Vol. 51 (2015), Issue 1, p. 66-75

Electrodeposition of Fe and Composite Fe/ZrO2 Coatings from a Methanesulfonate Bath

Protsenko V.S., Vasil'eva E.A., Smenova I.V., Baskevich A.S., Danilenko I.A., Konstantinova T.E., Danilov F.I.

Abstract

УДК 544.65:621.357

 

The electrodeposition of iron and composite iron-zirconia coatings from a methanesulfonate electrolyte was investigated. The current efficiency of iron deposition reaction was stated to be sufficiently higher in methanesulfonate electrolytes than in usual sulfate baths. Iron coatings electrodeposited from a methanesulfonate bath have a nano-crystalline structure. The Fe coatings obtained from methanesulfonate baths are harder than those deposited from sulfate baths because of the strengthening effect by the Hall-Petch mechanism. The composite Fe/ZrO2 coatings can be obtained from the iron electroplating baths containing the particles of zirconia stabilized by 3 mol % yttria. The kinetics of ZrO2 particles co-deposition with iron in methanesulfonate electrolytes obeys Guglielmi's model. The insertion of zirconia particles into the iron matrix results in an appreciable increase of the coatings microhardness via the dispersion strengthening mechanism.

 

Keywords: electroplating, iron, zirconia, composite coating, methanesulfonate electrolyte.

 

 

Исследовано электроосаждение железных и композиционных железо-диоксидно-циркониевых покрытий из метансульфонатного электролита. Установлено, что выход по току реакции осаждения железа в метансульфонатном электролите существенно выше, чем в обычном сульфатном электролите. Железные покрытия, электроосажденные из метансульфонатного электролита, обладают нанокристаллической структурой. Fe осадки, полученные из метансульфонатных электролитов, отличаются большей твердостью в сравнении с покрытиями, осажденными из сульфатных электролитов, в результате проявления эффекта упрочнения по механизму Хэлла-Петча. Композиционные Fe/ZrO2 покрытия могут быть получены из электролитов железнения, содержащих частицы диоксида циркония, стабилизированного 3 мол. % оксида иттрия. Кинетика соосаждения частиц ZrO2 с железом из метансульфонатных электролитов описывается моделью Гуглиельми. Включение частиц диоксида циркония в железную матрицу приводит к существенному увеличению микротвердости вследствие механизма дисперсионного упрочнения.

 

Ключевые слова: электроосаждение, железо, диоксид циркония, композиционное покрытие, метансульфонатный электролит.

 

 

Download full-text PDF. 1102 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.