Сплав железа с никелем называется инвар. Он нашел широкое применение в точном приборостроении, а именно в изготовлении геодезической проволоки, всевозможных эталонов длины, деталей часов, высотомеров, лазеров и т.д. Одним из простых способов получения железо-никелевого сплава является гальванический.

Проблема гальванического способа получения железо-никелевого сплава и путь ее устранения



Сравнивая термодинамические характеристики обеих металлов, ученым казалось, что несложно получить сплав. На практике же все оказалось прямо противоположным, так как при реакции протекает побочный окислительный процесс – железо переходит из двухвалентного состояния в трехвалентное. Это снижает выход по току целевого продукта и ухудшает его физические характеристики, а иногда полностью их нивелирует. Решить данную проблему удается введением в электролит комплексной добавки, состоящей из аминов и органических кислот и образующей малорастворимые соединения с трехвалентным железом. В результате улучшается эластичность осадка. Для снижения разброса по толщине осадка применяют перемешивание электролита.

Электролиты для нанесения сплава железо-никель



Сульфатный электролит получения сплава железо-никель имеет следующий состав:

Компонент г/л
Железо сернокислое 2
Никель сернокислый 60
Борная кислота 25
Сахарин 0,8
Лаурилсульфат натрия 0,4

Режим работы электролита рН = 1,8-2
Температура – 40-50 градусов Цельсия
Катодная плотность тока – 3-7 А/дм2

В качестве анодов можно применять металлургические сплавы железа и никеля или пластины из никеля и железа. Если применять пластины, то необходимо выдержать соотношение площадей. Площадь никелевой пластины должна быть в три раза больше железной.

Солянокислый электролит получения сплава железо-никель имеет состав:

Компонент г/л
Железо хлористое 150-160
Никель хлористый 2-4
Кислота соляная 2-4

Режим работы электролита:
Температура – 50 градусов Цельсия
Катодная плотность тока – 10 А/дм2

Недостатком этого электролита является насыщение водородом изделий, если проводить электролиз током, больше указанного. Это увеличивает хрупкость металлов.

Сульфаматный и фторборатный электролит сплава железо-никель. Этот электролит обеспечивает высокую скорость осаждения, минимальные внутренние напряжения и эластичность осадка. Но из-за сложности состава и высокой стоимости компонентов он не нашел широкого применения в промышленности. Поэтому в статье не приведен его состав.