corrosionprotectionПрактика противокоррозионной защитыTheory and Practice of Corrosion Protection1998-57382658-6797Association "CARTEC"10.31615/j.corros.prot.2025.116.2-4corrosionprotection-168Research ArticleПРИКЛАДНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЯЭлектроосаждение сплава цинк-никель из щелочного аминосодержащего электролитаElectrodeposition of Zinc-Nickel Alloy from Alkaline Amine-containing ElectrolyteШелухинМ. А.ShelukhinM. A.

Шелухин Михаил Александрович, аспирант

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9 

Mikhail A. Shelukhin, postgraduate

9, Miusskaya square, Moscow, 125047

shelukhin.m.a@muctr.ruХохряковА. Р.KhokhryakovA. R.

Хохряков Андрей Русланович, студент

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9 

Andrey R. Khokhryakov, student

9, Miusskaya square, Moscow, 125047

ПодшибневМ. А.PodshibnevM. A.

Подшибнев Михаил Александрович, аспирант

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9 

Mikhail A. Podshibnev, postgraduate

9, Miusskaya square, Moscow, 125047

ГригорянН. С.GrigoryanN. S.

Григорян Неля Сетраковна, к.х.н., профессор

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9 

Nelya S. Grigoryan, Cand. Sci. in Chemistry, professor

9, Miusskaya square, Moscow, 125047

АснисН. А.AsnisN. A.

Аснис Наум Аронович, к.т.н., в.н.с.

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9 

Naum A. Asnis, Cand. Technical Sciences, Leading Researcher

9, Miusskaya square, Moscow, 125047

АбрашовА. А.AbrashovА. A.

Абрашов Алексей Александрович, к.т.н., доцент

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9 

Aleksey A. Abrashov, Cand. Technical Sciences, associate professor

9, Miusskaya square, Moscow, 125047

ВаграмянТ. А.VagramyanT. A.

Ваграмян Тигран Ашотович, д.т.н., заведующий кафедрой

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9 

Tigran A. Vagramyan, Doctor of Technical Sciences, Head of department

9, Miusskaya square, Moscow, 125047

Российский химико-технологический университет имени Д.И. МенделееваРоссияDmitry Mendeleev University of Chemical Тесhпоlоgy of RussiaRussian Federation2025170720253024055Copyright © Шелухин М.А., Хохряков А.Р., Подшибнев М.А., Григорян Н.С., Аснис Н.А., Абрашов А.А., Ваграмян Т.А., 20252025Шелухин М.А., Хохряков А.Р., Подшибнев М.А., Григорян Н.С., Аснис Н.А., Абрашов А.А., Ваграмян Т.А.Shelukhin M.A., Khokhryakov A.R., Podshibnev M.A., Grigoryan N.S., Asnis N.A., Abrashov А.A., Vagramyan T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.corrosion-protection.ru/jour/article/view/168

В работе предложена методика синтеза аминосодержащего соединения из полиамина (ПА-10) и соединения оксиранового ряда (М-10), способного образовывать с ионами Ni2+ прочные, стабильные в щелочной среде комплексы.

Исследовано влияние соотношения исходных мономеров для синтеза комплексообразующего компонента щелочного электролита для процесса электроосаждения сплава цинк-никель, а также мольного соотношения Ni2+ и комплексообразующего компонента (ПА-10М1,5) в растворе на содержание Ni в сплаве и внешний вид получаемых покрытий.

Установлено, что оптимальным для синтеза комплексообразующего компонента электролита ПА-10М1,5 является мольное соотношение исходных мономеров ([ПА-10]:[М-10]), равное 1,5:1, а наиболее перспективным с технологической точки зрения является раствор на основе ПА-10М1,5 с мольным соотношением ионов никеля к комплексообразующему компоненту в электролите 1:2.

Разработан щелочной электролит для электроосаждения защитных покрытий сплавом цинк-никель, содержащий (г/л): Zn2+ – 9; Ni2+ – 3,5; NaOH – 112,5; ПА-10М1,5 – 31,3, позволяющий осаждать на стальную поверхность покрытия сплавом цинк-никель, содержащие 12…14 %масс. никеля, при катодной плотности тока 0,5…5,0 А/дм2, t = 22…40 °С и механическом перемешивании. Определена коррозионная стойкость и защитная способность полученных покрытий.

This work proposes a method for synthesizing an amine-containing compound from polyamine (PA-10) and an oxirane series compound (M-10) capable of forming strong, alkaline-stable complexes with Ni2+ ions.

The effect of the ratio of the initial monomers for synthesizing the complexing component of the alkaline electrolyte for the process of electrodeposition of zinc-nickel alloy, as well as the molar ratio of Ni2+ and the complexing component (PA-10M1.5) in the solution on the Ni content in the alloy and the appearance of the resulting coatings was studied.

It was established that the optimal molar ratio of the initial monomers ([PA-10]:[M-10]) for the synthesis of the complexing component of the PA-10M1.5 electrolyte is 1.5:1, and the most promising from the technological point of view is a solution based on PA-10M1.5 with a molar ratio of nickel ions to the complexing component in the electrolyte of 1:2.

An alkaline electrolyte has been developed for the electrodeposition of protective coatings with a zinc-nickel alloy containing (g/l): Zn2+ – 9; Ni2+ – 3.5; NaOH – 112.5; PA-10M1.5 – 31.3, which allows deposition of zinc-nickel alloy coatings containing 12...14 %wt. nickel on a steel surface at a cathodic current density of 0.5…5.0 A/dm2, t = 22…40 °C and mechanical stirring. The corrosion resistance and protective capacity of the obtained coatings were determined.

электроосаждениесплав цинк-никельZn-Niщелочной электролитзащита от коррозиигальванотехникаобработка поверхностизащитные покрытияцинк-никелевое покрытиеelectroplatingzinc-nickel alloyZn-Nialkaline electrolytecorrosion protectionelectroplatingsurface treatmentprotective coatingszinc-nickel coatingReferencesБаптишта Э., Прайкшат П., Рёш М., Серов А.Н. Защитные покрытия сплавом цинк-никель // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2012. – № 1. – С. 29-31.Baptista, E., Praiksha, P., Rösch, M., & Serov, A. N. (2012). Protective coatings with zinc-nickel alloy. Galvanotekhnika i obrabotka poverkhnosti, 1, 29-31. (in Russ.)Brenner A. // Electrodeposition of Alloys. Principle and Practice. – 1963. – V. II. – P. 267-407.Brenner A. (1963). Electrodeposition of Alloys. Principle and Practice, II, 267-407.Zech N., Podlaha E.J., Landolt D. Anomalous codeposition of Iron group metals. Mathematical model // Journal of the Electrochemical Society. – 1999. – Vol. 146, № 8. – P. 2892- 2900. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.04.043N. Zech, E.J. Podlaha, D. Landolt. (1999). Anomalous codeposition of Iron group metals. Mathematical model. Journal of the Electrochemical Society, 146(8), 2892-2900.Харламов В.И., Вакка А.В., Азарченко Т.Л., Ваграмян Т.А. К вопросу об аномальном осаждении сплава цинк-никель из сульфатно-хлоридных электролитов // Электрохимия. – 1991. – Т. 27, № 8. – С. 1062-1065.Kharlamov, V. I., Vakka, A. V., Azarchenko, T. L. & Vagramyan, T. A. (1991). On the issue of anomalous deposition of zinc-nickel alloy from sulfate-chloride electrolytes. Elektrokhimiya, 27(8), 1062-1065.Шестаков М.А., Жихарева И.Г., Щипанов В.П. Прогнозирование условий образования интерметаллидов // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2006. – Т. 49, № 12. – С. 62-66.Shestakov, M. A., Zhikhareva, I. G. & Shchipanov, V. P. (2006). Prediction of conditions for the formation of intermetallics. Khimiya i khimicheskie tekhnologii, 49(12), 62-66. (in Russ.)Краус Ральф. Кислый или щелочной цинк−никель? Системное сравнение // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2013. – Т. 21, № 4. – С. 24-29.Kraus Ralph (2013). Acid or alkaline zinc-nickel? A systematic comparison. Galvanotekhnika i obrabotka poverkhnosti, 4, 24-29. (in Russ.)Anwar S., Khan F., Zhang Y., Caines S. Optimization of zinc–nickel film electrodeposition for better corrosion resistant characterisetics // The Canadian Journal of Chemical Engineering. – 2019. – V. 97, № 9. – P. 2426-2439. https://doi.org/10.1002/cjce.23521Anwar, S., Khan, F., Zhang, Y. & Caines, S. (2019). Optimization of zinc–nickel film electrodeposition for better corrosion resist-l ant characteristics. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 97(9), 2426-2439. https://doi.org/10.1002/cjce.23521 (in Russ.)Conde A., Arenas M.A., de Damborenea J.J., Electrodeposition of Zn-Ni coatings as Cd replacement for corrosion protection of high strength steel // Corrosion science. – 2011. – V. 53, № 4. − P. 1489-1497. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2011.01.021Conde, A., Arenas, M. A. & de Damborenea, J. J. (2011). Electrodeposition of Zn-Ni coatings as Cd replacement for corrosion protection of high strength steel. Corrosion Science, 53, 1489-1497.Fedi B., Gigandet M.P., Hihn J.Y., Mierzejewski S. Structure determination of electrodeposited zinc-nickel alloys: thermal stability and quantification using XRD and potentiodynamic. // Electrochimica Acta. – 2016. – V. 215. – P. 652-666. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2016.08.141Fedi, B., Gigandet, M. P., Hihn, J. Y. & Mierzejewski S. (2016). Structure determination of electrodeposited zinc-nickel alloys: thermal stability and quantification using XRD and potentiodynamic. Electrochimica Acta, 215, 652-666. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2016.08.141Maizelis A., Bairachny B. Voltammetric Analysis of phase composition of Zn-Ni alloy thin films electrodeposited from weak alkaline polyligand electrolyte // Journal of Nano- and Electronic Physics. – 2017. – V.9, № 5. – P. 1-7. https://doi.org/10.21272/jnep.9(5).05010Maizelis, A., Bairachny, B. (2017). Voltammetric Analysis of phase composition of Zn-Ni alloy thin films electrodeposited from weak alkaline polyligand electrolyte. Journal of Nano- and Electronic Physics, 9(5), 1-7. https://doi.org/10.21272/jnep.9(5).05010Blejan D., Muresan L.M. Corrosion behavior of Zn-Ni-Al2O3 nanocomposite coatings obtained by electrodeposition from alkaline electrolytes // Materials and Corrosion. – 2013. – V. 64, № 5. – P. 433-438. https://doi.org/10.1002/maco.201206522Blejan, D., Muresan, L. M. (2013). Corrosion behavior of Zn-Ni-Al2O3 nanocomposite coatings obtained by electrodeposition from alkaline electrolytes. Materials and Corrosion, 64(5), 433-438. https://doi.org/10.1002/maco.201206522Zech N., Podlaha E.J., Landolt D., Anomalous codeposition of Iron group metals. Experimental Results // Journal of the Electrochemical Society. – 1999. – V. 146, № 8. – P. 2886-2891. https://doi.org/10.1149/1.1392024Zech, N., Podlaha, E. J. & Landolt, D. (1999). Anomalous codeposition of Iron group metals. Experimental Results. Journal of the Electrochemical Society, 146(8), 2886-2891. https://doi.org/10.1149/1.1392024Гусев М.С. Кинетические закономерности электроосаждения сплавов и композиционных электрохимических покрытий на основе цинка, полученных из малоконцентрированных кислых электролитов: дис. канд. хим. наук. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2008. – 56 с.Gusev, M. S. (2008). Kinetic regularities of electrodeposition of alloys and composite electrochemical coatings based on zinc obtained from low-concentration acidic electrolytes: Dissertation of Candidate of Chemical Sciences. Saratov: Saratov State Technical University, 56 p.Адудин И.А., Солопчук М.С., Григорян Н.С., Серов А.Н., Аснис Н.А., Ваграмян Т.А. Обезвреживание сточных вод ванны улавливания процесса электроосаждения сплава цинк-никель // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2020. – Т. 28, № 3. – С. 57-62. https://doi.10.47188/0869-5326_2020_28_3_57Adudin, I. A., Solopchuk, M. S., Grigoryan, N. S., Serov, A. N., Asnis, N. A. & Vagramyan, T. A. (2022) Decontamination of waste water in adrag-out recovery bath of zinc-nickel alloy electrodeposition. Galvanotekhnika i obrabotka poverkhnosti, 28(3), 57-62. https://doi.10.47188/08695326_2020_28_3_57 (in Russ.)ГОСТ 9.305-84 Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий.GOST 9.305-89. Metallic and non-metallic inorganic coatings. Operations of technological processes for obtaining coatings. (in Russ.)Шалдаев В.С., Малофеева А.Н., Давыдов А.Д. Определение скорости коррозии молибдена, рения и их сплавов в растворе хлорида натрия методом тафелевской экстраполяции // Электрохимия. – 2014. – Т. 50, № 10. – С. 1106-1110.Shaldaev, V. S., Malofeeva, A. N. & Davydov, A. D. (2014). Determination of the corrosion rate of molybdenum, rhenium, and their alloys in sodium chloride solution using Tafel extrapolation. Elektrokhimiya, 50(10), 1106-1110. (in Russ.)McCafferty E. Validation of corrosion rates measured by the Tafel extrapolation method // Corrosion Science. – 2005. – V. 47. – Р. 3202-3215. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2005.05.046McCafferty, E. (2005). Validation of corrosion rates measured by the Tafel extrapolation method. Corrosion Science, 47, 3202-3215. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2005.05.046 (in Russ.)Adudin I.A., Grigoryan N.S., Serov A.N., Vagramyan T.A., Orlova K.A., Shelukhin M.A. and Aleshina V.Kh. A study of zinc–nickel alloy electrodeposition from an alkaline electrolyte // International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. – 2021 – V. 10, № 2. – P. 580-591. https://doi.org/10.17675/2305-6894-2021-10-2-6Adudin, I. A., Grigoryan, N. S., Serov, A. N., Vagramyan, T. A., Orlova, K. A., Shelukhin, M.A. & Aleshina, V. Kh. (2021). A study of zinc–nickel alloy electrodeposition from an alkaline electrolyte. Int. J. Corros. Scale Inhib., 10(2), 580-591. https://doi.org/10.17675/2305-6894-2021-10-2-6Окулов В.В, под ред. проф. В.Н. Кудрявцева. Цинкование. Техника и технология // Приложение к журналу «Гальванотехника и обработка поверхности». − М.: Глобус, 2008. – С. 84-89.Okulov, V. V., Kudryavtsev, V. N. (2008). Zinc Plating. Techniques and Technology. Supplement to the journal «Galvanotekhnika i obrabotka poverkhnosti», Moscow: Globus, 84-89. (in Russ.)

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