไม่มีไซยาไนด์สังกะสีอาบน้ำคือผลของความพยายามที่จะผลิตปลอดสารพิษไซยาไนด์อิสระสังกะสีอิเล็กโทรไลต์ เมื่อก่อนก็คิดว่าอาบน้ำเหล่านี้สามารถผลิตมืดเท่านั้น เป็นรูพรุน หรือเงินฝากแป้งและเติมสารเชิงซ้อนเช่น EDTA , gluconate ทาร์เทรต และไตรเ ทาโนลามีนในปริมาณที่ค่อนข้างใหญ่สามารถปรับปรุงคุณภาพฝากสังกะสี [ 11 ] .

และยังได้ถูกใช้เป็นสารเชิงซ้อนของสังกะสี ( ในอิเล็กโทรนิ [ 12 ] , [ 13 ] – Co Cu Zn และ Co [ 14 ] , สังกะสีและทองแดงอัลลอย Co – [ 15 ] และมากขึ้นเมื่อเร็ว ๆนี้ โดยทีมวิจัยของเรา ที่จะได้รับ สังกะสีและโลหะผสม Co [ 16 ] การศึกษาเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเงินที่ได้จากด่างนํ้าที่มีการศึกษามีคุณภาพสูง

บนมืออื่น ๆมันเป็นที่รู้จักกันดีว่าใน electrocrystallization โลหะบนพื้นผิวต่างประเทศบ่อยมาก มีการ underpotential เกิดขึ้นก่อนการก่อตัวของเงินฝากขนาดใหญ่ [ 17 ] เมื่อทำงานเป็นฟังก์ชันของโลหะด้วยไฟฟ้าต่ำกว่าที่ของพื้นผิวโลหะ ในขณะที่อาจเกิดขึ้นที่อาจเกิดขึ้นบวกมากกว่าสมดุลที่มีศักยภาพปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการ underpotential upd ) [ 17 ] ภูมิภาค ซึ่งกระบวนการนี้จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวผลึกจะถูกกำหนดโดยสมการ gerischer โกล์บ ) [ 18 ] และ [ 19 ] : สมการ ( 1 )



เปิดแหล่งที่มาดู MathML mathjax บน

ที่ ( Δ E ) เป็น underpotential เปลี่ยน V และ ( Δ∅ ) คือความแตกต่างในงาน การทำงานของอิเล็กตรอนทั้งโลหะใน EV .
บนพื้นฐานของอีคิว( 1 ) และข้อมูลที่เผยแพร่โดย trasatti [ 18 ] ใน∅สำหรับโลหะที่แตกต่างกัน มันเป็นไปได้ที่จะคำนวณประมาณกะ underpotential ( Δ E ) สำหรับโลหะนิกเกิลและสังกะสีสองแผ่นดูดซับเท่ากับ ( Δ e ) = 0.585 V . นี้ในการเปิดให้บริการพื้นที่สำหรับทะนงว่า underpotential ดูดซับสังกะสีบน นิกเกิลไฟฟ้าเป็นไปได้

หลาย investigators [ 20 ] , [ 21 ] , [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ][ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] , [ 36 ] และ [ 37 ] ได้ศึกษาผลของปัจจัยต่างๆ บนสังกะสี upd กระบวนการ เช่น adanions , สารประกอบอินทรีย์ , pH ของสารละลาย ไฮโดรเจน ดูดซับ และส่งผลให้โครงสร้างของเงินฝากได้ทำการศึกษาอย่างกว้างขวางที่ใช้ขั้วไฟฟ้าโลหะมีตระกูลเคมีไฟฟ้าเทคนิคควบคู่กับเทคนิคอื่น ๆ .

แม้เหล่านี้มากมายที่สำคัญต่อการศึกษาการใช้สังกะสี upd การศึกษาปรากฏการณ์นี้ในนิกเกิลและสังกะสีและไกลซีนเชิงซ้อนจากพื้นผิวในสารละลายด่างยังไม่เสร็จ

จุดประสงค์ของงานปัจจุบันเป็นสามเท่า ในส่วนแรกเรานำเสนอการศึกษาอุณหพลศาสตร์ในสังกะสี glycine ) และระบบน้ำ โดยชนิดและการกระจายภาพ Ph –อาจเกิดขึ้นกับมุมมองเพื่อเข้าใจผลกระทบของสังกะสีที่มีความเข้มข้นสังกะสี / electroreduction . ในส่วนที่สอง