particularităţile procesului de cromare cu utilizarea dispozitivului ...

ACADEMIA DE ŞTIINŢE A MOLDOVEI
INSTITUTUL DE FIZICĂ APLICATĂ
IVAŞCU SERGIU
Cu titlu de manuscris
C.Z.U:621.35:621.9.047
PARTICULARITĂŢILE PROCESULUI DE CROMARE
CU UTILIZAREA
DISPOZITIVULUI INDUCTIV- CAPACITIV
02.00.05 – ELECTROCHIMIE
Teză de doctor în tehnică
Conducător ştiinţific: ____________ Gologan Viorel, doctor habilitat,
profesor universitar
____________ Bobanova Jana, doctor în chimie,
conferenţiar universitar
Autorul: ____________
CHIŞINĂU, 2012

© Ivaşcu Sergiu, 2012
2

CUPRINS
ADNOTĂRI…………………………………………………………………………….
LISTA ABREVIERILOR.……………………………………………………………...
ÎNTRODUCERE…………………………………………………………………………
1. PARTICULARITĂŢILE PROCESULUI DE CROMARE ........……........……………
1.1. Domeniul de utilizare a cromului electrolitic……………………………………
1.2. Interpretări fundamentale a fenomenului de reducere a cromului………………..
1.3. Interpretarea fenomenelor oscilatorii şi rezonatorii în electrochimie……………..
1.4. Formularea problemei de cercetare…….………………………………………...
1.5. Concluzii la capitolul 1…………………………………………………………
2. METODICA GENERALĂ DE CERCETARE…………………………………...
2.1. Obiectele şi metodele de cercetare………………………………………………...
2.2. Metodica de cercetare a cineticii procesului electrolitic
de depunere a cromului……………………………………………………………
2.3. Metodica de cercetare a parametrilor fizico-mecanici
şi exploatare ai depozitelor de crom…………………………………………………...
2.4. Aprecierea erorilor pentru rezultatele măsurărilor………………………………...
2.5. Concluzii la capitolul 2…………………………………………………………
3. PARTICULARITĂŢILE CINETICII PROCESULUI DE CROMARE
CU UTILIZAREA DISPOZITIVULUI INDUCTIV-CAPACITIV ……………
3.1. Influenţa parametrilor de reglare L si C ai dispozitivului
inductiv-capacitiv asupra procesului de polarizare………………………………..
3.2. Influenţa parametrilor de reglare a dispozitivului inductiv-capacitiv
asupra componentelor variabile…………………………………………………...
3.3. Influenţa parametrilor de reglare a dispozitivului inductiv-capacitiv
asupra productivităţii procesului galvanic de cromare……………………………
3.4. Interpretarea datelor experimentare…………………………………………….
3.5. Concluzii la capitolul 3……………………………………………………..…….
4. PROPRIETĂŢILE CROMULUI DEPUS CU UTILIZAREA
DISPOZITIVULUI INDUCTIV-CAPACITIV……………………………………
4.1. Morfologia şi structura depozitelor de crom…………………………………….
4.2. Proprietăţile fizico-mecanice ale depozitelor de crom……………………………
4.3. Încercările de testare experimentală şi exploatare ale pieselor restabilite………..
4.4. Alte domenii de utilizare a dispozitivului inductiv-capacitiv…………………….
4.5. Concluzii la capitolul 4……………………………………………………………
SINTEZA REZULTATELOR OBŢINUTE…………………………………………..
CONCLUZII GENERALE ŞI RECOMANDĂRI………………….………………..
BIBLIOGRAFIE…………………………………………………………………………
3
pag.
5
8
9
13
13
21
28
36
37
38
38
41
44
47
50
51
51
55
65
68
78
79
80
95
108
116
124
125
126
128

ANEXA 1. Brevet de invenţie 3573 C2 2008.04.30.
Dispozitiv pentru procese electrochimice.......................................................
ANEXA 2. Brevet de invenţie 3517 G2 2008.02.29.
Sursă monofazată de curent pentru procese electrochimice……………..……
ANEXA 3. Brevet de invenţie 4031 C2 2010.04.30.
Procedeu galvanic de obţinere a pulberii de cupru…………………………….
ANEXA 4. Act de implementare a rezultatelor ştiinţifice…………………….………..
ANEXA 5. Proces tehnologic de cromare…………………………………….………..
ANEXA 6. Aprecierea unor aspecte tehnico-economice ale procedeului de cromare
cu dispozitiv inductiv-capacitiv …………………….……………………..
DECLARAŢIA PRIVIND ASUMAREA RĂSPUNDERII……………………………
CURRICULUM VITAE…………………………………………………………………
4
136
137
138
139
141
143
148
149

ADNOTARE
Ivaşcu S. Particularităţile procesului de cromare cu utilizarea dispozitivului inductiv-capacitiv.
Teză de doctor în tehnică la specialitatea 02.00.05 – Electrochimie: Chişinău, 2012.
Teza cuprinde introducere, 4 capitole, concluzii generale şi recomandări, 162 de titluri
bibliografice, 6 anexe, 127 pagini de text de bază, inclusiv 42 figuri şi 10 tabele. Rezultatele
obţinute sunt publicate în 24 lucrări ştiinţifice şi protejate prin 3 brevete.
Cuvintele-cheie: crom, electrodepunere, dispozitiv inductiv-capacitiv, inductanţă, capacitate,
polarizare, randament de curent, spectru, componente variabile, morfologie, structură, rezistenţă la uzură.
Domeniul de studiu: electrochimia.
Scopul şi obiectivele lucrării: ameliorarea procesului de cromare cu utilizarea
dispozitivului inductiv-capacitiv (DIC), stabilirea influenţei parametrilor DIC (L, С) asupra
procesului de acoperire, proprietăţilor depunerilor şi oportunitatea utilizării acestor dispozitive
pentru depunerea cromului şi altor acoperiri.
Noutatea şi originalitatea ştiinţifică. Pentru prima data s-a stabilit: influenţa parametrilor
DIC (Lop, Cop) asupra polarizării catodului şi spectrului componentelor variabile ale curentului
din circuit; la un potenţial al catodului mult mai pozitiv creşte randamentul de curent, structura
depunerilor devine mai uniformă cu agregate de dimensiuni mai mici; acoperirile cele mai
rezistente la uzură au fost obţinute pentru iК = 8,5kA/m 2 şi Lop, Cop, ceea ce prevede o creştere a
vitezei de depunere de la 30 până la 82μm/oră. S-a demonstrat posibilitatea obţinerii materialelor
noi prin modificarea condiţiilor de electroliză (B.I. MD 4031 C1 2010.04.30).
Semnificaţia teoretică. În lucrare este confirmată ipoteza despre posibilitatea dirijării
procesului galvanic prin selectarea parametrilor dispozitivului inductiv-capacitiv. Se presupune că
creşterea randamentului de curent se datorează modificărilor în grosime şi structură a filmului
coloidal, care facilitează procesul de difuzie. Depunerea acoperirilor cu o structură mult mai
omogenă şi agregate mai mici, ar putea fi condiţionată de schimbările difuzionale, ce contribuie la
creşterea numărului centrelor de cristalizare. Prin creşterea microdurităţii şi rezistenţei la uzură a
acoperirilor se poate menţiona despre rolul important al hotarelor agregatelor cristalitice în
procesul de deformare şi distrugere a depunerilor.
Valoarea aplicativă a lucrării. Recomandările elaborate ale tezei pot fi valorificate prin
conceperea si implementarea proceselor tehnologice de cromare a pieselor de maşini, care în
condiţii optime de electroliză (ik = 8,5kA/m 2 , L = 0,199mH, C = 0,024F) permit o creştere de 2,5 ori
a vitezei de depunere şi de 2 ori rezistenţa la uzură a acoperirilor, prin aceasta asigurându-se un
efect economic de 1500 lei pentru 1m 2 . Sunt propuse un nou dispozitiv (B.I. MD 3573 C2
2008.04.30) şi o nouă sursă monofazată (B.I. MD 3517 G2 2008.02.29).
5

АННОТАЦИЯ
Ивашку С. Особенности осаждения хрома с использованием индуктивно-емкостного
устройство. Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук по
специальности 02.00.05 – Электрохимия: Кишинев, 2012.
Диссертация включает: введение, 4 глав, общие выводы и рекомендации,
библиографию из 162 источников и 6 приложении, 127 стр. основного текста, 42 рисунков и
10 таблиц. По теме диссертации опубликованы в 24 научных работах, получены 3 патентов.
Ключевые слова: хром, электроосаждение, индуктивно-емкостное устройство,
индуктивность, емкость, поляризация, выход по току, спектр, переменные составляющие,
морфология, структура, износостойкость.
Область исследования: электрохимия.
Цель работы: совершенствование процесса хромирования с использованием
индуктивно-емкостное устройства (ИЕУ), определить степень влияния параметров ИЕУ
(L, С) на процесс осаждения и свойства покрытий и целесообразность применения этих
устройств при осаждении хрома и других покрытий.
Научная новизна и оригинальность результатов. Впервые установлено: влияние
параметров ИЕУ (Loп, Coп) на поляризацию электрода и спектр переменных составляющих;
при более положительным потенциале катода повышается выход по току, структура
покрытия становится более однородной с меньшими размерами агрегатов; при Loп, Coп более
износостойкостью обладали покрытия полученные при iК = 8,5кA/m 2 , что обеспечивает
увеличение скорости осаждения осадков с 30 до 82мкм/час. Показано, что изменяя условия
электролиза можно получать новые материалы (патент MD 4031 C1 2010.04.30).
Теоретическая значимость. В работе подтверждена гипотеза о возможности управления
гальваническим процессом изменением параметров ИЕУ. Предполагается, что увеличение
выхода по току происходит в результате изменения толщины и структуру коллоидной пленки,
что облегчает протекание диффузионного процесса. Осаждение покрытий с более однородной
структурой и агрегатами меньших размеров видимо, вызвано диффузионными изменениями,
что способствуют увеличению количества центров кристаллизации. Увеличение
микротвердости и износостойкости покрытий позволяет утверждать о повышенной роли
границу агрегатов в процессе деформации и разрушения осадков.
Прикладная значимость работы. Разработанные рекомендации диссертации могут
быть использованы в разработке технологических процессах хромирования деталей машин,
обеспечивающие увеличение скорости осаждения в 2,5 раза и износостойкости покрытий в
2 раза при оптимальных условиях электролиза (iК = 8,5кA/m 2 , L = 0,199мГн, C = 0,024Ф), что
обеспечивает экономический эффект в 1500 лей на 1 м 2 . Предложены новое ИЕУ (патент
MD 3573 C2 2008.04.30) и однофазный источник (патент MD 3517 G2 2008.02.29).
6

SUMMARY
Ivascu S. Peculiarities of chromium deposition process using inductance-capacitor device.
PhD thesis in technical sciences, specialty 02.00.05 – Electrochemistry: Kishinev, 2012.
The thesis includes Introduction, 4 Chapters, General conclusions and recommendations, List
of references from 162 bibliographic sources, 6 Annexes, 127 pages of the main text, 42 figures
and 10 tables. The results are published in 24 scientific papers, and protected by three patents.
Key words: Chromium, electrodeposition, inductive-capacitive device, inductance,
capacitance, polarization, power yield, spectrum, variable components of current, morphology,
structure, resistance to wear.
Area of study: electrochemistry.
The purpose and main objectives of research: improving the process of chromium using
inductively-capacitance device (ICD), determine the degree of influence of the parameters ICD
(L, C) on the deposition process and properties of the coatings and the feasibility of these devices
is the deposition of chromium and other coatings.
Scientific novelty and originality of research. First established: the influence of
parameters on the polarization of the electrode ICD and range of the variable components, with a
more positive potential of the cathode (Lop, Cop) increases the current output, structure of the
coating becomes more uniform with smaller units, with Lop, Cop had more wear resistant coatings
obtained by iК = 8.5kA/m 2 that provides an increase in deposition rate of precipitation from 30 to
82 microns/hour. It is shown that changing the conditions of electrolysis, it is possible to obtain
new materials (patent MD 4031 C1 2010.04.30).
The theoretical significance. We confirmed the hypothesis of the possibility of galvanic
process control parameters change inductance-capacitance devices. It is assumed that the increase
in current efficiency is due to the change in thickness and structure of the colloidal film, which
facilitates the diffusion process. Deposition of coatings with a homogeneous structure and smaller
aggregates seem to be caused by the diffusion changes that help to increase the number of
crystallization centers. The increase of microhardness and wear resistance of coatings suggests a
heightened role of the border units in the process of deformation and fracture of deposition.
Implementation of scientific results. Recommendations of the thesis can be realized by
designing and implementing processes for chrome car parts, which increases the deposition rate
of 2,5 times the wear resistance of coatings to 2 times in optimal conditions of electrolysis
(iК = 8.5kA/m 2 , L = 0,119mH, C = 0,024F), which provides economic benefits to the 1500 lei per 1m 2 .
We propose a new ICD (patent MD3573 C2 2008.04.30) and single-phase source (patent MD
3517 G2 2008.02.29).
7

LISTA ABREVIERILOR
DIC – dispozitiv inductiv-capacitiv,
L – valoarea inductivităţii,
C – valoarea capacităţii,
Lop – valoarea optimă a inductivităţii,
Cop – valoarea optimă a capacităţii,
tel – temperatura electrolitului,
ik – densitate catodică de curent,
M/S – interfaţă metal-soluţie (electrolit),
ηk – randament de curent,
s – secundă,
min – minută,
Hμ – microduritate,
vd – viteza de depozitare,
h – grosimea acoperiri,
CAF – caracteristica amplitudine-frecvenţă,
LUR – lichid de ungere şi răcire,
Kp – coeficientului de pulsare,
Ra – abaterea medie aritmetică a profilului evaluat,
Rz – înălţimea maximă a profilului,
Ku – criteriul de uniformitate,
P – solicitarea aplicată,
M – moment de rotire,
f – coeficientul de frecare,
IU – intensitatea uzurii,
W– uzura liniară.
8

ÎNTRODUCERE
Actualitatea şi importanţa problemei abordate. Procesul galvanic de depunere a
cromului ocupă o pondere mare în ramurile de vârf ale industriei constructoare de maşini. În
mare parte aceasta se datorează particularităţilor determinante ale cromului electrolitic –
stabilitatea chimică înaltă, duritatea şi rezistenţa sporită la uzare mecanică. Din volumul
considerabil de lucrări ce vizează creşterea vitezei de depunere, în mare parte au fost propuse
metode de depozitare şi electroliţi – toate având drept scop creşterea densităţii de curent, dar care
nu şi-au găsit o utilizare pe scară largă. [1-29].
În prezent, cu toate că a fost efectuat un volum apreciabil de cercetări, cel mai răspândit
electrolit din producere este electrolitul universal (standard). Principalul neajuns al acestui
proces rămâne a fi viteza de depozitare redusă a cromului (~ 30μm/oră) [10-14].
Pentru rezolvarea acestei sarcini e oportună utilizarea dispozitivului inductiv-capacitiv
(Пат. 1621559 (СССР) 1990), conectat consecutiv în circuitul “sursă de alimentare – baie
galvanică“, când prin variaţia capacităţii şi inductivităţii, se poate de exercitat asupra procesului
de depunere a acoperirilor de crom [89]. Necătînd la testările reuşite ale dispozitivului în condiţii
de producere, studii sistematice în vederea determinării influenţei parametrilor DIC asupra
procesului de depunere a cromului şi proprietăţilor lui n-au fost realizate.
De aceea, s-a sesizat necesitatea unor investigaţii, mult mai profunde, în studierea şi
ameliorarea procesului de cromare, pentru determinarea modului de influenţă a parametrilor
dispozitivului (L, С) asupra cineticii, vitezei de depozitare a cromului din electrolit universal,
proprietăţilor fizico-mecanice, precum şi în elaborarea recomandărilor tehnologice.
Scopul şi obiectivele lucrării: ameliorarea procesului de cromare cu utilizarea
dispozitivului inductiv-capacitiv (DIC), stabilirea influenţei parametrilor DIC (L, С) asupra
procesului de acoperire, proprietăţilor depunerilor şi oportunitatea utilizării acestor dispozitive
pentru depunerea cromului şi altor acoperiri.
Suportul metodologic şi teoretico-ştiinţific îl constituie metodologia şi conceptul
studierii şi perfecţionării tehnologiei cromării. Pentru realizarea obiectivelor propuse în vederea
determinării influentei parametrilor DIC (L, C) asupra procesului de depunere şi proprietăţilor
acoperirilor de crom au fost utilizate metode convenţionale de cercetare, aparataj şi echipamente
care au asigurat validitate şi fiabilitatea rezultatelor investigaţiilor. Rezultatele studiilor de
laborator au fost confirmate prin teste de producţie.
Lucrarea expusă a fost concepută şi realizată parţial în cadrul Universităţii Tehnice a
Moldovei conform temei bugetare Nr.49 “Aplicarea fenomenelor de rezonanţă la procesele
9

tehnologice” şi planului de cercetare a catedrei “Maşini-Unelte şi Scule Aşchietoare” (1994-
1996) şi finalizată în cadrul laboratorului “Prelucrarea Electrochimică a Materialelor” al
Institutului de Fizică Aplicată, Academia de Ştiinţe a Republicii Moldova.
Noutatea şi originalitatea ştiinţifică a rezultatelor obţinute constă în:
– pentru prima data s-a stabilit influenţa parametrilor DIC (L, C) asupra polarizării catodului:
potenţialul catodului depinde de valorile inductanţei şi capacităţii dispozitivului;
– pentru prima data s-a stabilit influenţa parametrilor DIC (L, C) asupra spectrului
componentelor variabile ale curentului din circuitul galvanic: în cazul creşterii amplitudinilor
şi extinderea spectrului, potenţialul catodului s-a deplasat în regiunea mai pozitivă şi invers;
– creşterea randamentul de curent la un potenţial al catodului, mult mai pozitiv, când pentru
una şi aceeaşi densitate de curent (iК = 5,5kA/m 2 ) se înregistrează o creştere a vitezei de
depunere de la 33 (13%) până la 50μm/oră (19%);
– determinarea limitei superioare a densităţii catodice de curent pentru electrolitul universal,
regim staţionar – iК = 8,5 – 10,0 kA/m 2 ; posibilitatea obţinerii depunerilor lucioase până la
densităţi de curent 12,0kA/m 2 ;
– stabilirea, pentru aceleaşi condiţii de depunere (ik = 5,5kA/m 2 ), o majorare a microdurităţii
Hµ acoperirilor de la 9GPa până la 11GPa, iar pentru ik = 8,5-10,0kA/m 2 până la 12GPa;
– determinarea şi aplicarea regimurilor tehnologice optimale, care permit ameliorarea morfologiei
şi structurilor depunerilor, devenind mai uniforme, cu agregate de dimensiuni mai mici;
– mărirea cu 30% a rezistenţei la uzură a acoperirilor de crom, obţinute cu utilizarea DIC
(Lop, Cop) la aceeaşi densitate de curent, ca şi în condiţiile convenţionale, şi de 2,3 ori –
pentru cele depuse la ik = 8,5kA/m 2 .
Problema ştiinţifică importantă soluţionată. Rezultatele obţinute în teză permit
perfecţionarea procesului de cromare, oferă posibilitatea obţinerii materialelor noi prin
modificarea condiţiilor de electroliză.
Semnificaţia teoretică. În lucrare este confirmată ipoteza despre posibilitatea dirijării
procesului galvanic prin selectarea parametrilor dispozitivului inductiv-capacitiv. Se presupune că
creşterea randamentului de curent se datorează modificărilor în grosime şi structură a filmului
coloidal, care facilitează procesul de difuzie. Depunerea acoperirilor cu o structură mult mai
omogenă şi agregate mai mici, ar putea fi condiţionată de schimbările difuzionale, ce contribuie
la creşterea numărul centrelor de cristalizare; prin creşterea microdurităţii şi rezistenţei la uzură a
acoperirilor se poate menţiona despre rolul important al hotarelor agregatelor cristalitice în
procesul de deformare şi distrugere a depunerilor.
10

Valoarea aplicativă a lucrării. Recomandările elaborate ale tezei pot fi valorificate prin
conceperea si implementarea proceselor tehnologice de cromare a pieselor de maşini, care în
condiţii optime de electroliză (ik = 8,5kA/m 2 , L = 0,119 mH, C = 0,024F) permit o creştere de
2,5 ori a vitezei de depunere şi de 2 ori rezistenţa la uzură a acoperirilor, prin aceasta asigurânduse
un efect economic de 1500 lei pentru 1m 2 . Sunt propuse un nou dispozitiv (B.I. MD 3573 C2
2008.04.30) şi o nouă sursă monofazată (B.I. MD 3517 G2 2008.02.29).
Rezultatele ştiinţifice principale înaintate spre susţinere:
1. Legitatea influenţei parametrilor L, C ai dispozitivului inductiv-capacitiv asupra
polarizării electrodului şi valorii componentelor variabile ale curentului, randamentului
şi vitezei de depozitare a cromului.
2. Influenţa parametrilor DIC (L, C)asupra morfologiei, rugozităţii, structurii, proprietăţilor
fizico-mecanice ale depozitelor de crom.
3. Determinarea condiţiilor optime de depunere a cromului; rezultatele încercărilor de
testare şi aprecierea indicilor tehnico-economici ai procesului de cromare cu utilizarea
dispozitivului inductiv-capacitiv.
Implementarea rezultatelor ştiinţifice. Rezultatele cercetărilor şi calculelor au fost
experimentate şi incluse în exploatare prin restabilirea arborilor pompei hidraulice tip TB-11-
25A (organizaţia “MOLDOVAHIDROMAŞ” NPF FSP-S.T.T.”), utilizată la o instalaţie de
producere a emulsiei (cu o concentraţie de până la 3% celuloză) pe baza uleiului de floareasoarelui.
Cea mai mare rezistenţă la uzură a fost stabilită pentru cuplele de frecare cromate la
densitate de curent iК = 8,5-10,0kA/m 2 şi parametrii optimi ai dispozitivului (L = 0,119mH şi
C = 0,024F), care a asigurat creşterea durabilităţii pompei mai mult de 2 ori.
Aprobarea rezultatelor ştiinţifice. Principiile de bază ale tezei şi rezultatele cercetărilor
au fost indicate în materialele conferinţelor şi discutate în cadrul: Simpozionului Comunicări
Ştiinţifice Internaţionale dedicate academicianului Iu. Petrov, UASM, Chişinău, 1996; Conferinţa
internaţională de comunicări ştiinţifice consacrată aniversării a 35-a UTM, Tehnologii Moderne.
Calitate. Restructurare. Chişinău, 1999; Conferinţa Fizicienilor din Moldova. CFM-2005. 19-20
Octombrie, 2005, Chişinău, Moldova; Conferinţei internaţionale de comunicări ştiinţifice
consacrată aniversării a 35-a UTM, 27-29 mai, 1999, Chişinău, Moldova; 4 th International
Conference on Materials Science and Condensed Matter Physics. September 23-26, 2008, Chişinău,
Moldova; II, III Международная научно-технической конференция “Электрохимические и
электролитно-плазменные методы модификации металлических поверхностей”, Кострома, Россия,
2007, 2010; I, II, III Международная научно-технической конференция “Современные методы
в теоретической и экспериментальной электрохимии”, Плес, Ивановская обл., Россия, 2008,
11

2010, 2011; Simpozionului Ştiinţific Internaţional dedicat aniversării a 75 de ani UASM. Chişinău,
2008; V Український з′їзд з електрохімії, 20-24 жовтня, Чернівці, Украина, 2008; V international
scientific conference “BALTTRIB′2009”, 19-21 november, Kaunas, Lithuania, 2009; VI
Украинский съезд по электрохимии, 19-23 сентября, Днепропетровск, Украина, 2011.
Publicaţiile la tema tezei. Rezultatele tezei au fost valorificate prin publicarea 24 lucrări
ştiinţifice, teze şi materiale ale comunicărilor ştiinţifice, au fost primite 3 brevete de invenţii.
Volumul şi structura tezei. Teza este scrisă în limba română, conţine 149 pagini de text,
formule şi expresii (127 pagini de text de bază), 42 figuri, 10 tabele şi 162referinţe bibliografice, 6
anexe şi este structurată în: introducere, patru capitole, sinteza rezultatelor obţinute, concluzii
generale şi recomandări, bibliografie şi anexe.
Cuvintele-cheie: crom, electrodepunere, dispozitiv inductiv-capacitiv, inductanţă, capacitate,
polarizare, randament de curent, spectru, componente variabile, morfologie, structură, rezistenţă la uzură.
Sumarul compartimentelor tezei
În Introducere sunt expuse informaţii despre esenţa, actualitatea şi gradul de cercetarea a
temei abordate. Sunt enunţate obiectivele lucrării, inovaţia ştiinţifică şi valoarea ei aplicativă,
precum şi rezultatele ştiinţifice principale înaintate spre susţinere.
Capitolul 1 prezintă o analiza ampla a interpretările fundamentale ale procesului de reducere a
cromului. Sunt abordate şi sistematizate modalităţi de descriere a sistemelor electrochimice din
considerentele teoriilor circuitelor de curent alternativ şi pulsatoriu, sunt expuse unele interpretări a
fenomenelor oscilatorii şi rezonatorii în electrochimie. Sunt formulate problemele de cercetare.
În Capitolul 2 sunt analizate obiectivele şi metodele de cercetare, este dată descrierea
echipamentului de lucru, este argumentată selectarea electrolitului de cromare etc.
Capitolul 3 este consacrat determinării influenţei parametrilor DIC asupra cineticii
procesului de depunere, studiindu-se relaţia dintre densitatea de curent, potenţialul catodului,
spectrele componentelor variabile înregistrate, randamentului de curent etc.
Capitolul 4 se dedică studiului influenţei parametrilor DIC asupra formării morfologiei, structurii
şi proprietăţilor fizico-mecanice ale acoperirilor. Tot în acest capitol sunt prezentate rezultatele
cercetărilor şi calculelor promovate spre realizare prin restabilirea arborilor pompei hidraulice TB-11-
25A; eficacitatea tehnico-economică a procesul de cromare, conform recomandările tehnologice propuse.
Tot aici sunt prezentate unele domenii de utilizare DIC, demonstrându-se posibilitatea obţinerii
materialelor noi prin modificarea condiţiilor de electroliză; sunt propuse un nou dispozitiv şi o
nouă sursă monofazată pentru procese electrochimice.
Lucrarea se finalizează cu concluzii finale şi recomandări formulate în baza rezultatelor
integre a lucrării, este menţionat gradul realizării scopului şi obiectivele înaintate de teză.
12

1. PARTICULARITĂŢILE PROCESULUI DE CROMARE
1.1. Domeniul de utilizare a cromului electrolitic
Particularităţile determinante a cromului electrolitic, care de fapt au şi servit cauzei
răspândirii lui, sunt stabilitatea chimică remarcabilă, duritatea şi rezistenţa fenomenală la uzură
mecanică. Toate acestea, asociate cu posibilitatea de depunere a unor acoperiri apreciabil de
groase, cu înalte capacităţi de aderenţă la bază, determină domeniile de aplicare efectivă ale
cromării electrolitice. Aici sunt incluse tehnologiile de finisare ale pieselor (cromarea lucioasă
decorativă şi decorativ-protectoare), împotriva coroziei (cromarea anticorozivă), iar rezistenţa
majorată la uzare a pieselor aflate în diferite tipuri de contact şi posibilitatea de restabilire a
suprafeţelor uzate – pledează pentru cromarea galvanică [1-13].
Cromarea lucioasă decorativă şi decorativ-protectoare, se prezintă ca una din cele mai
răspândite procedee de finisare prin intermediul depozitării metalice, fiind caracteristică
principalului domeniu de aplicare – industriile constructoare a mijloacelor de transport,
producătoare de instrumente medicale şi a echipamentelor de uz casnic [1-13]. Ca o metodă de
finisare se prezintă procedeul de cromare neagră, utilizat cu succes în industria optică şi
constructoare de aparataj, când, pe lângă parametrii decorativ-protectori, se necesită un
coeficient de reflectare minim [10-15].
Reieşind din criteriile de apreciere a eficacităţii, cel mai esenţial efect tehnico-economic
este înregistrat pentru cromarea dură şi anticorosivă. Majorarea duratei de funcţionare a pieselor
şi, în general, a organelor de maşini, ca rezultat al măririi rezistenţei la uzură cel puţin a uneia
din piesele componente, contribuie unei exploatări comune mai îndelungate, la majorarea
fiabilităţii tehnico-exploatative a produselor. Astfel, duritatea depunerilor de crom, realizate în
condiţii determinate, atinge 750-1200HV, iar microduritatea – până la indicii 13000-14000MPa,
fapt, ce dă posibilitatea utilizării unor mărci de oţel (materie primă) cu mult mai ieftine, din
considerentele asigurării capacităţii de funcţionare doar din partea stratului superior dur [4-14,
16-21]. Datorită capacităţii accentuate de pasivare, combinată cu o capacitate antitermică
deosebită (depunerile de crom rezistând până la T = 750-780K) cromul este pe larg utilizată
pentru majorarea rezistenţei termice a pieselor în special, când cementarea sau nitrurarea lor este
imposibilă, sau când se solicită protejarea în medii extrem de ostile. Toate acestea, oferă
posibilitatea cromării pe scară largă a unei nomenclaturi enorme de piese din industriile
constructoare de automobile, nave, motoare, aero-spaţiale etc. [1-29].
Cromarea dură se realizează cu succes la producerea pieselor cu destinaţie specială (calibre,
verificatoare, tarozi, filiere, matriţe, poansoane sau cochile pentru material plastic) [10-14].
13

La rândul sau, rezistenţa esenţială la uzură, împreună cu diminuarea esenţială a pierderilor
energetice pentru depăşirea frecării (cromul caracterizându-se prin cel mai mic coeficient de
frecare din toate metalele utilizate în industria constructoare de maşini, kf = 0,05-0,16, oferă
producătorilor de motoare posibilitatea aplicării acoperirilor de crom pentru aşa piese
importante, cum sunt cilindrii, bolţurile, segmenţii de piston, arborii cotiţi, care, în cele mai
frecvente cazuri, sunt supuse unor solicitări enorme, presiuni şi temperaturi foarte ridicate, la o
lubrifiere mai puţin decât satisfăcătoare [16-29]; ceva similar se observă şi pentru maşinileunelte,
pentru care se cromează diferite piese rotative, axe principale, roţi dinţate, bucşe, lagăre
etc. [10-13, 16-29].
O însemnătate deosebită o are utilizarea cromării dure, în deosebi, la restabilirea
dimensională şi recondiţionarea pieselor uzate ale unităţilor din dotarea parcurilor
automecanizate; se evidenţiază printr-o nomenclatură foarte variată de piese, de cele mai multe
ori, producerea purtând un caracter individual sau serie mică. În acest context, este foarte esenţial
de a se reduce cheltuielile de reparaţie, când câteva zeci de microni de crom dur, depuşi în
condiţii de producere, exclud un proces extrem de voluminos cum este obţinerea căror-va sute de
microni de crom, eventual necesare [4-9, 16-29, 91, 93].
Luându-se în consideraţie sfera vastă de utilizare a cromului electrolitic, evident, că
elaborării electroliţilor pentru cromare şi selectării metodelor le-au fost acordate un număr
enorm, pe măsură, de cercetări, toate având scopul obţinerii unor parametri determinativi atât a
procesului, cât şi rezultantei lui – acoperirile propriu-zise [30, 33-45].
În comparaţie cu alte procese galvanice, cromarea se caracterizează printr-un şir de
particularităţi distinctive. În primul rând, electrolitul nu conţine drept component principal o sare
de crom ci un amestec de acizi cromici. Potrivit datelor termodinamice cromul ar trebui să fie
obţinut electrochimic din soluţiile de anhidrida cromică CrO3, dar în realitate, în aşa împrejurări,
decurge numai o singură reacţie – reducerea şi degajarea catodică a hidrogenului (caracteristică
procesului de cromare), o reacţie, cu mult mai lejeră decât pentru crom, care începe la un
potenţial mult mai pozitiv ϕK = – (0,85 – 0,90)V [10, 30, 37-39].
În al doilea rând, procesul de cromare se caracterizează prin ordinul densităţii minime de
curent, la care începe depunerea cromului, de câteva ori mai mare, decât pentru alte metale (Zn,
Fe, Cu, Ag etc.) [10-14].
În al treilea rând, pe lângă componentul principal CrO3, în electrolitul de cromare trebuie
să fie prezenţi într-o anumită proporţie anioni activi străini, cum ar fi SO − 2
4 , F – , SiF − 2
6 sau
14

amestecul acestora [5-30]. În lipsa anionilor străini, la densităţi de curent obişnuite, cromul nu se
depune, iar procesul catodic e constituit, practic, numai de degajarea abundentă a hidrogenului.
Depunerea electrolitică în scopuri practice se efectuează în exclusivitate din soluţiile
hidrice ale cromului hexavalent. Cel mai des se utilizează adaosuri de sulfat SO − 2
4 , iar electrolitul
de bază constă din anhidridă cromică CrO3 şi acid sulfuric H2SO4 dizolvaţi în apă. La dizolvarea
anhidridei cromice CrO3 în apă se formează un amestec de acizi policromici [11, 30-39]: pentru
varianta diluată persistă modificaţia H2[CrO4], pentru concentraţie medie – H2[CrO3(CrO4)]. Pe
măsura complicării compoziţiei acizilor cromici, nivelul lor de disociere e în permanenţă
creştere, ceea ce din punct de vedere a conductibilităţii electrice a electrolitului este foarte
binevenită [30-39]. La mărirea ulterioară a concentraţii se formează amestecul de acizi –
H2[CrO2(CrO4)2] şi H2[CrO3(CrO4)3].
Concentraţia acidului cromic în baie poate să varieze în limite foarte largi, fără să se
observe vreo modificare vizibilă a calităţilor depunerilor: limita inferioară este de 120-150kg/m 3
– CrO3, iar cea superioară de 600kg/m 3 – CrO3; concentraţia optimă utilizată în practică fiind de
250kg/m 3 . Raportul dintre acidul cromic şi acidul sulfuric e cuprins între 80:1 şi 120:1, în
general, lucrându-se cu o concentraţie de 1% – SO − 2
4 raportată la anhidrida cromică (proporţie,
ce reprezintă limita valorilor maxime ale randamentului de curent), – electrolitul cu această
concentraţie primind denumirea de universal sau standard [11-14].
Una din particularităţile esenţiale ale electrolitului universal este, fără îndoială,
agresivitatea neînsemnată în raport cu oţelul (în lipsa unei polarizări anodice) şi plumbul, ce
exclude pericolul unei eventuale decapări ale pieselor de oţel în locurile neprotejate [11-14].
Electrolitul universal se distinge printr-o stabilitate, cu mult mai mare, comparativ cu alţi
electroliţii modificaţi de cromare, de nichelare, zincare, cuprare sau pentru depunerea fierului.
Într-o baie de crom în stare de funcţionare, se găseşte întotdeauna o cantitate, mai mică sau mai
mare, de Cr(III) şi, deliberat ori conştient, ionii altor metale, ca Fe(III), Ni(II), Cu(II), Zn(II),
Cd(II), Al(III) şi metalelor alcalino-pământoase, care, la concentraţii nu prea mari, nu cauzează
defecţiuni acoperirilor de crom [10, 12]. Mai mult decât atât, ionii Cr(III) îmbunătăţesc
considerabil puterea de dispersie a electroliţilor de cromare, neavând, însă, o influenţă
apreciabilă asupra randamentului de curent. La mărirea concentraţiei Cr(III) se constată o
îngustare a domeniului de obţinere a depunerilor lucioase, se majorează vâscozitatea
electrolitului şi micşorează conductibilitatea electrică, moment, ce se soldează cu o creştere ΔU ~
2-5V a diferenţei de potenţial UAK de la bornele băii [10-12]. Depăşirea concentraţiei c0 = 15-
20kg/m 3 condiţionează obţinerea unor depozite de crom fragil, care pentru valori c0 > 20kg/m 3
15

devin întunecate, asemănătoare acelor, ce se obţin la un conţinut scăzut de ioni-sulfat în baie sau
la temperaturi prea scăzute.
Altă particularitate a cromării este aceea, că indicii de apreciere a procesului şi calităţii
acoperirilor, comparativ cu alte procese galvanice, sunt caracterizaţi de o dependenţă cu mult
mai vădită faţă de regimul electrolizei: densitatea de curent şi temperatura, – factori, ce au o
influenţă foarte mare şi asupra exploatării normale a electrolitului universal, ca de altfel şi pentru
toţi electroliţii de cromare; ambii fiind într-o foarte strânsă legătură de interdependenţă, când
schimbarea unuia necesită corecţia celuilalt [7-15]. Doar aşa este posibil de obţinut acoperiri
calitative la un randament optim de curent.
Aspectul exterior al depunerilor de crom e într-atât de sensibil faţă de temperatura de
obţinere, încât nu se admit oscilaţii mai mari de ΔT ± 1-2K. Pentru concentraţia acidului cromic
de intervalul temperaturii de lucru este cuprins între 318-337K, cel mai des cromându-se la
temperatura T = 328K. Acestei temperaturi, îi corespunde cel mai larg interval de luciu –
raportul dintre limitele superioare şi inferioare a densităţilor de curent în care se obţin depuneri
lucioase de crom. Spre deosebire de alte procese de depunere a metalelor, majorarea ulterioară a
temperaturii (T > 338K) duce la o cădere bruscă a randamentului de curent, contribuind şi la
îngustarea intervalului de luciu, şi la mărirea intensităţii de evaporare a electrolitului [8-12].
Variaţia densităţii de curent are o influenţă, cu totul deosebită, faţă de temperatură: la
majorarea densităţii de curent randamentul de curent creşte [10-47]. În condiţii de lucru stabile,
fiecărei temperaturi îi corespunde o cotă minimă pentru densitatea de curent, mai jos de care,
cromul nu se depune. Creşterea randamentului de curent este rapidă, în special pentru zona
densităţilor de curent corespunzătoare acoperirilor lucioase: pentru T = 325-328K, ik = 5,0-
5,5kA/m 2 – ηk = 12-14%. Mărirea ulterioară a densităţii de curent contribuie la o creştere mai lentă
ηk însă, de acum, este necesară recurgerea la regimurile nestaţionare de cromare [7-29, 62, 63, 69].
Practicarea temperaturilor de electroliză medii (T = 318-328K) permit obţinerea unor
depuneri lucioase de crom, într-un interval foarte larg al densităţilor de curent (ik = 1,5-5,5kA/m 2 )
şi la o viteză de depunere cuprinsă între 18 şi 30μm/oră [10-14]. Depunerea cromului lucios este
posibilă şi pentru temperaturi mai ridicate (T = 343-348K), dar cu condiţia ca concentraţia CrO3
sa fie micşorată, iar densitatea de curent substanţial majorată (ik = 15,0-20,0kA/m 2 ) – procedeu
mai rar utilizat.
Cromul lucios se caracterizează de o aderenţă foarte bună pe materialul de bază (factor
hotărâtor pentru calitate şi efect protector), are o duritate 1200-1300HV şi o fragilitate relativ
redusă. Pentru depunerile lucioase de crom din băile cu sulfat e caracteristic un randament de
curent mediu (12-14%), care pentru densităţi de curent ridicate (caracteristic depunerilor
16

intermediare şi mate) se ridică până la 18-20%. În cazul când densitatea de curent depăşeşte
valoarea admisibilă pentru regimul determinat, se obţine un crom ars, întunecat cu tendinţe spre
exfoliere [11, 12].
Dintre particularităţile negative ale cromării se evidenţiază, în primul rând, randamentul de
curent extrem de redus – indice, ce conturează o vastă direcţie a cercetărilor, în privinţa
măsurilor de intensificare şi elaborărilor tehnologiilor din domeniu. În comparaţie cu alte
procese, electroliţii de cromare sunt caracterizaţi de o capacitate de dispersie şi o putere de
pătrundere foarte redusă, când, pentru majorarea uniformităţii de depozitare a cromului, se
necesită utilizarea unor metode speciale [7-29].
O altă particularitate a cromării este necesitatea utilizării numai a anozilor insolubili,
deoarece, având un randament anodic mai mare, în dependenţă de condiţiile electrolizei (T şi ik),
cromul trece cu mult mai rapid în electrolit (sub formă de ioni cu diferite valenţe), decât se
depozitează pe catod [11, 30].
Compuşii în care cromul este hexavalent sunt oxidanţi puternici, iar soluţiile lui toxice pot
fi antrenate în mediul înconjurător datorită gazelor degajate în proces. De aceea, pentru protecţia
medului şi îmbunătăţirea condiţiilor de lucru în halele pentru cromare, se necesită abordarea unor
măsuri specifice de securitate [48-50].
Analiza unui volum de cercetări şi investigaţii a tehnologiei cromării a constatat, că marea
majoritate a elaborărilor sunt contribuite îmbunătăţirii şi perfecţionării celui mai stabil şi sigur
electrolit – electrolitul universal de cromare [8-14]. Studiul la etapa actuală şi a perspectivelor
de dezvoltare constată [1-4], că cota parte a investigaţiilor şi perfecţionărilor aduse acestu-i
electrolit alcătuieşte: pentru SUA – 40%, Marea Britanie – 43%, Germania – 35%, Franţa –
33%, ţările ex-sovietice – 18%. Literatura de specialitate conturează două mari direcţii de bază:
● Perfecţionarea electroliţilor actuali şi elaborarea altora noi, în vederea asigurării obţinerii
unor depuneri de crom calitative cu proprietăţi fizico-chimico-mecanice determinate;
● Perfecţionarea proceselor actuale de cromare şi elaborarea altora noi, neconvenţionale,
cu posibilităţi esenţiale de intensificare, asigurând cromului electrolitic însuşiri performante.
Prima direcţie se caracterizează, în marea majoritate, prin modificarea compoziţiei
electrolitului universal, introducându-se adaosuri organice sau anorganice.
Pe lângă anionul sulfat, în electroliţii de cromare, după cum s-a menţionat anterior, se pot
adăuga fluoruri, fluorsilicaţi, hidroxizi. Astfel, s-au elaborat electroliţi reci, cu autoreglare, cu
tetracromat, rapizi, cu supersulfaţi [11-13, 16-28]. Toate aceste procedee, deşi sunt remarcate
prin unii parametri de proces, totuşi, în sferele de producere nu şi-au găsit o largă răspândire.
Cercetările din a 2-a direcţie de investigaţii au demonstrat, că perfecţionarea procedeelor
17

existente şi elaborarea altora neconvenţionale, pot fi realizate şi prin utilizarea unor noi
fenomene şi procese fizice. Acestea sunt realizate, în principiu, cu utilizarea unor regime de
curent nestaţionare sau hidrodinamice (cu renovare forţată a electrolitului în interstiţiului de
lucru), cu utilizarea diferitor câmpuri energetice etc.
Agitarea electrolitului în spaţiul imediat vecin al catodului accelerează procesul de difuzie
a ionilor de crom contribuind, astfel, la o oarecare majorare a randamentului de curent. În
majoritatea cazurilor, barbotarea se realizează prin utilizarea metodelor de cromare cu electrolit
circulant şi cu jet de lichid [26-29]. Cu toate, că mişcarea electrolitului are asupra procesului
catodic o influenţă evidentă, mecanismul difuziei ionului electroactiv prin filmul catodic spre
interfaţa electrod/soluţie nu este, încă, pe deplin determinat.
Alt mod de intensificare este suprapunerea unor câmpuri ultrasonore asupra procesului de
cromare. Până şi în prezent, influenţa ultrasunetelor asupra structurii cristaline a metalelor
depuse pe cale electrolitică este apreciată în mod foarte diferit, existând păreri contradictorii. Pe
de o parte se susţine că aceasta nu are nici o influenţă, iar pe de altă parte, că ultrasunetele
măresc capacitatea de transport şi de acoperire a băii [12]. Astfel, folosirea câmpului ultrasonor
are o influenţă apreciabilă mai ales pentru frecvenţele medii (fu = 20-40kHz), care contribuie la
majorarea vitezei electrodepunerii cromului – pentru ik ≤ 20,0kA/m 2 se atinge un randament de
curent ηk = 23-27%, influenţând benefic asupra proprietăţilor exploatative [11].
După cum s-a menţionat la începutul, un mod de perfecţionare a procesului de cromare, de
altfel şi pentru alte metale, este practicarea unei întregi game de condiţii nestaţionare ale
curenţilor electrici: variabili, inversaţi (reversibili), asimetrici, pulsatori etc. [11, 12, 62-64].
Curenţii, cu aşa parametri sunt generaţi fie prin suprapunerea pe curentul continuu ai curenţilor
de frecvenţă industrială, fie prin utilizarea dispozitivelor speciale, capabile să acopere un
diapazon foarte larg a duratei de comutare – de la câteva sute de secunde, până la câteva
milisecunde (în unele cazuri până la 10 –5 -10 –6 s), cu un coeficient de pulsaţie de 25-75% [11, 49-50].
Deşi, până-n prezent, mai sunt careva rezerve în privinţa mecanismului de acţiune asupra
proceselor de electrod, nefiind încă elucidat complet, aceste tehnologii neconvenţionale, operând
cu diferite forme ale curenţilor electrici, pot deschide noi posibilităţi în depunerea cromului (şi
nu numai) cu proprietăţi fizico-mecanice dorite. În literatura de specialitate se operează pe larg
despre aplicarea curenţilor inversaţi, variabili, asimetrici – atribuindu-le roluri esenţiale, cu toate
că în practică, sunt utilizaţi mult mai modest, în majoritatea cazurilor numai pentru electroliţi de
cromare modificaţi.
18

Există diferite păreri şi despre mecanismul de influenţă a curentului pulsant asupra
procesului de cromare [11, 12, 63, 69]. Utilizarea curentului pulsant, pentru diapazonul cuprins
în intervalul τi = 1-4s şi pauza τp = 0,2-0,5s, permite intensificarea procesului de cromare
recomandându-se densităţii de curent până la 20,0-25,0kA/m 2 şi temperaturi T = 333-343K [11, 69 ];
alte lucrări recomandă: τi = 120s, τp = 8-10s, ik = 6,0-12,0kA/m 2 , T = 331-333K [12, 63]. Un
lucru, însă este cert: parametrii curenţilor pulsanţi trebuie să fie într-o strânsă corelaţie cu
particularităţile de formare (stabilire) a potenţialului la interfaţa M/S mai ales, când durata
pulsaţiilor şi a pauzelor sunt comensurabile cu viteza de variaţie a potenţialului catodic [36, 64].
Alegerea parametrilor de proces trebuie efectuată cu evidenţa particularităţilor dezvoltării
proceselor de tranziţie la majorarea polarizării (de la starea staţionară a sistemului M/S până la
valoarea stabilită în decursul impulsului) şi micşorarea ei până la starea de staţionare în perioada
pauzei (de repaos) [63, 67, 83]. Astfel, durata impulsului se prezintă ca factorul, ce determina
viteza procesului, iar durata pauzei – factorul, ce determină proprietăţile depunerii, când
majorarea τp reduce cantitatea hidrogenului adsorbit de crom, contribuind la obţinerea unor
depuneri de crom lăptos-mat cu tensiuni interne reduse.
O altă direcţie de dezvoltare a procesului de cromare este elaborarea electroliţilor pe baza
sărurilor de crom (III); avantajul acestora fiind nocivitatea relativ redusă în comparaţie cu
compuşii hexavalenţi şi economicitatea procesului de cromare, exprimată printr-un randament
majorat de curent pentru reacţia Cr 3+ → Cr 0 , la un echivalent electrochimic de 2 ori mai mare
decât pentru acidul cromic. [10-15, 34-38]. Aceşti electroliţi ar fi prezentat o importanţă
deosebită, dar încă nu s-au rezolvat toate deficienţele depistate pe parcursul experimentărilor,
condiţionate atât de complexitatea chimică a electroliţilor de crom (III), cât şi de multitudinea de
variaţii a reacţiilor ce decurg la catod: depozitarea cromului metalic, degajarea hidrogenului,
reducerea ionilor Cr 3+ până la ioni Cr 2+ etc. [10-14, 34, 35, 38]. Informaţiile referitoare la
complecşii Cr(III) sunt foarte contradictorii – de rând cu concepţiile despre o reducere facilitată
a ionilor Cr 3+ există cercetări ce le infirmă, acordându-le un rol neesenţial [10, 30].
Astfel, electroliţii pe bază sărurilor de Cr(III) nu sunt destul de stabili şi nu pot fi folosiţi
pentru obţinerea unor depuneri de crom mai groase de câţi-va microni. În acest context, ar fi
necesar de menţionat despre dificultăţile întâlnite la efectuarea procesului de cromare, care
necesită intervenţii suplimentare – aplicarea curentului pulsant, acţionarea mecanică a catodului,
utilizarea ultrasunetului etc. [10, 13, 14, 30]. Alt aspect nefavorabil: depozitele de crom, obţinute
prin acest procedeu, includ un procent ridicat O2 (0,15-0,32%) şi Cr2O3 (~1%) – prezenţă, ce
contribuie considerabil asupra diminuării proprietăţilor mecanice ale cromului, făcându-l practic
neutilizabil [10].
19

Cu toate ca electroliţii modificaţi au unele avantaje faţă de electrolitul universal
(randament de curent catodic ridicat, o putere de pătrundere şi dispersie mai majorată, densitate
critică de curent mai mică ş. a.) în practică, totuşi, sunt utilizaţi cu mult mai rar. Unii dintre cei
mai importanţi şi principali factori, care au contribuit direct la această restrângere sunt toxicitatea
şi agresivitatea foarte înaltă – atât faţă de personal, cât şi faţă de materialele de confecţionare a
băilor galvanice şi materialul anozilor (plumbul se pasivează rapid şi chiar corodează, formând
săruri cu conductibilitate electrică redusă).
Astfel, utilizarea acestor electroliţi necesită băi speciale din inox, căptuşite cu PVC,
ebonită sau ceramică (materiale cu conductibilităţi termice extrem de reduse – aspect negativ şi
din punct de vedere energetic, fiind solicitate cheltuieli suplimentare pentru încălzirea sau răcirea
băilor) [11, 14, 20, 49, 50].
Alt moment, ce determină aplicarea pe scara larga sunt dificultăţile, ce ţin de dirijarea
procesului propriu-zis: necesitatea unui control riguros şi (comparativ cu electrolitului universal)
mult mai dificil a compoziţiei electroliţilor, iar procedura de corectare sau prelucrare periodică –
mai voluminoasă. În ceea ce priveşte adaosurile organice, la toate acestea se poate de mai
adăugat încă un neajuns – lipsa totală de metode, prin intermediul cărora ar fi fost posibil
controlul lor analitic, electroliţii fiind foarte instabili, modificându-se în timp.
Ceva similar se poate menţiona şi despre metodele de intensificare a procesului de cromare
prezentate mai sus. Deşi, în unele împrejurări, prezintă calităţi apreciabile, exprimate prin
parametrii de exploatare, nu sunt lipsite de neajunsuri substanţiale, care limitează utilizarea lor
practică: dificultăţile, ce însoţesc depunerea acoperirilor pe suprafeţe mai mari; inexistenţa unui
regim universal (sau câteva) pentru marea majoritate de procese întâlnite în producere, când
parametrii de reglare a surselor generatoare de curent se aleg individual, în dependenţă de
particularităţile constructive şi condiţiile de exploatare a piesei cromate şi, nu în ultimul rând –
complexitatea şi scumpetea utilajului necesar, care, în cele mai multe cazuri, depăşeşte
capacitatea utilizatorului, atât din punct de vedere a calificării, dar şi financiar.
1.2. Interpretări fundamentale ale fenomenului de reducere a cromului
Teoria electrolitică a cromului din soluţiile de acid cromic se plasează la cota celora mai
complicate şi, cu tot numărul mare de cercetări efectuate în această direcţie, nu există până în
prezent o explicaţie completă şi mulţumitoare a acestei probleme. Cercetările, ce definesc teoria
reducerii ionilor de crom (VI) au început cu mult înainte de etapa cromării pe scară largă.
20

Una din primele publicări, consacrate elucidării rolului ionului-sulfat în timpul actului de
reducere a acidului cromic se numără lucrările publicate de Carveth şi Curry, însă studierea
sistematizată a mecanismului electrodepunerii cromului a început mai târziu, odată cu publicarea
lucrărilor lui Sargent şi Liebreich [30, 31]. Cu toate că de atunci a trecut o bună parte de timp,
tematica acestor cercetări este actuală până şi în prezent.
La etapa actuală cercetările se realizează în 2 mari direcţii:
1. Reducerea succesivă (treptată) a ionilor de crom (VI) prin fazele sale intermediare –
crom (III) şi crom (II), până la metal;
2. Reducerea nemijlocită, directă a ionilor de crom (VI) până la metal.
Numărul enorm de experimente (Liebreich, Biuricov etc.) petrecute în soluţiile acidului
cromic cu diferite concentraţii, cu electrozi din platină, grafit, fier şi crom a contribuit la
formarea unei viziuni, conform căreia curba de polarizare (reprezentanta procesului de reducere
a ionilor Cr 6+ ) caracterizează reducerea ionilor de crom de diferită valenţă [30, 31].
După Liebreich, curba de polarizare e alcătuită din 4 ramificaţii, unde fiecărei din acestea îi
corespunde propriul proces electrochimic, exprimat prin reducerea intermediară a ionilor de
crom (VI) până la ioni de crom (III) şi crom (II); cei de la urmă fiind reduşi de hidrogenul atomar
H + până la metal [11]:
Cr 6+ → Cr 3+ → Cr 2+ →Cr 0 . (1.1)
Conform acestei teorii cromul metalic se depozitează pe catod, concomitent cu reducerea
ionilor H + . Aceleaşi opinii, privitor la mecanismul de reducere succesivă a ionilor de crom (VI)
prin fazele sale intermediare, au fost enunţate de Biuricov şi colab. [30, 31].
Delahay şi colab. în lucrările despre reducerea catodica a cromului presupun formarea şi
existenţa ionilor Cr 4+ , ca etapă intermediară între cromul hexavalent şi cromul trivalent [32].
Cercetările ulterioare din domeniu teoriei electroreducerii ionilor de crom (VI) din soluţiile
CrO3 sau efectuat în prezenţa ionilor-sulfat SO − 2
4 sau de altă speţă. Conform reprezentantului
primei direcţii Vagramian A. şi colab. [30, 33], este expusă părerea despre întâietatea reacţiei de
reducere Cr 3+ până la Cr 2+ , numai apoi fiind urmată de depozitarea cromului metalic.
Dacă, fără adaosul anionilor străini, curba de polarizare este deţinătoarea unei caracteristici
lente de creştere, când pentru tot intervalul densităţilor de curent la electrod are loc numai
degajarea hidrogenului, atunci, în prezenţa ionilor-sulfat, curba constă din două ramificări
discrete, deosebite prin caracterul reacţiilor de electrod – prima ramificare e caracterizată de
reacţia (1.2); pentru a doua ramificare e caracteristic decurgerea simultană a reacţiilor ((1.3),
(1.4), (1.5), (1.6), (1.7)) [11, 96]:
21

Cr 2 O − 2
Cr 2 O − 2
Cât despre cromul bivalent, se conchide, că formarea ionilor stabili în acid cromic (mediu
puternic oxidant) – e puţin probabilă; în rezultatul difuziei o parte a ionilor Cr 2+ se oxidează
până la Cr 3+ , alta – se reduc până la Cr 0 .
Referitor la aspectul anodic al procesului convenţionale de cromare se menţionează despre
decurgerea a două reacţii concurente la interfaţă M/S a anodului de plumb: eliminarea oxigenului
şi oxidarea cromului trivalent în hexavalent
În timp ce unii cercetători afirmau justeţea teoriilor lor, conform cărora fiecărei ramificări a
curbei de polarizare îi corespunde un proces bine determinat, alţii dezvoltau ipoteze [14, 36],
prin prisma cărora se observă rolul decisiv pe care îl joacă natura şi starea de agregare a fazei din
zona imediat vecină a catodului, unde procesul reducerii ionilor de crom (VI) ar decurge direct
conform reacţiilor:
Se considera că cromul metalic (Müller) poate fi obţinut în urma reducerii nemijlocite a
ionilor hexavalenţi, deoarece, adăugând compuşii cromului bivalent în faza volumică a
electrolitului nu se contribuie la nici o majorare a randamentului de curent. Alţii argumentau
acest moment (Kasper) prin aceea, că aşa cationii ca de Ni 2+ , Zn 2+ , Fe 3+ (cu potenţiale mult mai
pozitive decât potenţialul de reducere a cromului Cr 2+ ) nu pot fi reduşi în colectiv cu cromul [30].
Totodată, e argumentat (Ogburn, Brenner) modul direct de reducere a cromului (VI) –
confirmare prin utilizarea ionilor radioactivi Cr 3+ şi Cr 6+ , când se demonstrează că cromul
metalic se obţine din ioni Cr 6+ şi nu din Cr 3+ , cum se pretinde în alte lucrări din acest domeniu [32].
Conform datelor [36, 40], până la metal se reduc ionii-cromat din componenţa peliculei
specifice procesului, nefiind exclusă şi posibilitatea unei eventuale participări în reacţia catodică
22
Potenţialul standard
al reacţiei
7 +14H+ +6ē → 2Cr 3+ +7H2O, E= + 1,333V. (1.2)
7 +14H+ +12ē → 2Cr +7H2O, E = + 0,294V. (1.3)
2H3O – +2ē → H2+2H2O, E = 0,00 V. (1.4)
Cr 3+ + ē → Cr 2+ , E = – 0,407V. (1.5)
Cr 3+ + 3ē → Cr, E = – 0,744 V. (1.6)
Cr 2+ + 2ē → Cr, E = – 0,913 V. (1.7)
2H2O = O2 + 4H + +4ē, (1.8)
Cr 3+ +4H2O = CrO − 2
4 + 8H+ + 3ē. (1.9)
HCrO −
4 + 7H+ + 6ē → Cr + 4H2O, (1.10)
Cr 2 O − 2
7 +14H+ +12ē → 2Cr + 7H2O. (1.11)

a ionilor din faza volumică a soluţiei. Ecuaţia de reducere a cromului (VI), este similară lucrării
anterioare [30], unde reducerea Cr 6+ până la Cr 0 este directă (fără faze intermediare), fapt
confirmat prin experimente cu folosirea atomilor Cr 6+ marcaţi.
Analiza spectrelor de adsorbţie [30] a soluţiilor cu conţinut de Cr 3+ , SO − 2 −
4 , BF 4
23
şi F−
remarcă, că reacţia catodică de reducere a anionilor de cromat este determinată în mare măsură
de variaţiile de concentraţie în stratul adiacent electrodului, unde primului sector al curbei i–φ
este caracterizat de reacţia Cr 6+ → Cr 3+ (pentru catod din orice metal). Acest sector, caracterizat
de aciditatea mărită a stratului catodic, se manifestă printr-o dominaţie anionică Cr2O − 2
7
(posesorii energiei maxime de transfer al electronului şi celui mai majorat potenţial al reacţiei de
oxido-reducere), ionii CrO − 2
4
fiind în cantităţi infime [30]. Sectorul doi al curbei i-E se
caracterizează printr-o creştere maximă a acidităţii (probabil până la pH = 6), când se atinge
potenţialul de reducere a ionilor hidroniu H3O + , iar concentraţia ionilor CrO − 2
4 creşte (~10 6 ori),
acoperind în exclusivitate interfaţa catodică; suprapunerea acestor reacţii, generează al treilea sector:
Cr 2 O − 2
7 ads →2Cr 3+ . (1.12)
2H + + 2 ē → H2. (1.13)
CrO −
2
4 ads → Cr 0 . (1.14)
Randamentul de curent, relativ mic, al cromului este explicat prin concentraţia mică a
ionilor CrO − 2
4
[14, 37-39, 42]. Ulterior, bazându-se pe cercetări potenţiostatice şi de
determinare a capacităţii stratului dublu s-a depistat (Gerischer, Köppel) că pentru soluţiile pure
de acid cromic diagrama funcţiei potenţial-densitate de curent E(i), înregistrată pe catod din aur,
are acelaşi aspect, ca şi în cazul prezenţei ionilor SO − 2
4 în cazul utilizării catodului din grafit
densitatea maximă de curent e de 2,5 ori mai mare decât pentru aur. Rezultate similare au obţinut
şi în cazul determinării capacităţii stratului dublu [30].
Tot din categoria direcţiei a 2-a, face parte şi teoria elaborată de Kasper [14, 30], conform
căreia procesul reducerii cromului (VI) până la crom metalic e directă. Această teorie e în
contradicţie cu altele [30, 33], ce promovează ideea despre penultima treaptă de reducere,
atribuită ionilor Cr 2+ , din considerentele unei incompatibilităţi de existenţă în acelaşi interstiţiu a
ionilor cu diferite grade de oxidare – Cr 2+ si Cr 6+ (oxidant puternic); pe de altă parte – nu este
argumentată din punct de vedere termodinamic ipoteza, conform căreia reducerea ionilor Cr 2+ cu
ioni de hidrogen H + ar putea decurge mai lejer comparativ cu un transfer nemijlocit de electroni.
Concepţia despre un transfer electronic nemijlocit a fost dezvoltată de Gerischer în teoria
cuantomecanică de tranziţie electronică, bazată pe concepţiile lui Gurney [30]. Ulterior, în

lucrările sale, Gerischer foloseşte teoria cuantomecanică pentru analiza celor două sisteme
importante: soluţie-metal şi soluţie-semiconductor. De menţionat, că, cu mult mai înainte de
Gerischer, studiul sistemului soluţie-metal a fost abordat de Esin, elaborând o teorie, în multe
privinţe foarte apropiată de cea menţionată mai sus [30]. Conform acestei teorii, tranziţia tiptunel
a electronului prin bariera energetică (relativ îngustă), e cu mult mai probabilă, decât o
acumulare a energiei de activare necesare pentru un eventual salt al aceia-şi bariere. E important
faptul, că tranziţia tip-tunel a barierei energetice e caracteristică anume electronilor; pentru ioni,
greutatea de masa ale cărora e de 10 5 mai mare, efectul-tunel e neînsemnat.
Pe lângă teoriile menţionate mai sus, în literatura de specialitate sunt abordate şi altele,
conform cărora procesul de reducere a cromului (VI) în prezenţa ionului-sulfat este o entitate
unică de procese caracteristice ambelor direcţii. După Şlugher şi colab. [11, 41, 43], reflectarea
procesului de reducere a ionilor de crom (VI) până la crom metalic se defineşte prin curba de
polarizare cu 3 ramificaţii corespunzătoare:
1. procesului reducerii incomplete a cromului (1.12)
2. procesului formării filmului catodic;
3. decurgerii concomitente a 3 reacţii electrochimice (1.12), (1.13) şi
Cr 6+ → Cr 3+ →…→Cr 2+ → Cr 0 . (1.15)
Pentru acest proces curentul limită ilim variază direct proporţional cu modificarea
concentraţiei ionului străin.
În ultimele decenii ale sec. XX, disputa despre mecanismul de reducere a ionilor Cr 6+
(treptat sau direct) până la metal a trecut la o altă fază – despre utilitatea sau prejudiciul filmului
coloidal catodic, prezenţa cărui este în unanimitate acceptată. Conform celei mai răspândite
opinii despre natura filmului este corelarea directă dintre proprietăţile acestuia şi structura
depunerilor catodice de crom, cu toate proprietăţile lor. Pentru prima dată ideea despre formarea
pe suprafaţa catodului a unui film, rezultat din produsele reacţiei de reducere a acidului cromic
şi, care ar servi drept un obstacol pentru depozitarea cromului metalic, a fost enunţată de Sargent
[30]. In continuare, acţiunea ionului-sulfat în timpul actului de reducere a ionilor-cromat e tratată
din punct de vedere a dizolvării filmului (Liebreich), format pe suprafaţa catodului, în
defavoarea procesului de descărcare a ionilor de crom (VI). Această idee, despre prezenţa pe
suprafaţa catodului a unui film cu contribuţie majoră în reacţiile de reducere ulterioare, e
dezvoltată mult mai amplu (Müller), presupunându-se prezenţa unui film insolubil cu o
compoziţie aproximativă – CrO4[Cr(OH)2]2, permeabilă pentru ionii de hidrogen şi impermeabilă
pentru ionii Cr 6+ şi, unde, numai, adaosul ionilor-sulfat, sau de altă speţă, contribuie la
24

distrugerea ei parţială, servind acces ionilor-cromat spre interfaţa electrodului pentru reducere
[10, 30]. Anterior, s-a menţionat despre rolul decisiv a ionului SO − 2
4 (sau de altă speţă) în
procesul depunerii galvanice a cromului. Deşi s-au efectuat numeroase cercetări, mecanismul
influenţei complexe a anionului străin nu-i pe deplin elucidat. Majoritatea cercetătorilor pornesc
de la ideea, că într-o soluţie pură (fără urme de anioni străini) de acid cromic, pe interfaţa
catodica este prezent, de acum, un film catodic format din produsele reducerii parţiale a ionilor
Cr 6+ ; filmul fiind o barieră izolatoare a interfeţei M/S de faza volumică a electrolitului, ce
condiţionează inhibarea procesului de depozitare a cromului [30, 32, 42].
Însă studiul parametrilor şi naturii filmului catodic a arătat, că este necesar de a ţine cont şi
de materialul catodului, de speţa şi concentraţia anionului etc. În dependenţă de compoziţia şi
structura sa, influenţa filmului de pasivare asupra reducerii ionilor de crom (VI) e diferită. Astfel,
formarea filmului în acid cromic diluat este imposibilă pe electrozi din argint sau cupru,
deoarece în acest mediu sunt uşor dizolvabili [30, 37, 40-44, 49]. În acest caz, filmele de oxizi nu
contribuie la inhibarea reacţiei de reducere (1.2), ca urmare, pe Ag şi Cu reducerea catodica a
ionilor este posibilă şi fără adaosuri anionice. Rezultate asemănătoare s-au obţinut şi în cazurile
reducerii acidului cromic pe electrozi din aur, paladiu etc. [10, 30]. Prin diferite metode şi
procedee de cercetare s-a constatat că majoritatea metalelor, inclusiv aurul şi platina, în condiţii
bine determinate de repaus (mediu de acid cromic cu adaos anionic) sunt supuse procesului de
dizolvare. În cazul conectării la sursa electrică, când pe interfaţa M/S se formează filmul catodic,
se necesită de ţinut cont atât de acţiunea pasivatoare a acidului cromic, cât şi de influenţa
activatoare a polarizării catodice [39-46, 64, 65].
Cu totul deosebit se comporta în asemenea condiţii nichelul, cobaltul, fierul. Aceste
metale, acoperite cu pelicule foarte compacte şi rezistente de oxizi, care nu numai că nu sunt
dizolvate, dar şi se pasivează suplimentar în soluţiile acidului cromic. Pentru asemenea electrozi,
în cazul electrolitului CrO3 fără adaosuri SO − 2
4 , reacţia (1.2) este complet stopată, nici şi în cazul
unei eventuale superpolarizări a electrolitului [14, 30].
O reducere incompletă a acidului cromic se observă şi în cazul utilizării electrozilor din
grafit, dar în varianta lipsei oricărui adaos anionic, când reducerea cromului (VI) decurge practic
fără supratensiune. Se presupune, că comportamentul filmelor superficiale de oxizi ale
electrodului de grafit se deosebeşte radical faţă de filmele asemănătoare pe metale. De aceea, nu
sunt depistate acţiunile inhibatore pentru reacţia de reducere Cr 6+ → Cr 3+ . După Frumkin [42],
grafitul se comportă asemănător electrodului gazos de oxigen, care, adsorbit la suprafaţa
grafitului, parţial se ionizează, trecând în soluţia hidrică sub formă de ioni-hidroxil.
25

Dintre primele mecanisme ale procesului de cromare se dă o apreciere primordială rolului
exercitat de ionul SO − 2
4 , explicându-se corelarea dintre concentraţie şi capacitatea de influenţă a
ionilor-sulfat [14, 30, 44]. Astfel, primul produs al reacţiei de reducere – bicromatul de crom
Cr2(Cr2O7)3, (ulterior redus până la cromi-cromat coloidal) este responsabil de generarea unui
film (barieră energetică) în actul transferului de sarcini, care, în final, suprimează procesul de
reducere a acidului cromic. In acelaşi timp, ionii-sulfat, adsorbiţi de film, formează un sistem
cationic complex – [Cr4(SO4)4·H2On] 2+ , care, în contact cu interfaţa catodului, pierd sarcina,
parţial dezintegrându-se. Ionii – SO − 2
4 , eliberaţi în această fază şi cei, de acum, prezenţi în filmul
catodic, contribuie asupra procesului electroforetic, diminuându-i viteza; faza finală – stoparea
formării filmului coloidal compact. La mărirea concentraţiei ionului-sulfat, reacţia de adsorbţie
atinge valori atât de mari, încât se condiţionează formarea unor particule coloidale de fracţie
majorată, ce reduc substanţial viteza procesului electroforetic [46].
După părerea altor cercetători, concentraţia ionilor Cr 3+ şi indicele pH ating valori
favorabile apariţiei unor dispersoizi complecşi (sinterizaţi dintr-un melanj al ionilor Cr 6+ , Cr 3+ şi
apă), responsabili de formarea unei membrane coloidale la interfaţa catodică. Variaţia condiţiilor
de electroliză modifică valorile indicelui pH din vecinătatea electrodului, contribuind la varierea
sarcinii particulelor coloidale şi, astfel, la dirijarea vitezei în mişcarea caracteristică – spre catod.
Adsorbirea ionilor – SO − 2
4 condiţionează reducerea vitezei particulelor coloidale, şi, prin urmare,
diminuează efectul de interdicţie al membranei. De menţionat, că Snavely cât şi Rogers sunt
adepţii teorii reducerii succesive a ionilor de crom (VI) conform reacţiei (1.12), acordându-i
hidrogenului atomar H + un posibil rol de participant activ în actul de modificare a valenţei [30].
Acelaşi conţinut de idei se observă şi în alte lucrări (Ogburn, Brenner), din care reiese că
diafragma coloidală (formula prescrisă fiind CrO4[Cr(OH)2]2), contrar ionilor [HCr2O7] – ,
împiedică reducerea ulterioară a ionilor Cr 6+ , fiind permeabilă numai pentru ionii (mult mai
mici) a hidrogenului atomar H + [14, 30]. La potenţiale mici, ionii Cr 6+ se reduc până la Cr 3+ şi,
adiţionaţi în cromat, contribuie la îngroşarea diafragmei. În lipsa anionilor străini, diafragma
poate fi distrusă doar mecanic (consecinţă a degajării hidrogenului), pe când în prezenţa
anionului SO − 2
4 sau a altor anioni corespunzători, se apreciază efectul chimic (de distrugere a
diafragmei), corespunzător celui mecanic. Influenţa acidului sulfuric asupra filmului coloidal
catodic se explică prin formarea lui cu cromul (III) a unor compuşi complecşi stabili, uşor
dizolvabili (acizi cromsulfurici). Imperfecţiunea suprafeţei reale a electrodului (cu asperităţi de
diferite forme) poate condiţiona penetrarea filmului-diafragmă, mărindu-i porozitatea, şi, ca
26

consecinţă, ionii HCrO −
4 sau Cr 2
−
O 2
7
au posibilitatea şi capacitatea de a pătrunde: fie în mod
electrostatic, fie în rezultatul difuziei [14].
În circumstanţa, când retardarea procesului de reducere a ionilor Cr 6+ până la metal este
cauzată de insuficienţa sau lipsa totală a anionului străin, Weiner [10, 14] o evaluează, de pe
poziţia unei solubilităţi insuficiente în acidul cromic pur a filmului catodic – compus din
produsele reducerii incomplete ale cromului (VI); solubilitate, ce creşte considerabil în cazul
introducerii în electrolit chiar şi a unei cantităţi neînsemnate de agent ionic.
Păreri diametral opuse au fost enunţate de renumiţii savanţi ruşi Vagramian, Usaciov,
Şlugher ş.a. [11, 30, 41], prin prisma cărora procesul reducerii ionilor Cr 6+ este imposibil fără
prezenţa ionilor – SO − 2
4 din cauza lipsei filmului catodic – film creat numai în prezenţa ionilor
străini (SO − 2
4 , F + etc.). În detrimentul teoriilor, conform cărora ionii SO − 2
4 contribuie la
distrugerea parţială a filmului (format în timpul procesului de electroliză) şi, astfel, la facilitarea
reducerii ionilor Cr 2 O − 2
7
, se promovează ideea despre influenţa hotărâtoare a anionilor străini
asupra reacţiilor de electrod – contribuţie, obţinută prin modificarea stării de activare a interfeţei
M/S [30, 41].
Alţi cercetători (Balaşova, Matulis etc.) privesc retardarea procesului de reducere a ionilorcromat
pe suprafaţa oxidată a electrodului în primul rând, ca rezultatul unei polarizări negative a
electrodului, când capacitatea de adsorbţie a anionilor CrO −
4
27
este diminuată. În prezenţa
anionilor străini, în particular SO − 2
4 , filmul catodic parţial se dizolvă, înlesnind reducerea ionilor
hexavalenţi până la metal. Modificarea filmului catodic contribuie şi asupra variaţiei vitezei
reacţiei de electrod – schimbări ce, natural, au reflecţie asupra formei curbelor de polarizare [30].
Cercetările efectuate de Şlugher şi colab. [11, 41, 43] au revelat un şir întreg de aspecte cu
privire la fenomenul şi natura filmului catodic. Studiul compoziţiei chimice a interfeţei catodului
prin metoda spectroscopiei a permis depistarea concomitentă în film a compuşilor cromici şi
cromului metalic; analiza interfeţei iniţiale a depunerilor indicând prezenţa atomilor de crom şi
oxigen. E interesant faptul, că în filmul primar, format în perioada iniţială a electrolizei, n-a fost
depistat sulful. Aceasta indică, că filmul alcătuit din compuşii cromului cu valenţă inferioară, nu
trebuie de-l identificat, ca fiind catodic (acesta conţine ioni –SO − 2
4 ). Decaparea ionică a
constatat, că pe lângă cromul metalic sunt prezenţi şi compuşii cromului trivalent Cr(OH)3 şi
Cr2O3; concentraţia hidroxidului fiind mai mărită la suprafaţa filmului, decât în adâncime, pe
când oxidul, – în ambele cazuri e prezent în proporţii egale.

Aceleaşi idei sunt comune şi lucrării [34], când în procesul reducerii acidului cromic până
la metal este posibilă formarea unei pelicule, compuse din două componente: primară şi
secundară. Filmul primar (format până la conectarea curentului electric), compus din produsele
reacţiei metalului catodului cu acidul cromic, se distruge în urma reducerii hidrogenului atomar,
oferind interfaţa M/S hidroxidului de crom (III) coloidal. Acesta din urmă, interacţionând cu
acidul cromic din faza volumică, formează filmul secundar – aflat, în timpul procesului, într-o
perpetuă distrugere şi formare. După părerea autorilor, cromul metalic se depune din pelicula
secundară în rezultatul reacţiei:
Cr (OH)3 + 3H + + 3ē → Cr 0 + 3H2 O. (1.16)
Provenienţă hidroxizilor de crom, Vagramian [14, 30] o evaluează de pe poziţia incompatibilităţii
ionilor Cr 2+ în mediul acidului cromic, când, drept consecinţă a majorării indicelui pH în
vecinătatea catodică, are loc sedimentarea particulelor de hidroxid:
Cr 2+ + 2OH + → Cr (OH)2. (1.17)
Având sarcina pozitivă, particulele de hidroxid sunt nemijlocit antrenate spre catod, unde,
pentru condiţii determinate de activare a suprafeţei catodului, este posibilă reducerea lor:
Cr (OH)2 + 2H + → Cr + 2H2 O. (1.18)
Dacă indicele pH al filmului catodic atinge valori esenţiale, atunci depunerea, deopotrivă
cu cromul metalic, poate să includă Cr (OH)2.
În cazul formării unei cantităţi iminente de ioni H + (în limitele densităţii sumare de curent)
depozitul de crom include în sine soluţii extrem de suprasaturate de hidrogen. Astfel, la
electrocristalizare se poate de depistat formarea unui aliaj real dintre crom şi hidrogen – hidrurile
de crom CrH şi CrH2, confirmată de un număr apreciabil de cercetări [10-17, 45, 66]. Formarea
hidruriilor de crom în timpul depunerii electrolitice a cromului prezintă un interes considerabil şi
din punctul de vedere al cromării practice, moment ce va fi menţionat ulterior.
1.3. Interpretarea fenomenelor oscilatorii şi rezonatorii în electrochimie
Ultimele realizări denotă modul de abordare a proceselor electrochimice prin prisma
cineticii fizicii cuantice, în baza ideii unei naturi discrete ale sarcinilor în stratul electric dublu
[51, 52, 73]. În corespundere cu aceste noţiuni, s-a demonstrat, că probabilitatea de tranziţie şi
viteza decurgerii unui proces electrochimic este într-o dependenţă de starea reactanţilor şi
configuraţia lor nuclear-intramoleculară, de variaţia polarizării solventului din apropierea
reactanţilor şi influenţa acestora asupra structurii lui; de apropierea şi contactarea între reactanţi,
eliminarea produselor din faza reacţiei; de variaţia atmosferei ionice din proximitatea particulelor
28

eactante şi, evident, de contribuţia adusă de electrozi (cu proprietăţile lor) şi câmpurile electrice
prezente. Astfel, câmpul electric, prin intermediul parametrilor ce-l caracterizează – intensitatea
şi frecvenţa, poate avea o influenţă determinantă asupra conductibilităţii electrice a electrolitului,
contribuind la modificarea structurilor şi forţelor de legătură a ionului cu atmosfera ionică [52,
53]. S-au propus diferite modele de calcul pentru reacţii, unde se i-au în consideraţie
neuniformitatea de polarizare a solventului şi influenţa lui asupra barierelor energetice, oscilaţiile
intramoleculare, influenţa frecvenţei de fluctuaţie a polarizării asupra energiei de reorganizare a
solventului [53].
Tot aici, se poate de menţionat despre dispersia permeabilităţii dielectrice ca funcţie a
frecvenţei şi acţiunea reciprocă a oscilaţiilor inter- şi intramoleculare ale solventului, reflectată
prin tipul discret al modificărilor spectrale, care, pentru condiţii bine determinate, apreciază
probabilitatea de tranziţie a speciilor încărcate [54, 55]. Despre capacitatea de influenţă a
câmpului electric variabil se menţionează în [56, 57], când, ca urmare a desolvatării parţiale sau
totale a ionilor în electrolit, se contribuie la majorarea mobilităţii lui – deci, a vitezei de transfer a
substanţei spre interfaţa electrodului. Creşterea vitezei procesului de electrod se datorează
influenţei câmpului electric alternant asupra sarcinilor volumice “macroscopice” din
proximitatea interfeţei electrodice, când se înregistrează majorarea curentului limită [58]. Astfel,
corelarea dintre câmpul electric alternant şi reacţiile electrochimice, a fost pe deplin apreciată
datorită publicaţiilor [36, 67-80, 83-93], unde s-au abordat problemele principiale ale cineticii
electrochimice, legate de elucidarea mecanismului procesului real de electrod.
Studierea sistemelor electrochimice, prin aprecierea reacţionării lor la semnale determinate
de sondaj (armonice, dreptunghiulare, triunghiulare etc.) constituie baza celor mai răspândite
metode de cercetare a mecanismului şi determinarea parametrilor cinetici ai reacţiei de electrod
[59-61]. Aprofundarea noţiunilor teoretice, având ca scop descrierea adecvată a sistemelor
electrochimice, s-a dovedit a fi posibilă datorită dezvoltării teoriei circuitelor electrochimice de
curent alternativ. Conform acesteia, problema-cheie impusă, constă în determinarea impedanţei
(rezistenţei complexe) sistemei analizate, deţinătoarea interfeţei metal (electrod)/soluţie
(electrolit) – M/S, şi în aprecierea multitudinii parametrilor de reţea – bază de date pentru
calculul coeficienţilor cinetici şi termodinamici, ce caracterizează reacţia de electrod şi stratul
electric dublu.
Chiar şi pentru cel mai simplificat model de sistem electrochimic, rezultatele măsurărilor
sunt, practic, determinate de mărimile RC (sau RP) şi CC (sau CP), ce caracterizează impedanţa
de intrare (pentru varianta consecutivă sau paralelă a microsectoarelor de electrod) a celulei.
29

Acestea, ulterior, servesc calculului componentele circuitului electrochimic generalizat pentru
curent alternativ – r, CD şi coeficienţilor expresiei ZR, ce reflectă viteza finală ale proceselor de
difuzie, adsorbţie, reacţiei electrochimice şi, de asemenea, interacţiunea lor reciprocă (fig. 1.1).
Fig. 1.1. Schema electrică echivalentă a celulei electrochimice: r – rezistenţa ohmică a
electrolitului; CD – capacitatea stratului ionic dublu; ZR – impedanţa.
Pentru cazul general de reacţie electrochimică:
Ox + zē = Red z- , (1.19)
dependenţa dintre intensitatea curentului şi potenţialul electrodului se evoluează din
ecuaţia teoriei descărcării lente, aplicată pentru devieri neînsemnate de la starea de
echilibru, când este posibilă liniarizarea ei [52]:
i = i0 [(cR/c O
R ) exp(βzē Δφ/kT) ─ (co/c O
O ) exp(αzē Δφ/kT)],
unde i0 – curentul de schimb al stadiei de descărcare; α şi β – coeficienţii de transfer, pentru
procesele anodic şi, corespunzător, catodic; Δφ – polarizarea electrodului; z – numărul de
electroni participanţi în actul elementar; k – constanta lui Boltzmann; T – temperatura absolută;
c R (c O
R ) – concentraţia reducătorului în proximitatea electrodului şi, corespunzător, fazei
volumice a soluţiei; c O (cO)
– concentraţia oxidantului în proximitatea electrodului şi,
O
corespunzător, fazei volumice a soluţiei.
Ulterior, din (1.20), prin intermediul unor transformări complexe, se pot aprecia un şir de
expresii, ce vizează reacţia electrochimică. În cazul, când un sistem poate fi descris prin cea mai
simplă şi cunoscută metodă Arschler-Randles, când, în corespundere cu [59], se poate preciza:
RC = r + (RF+ WF / ω )/([ωCD(RF+ WF/ ω )] 2 + (1+ WFCD ω ] 2 ); (1.21)
1/ωCC = (CDWF 2 +WF/ ω + ωCD(RF+WF/ ω ) 2 )/([ωCD(RF + F/ ω )] 2 +
+ [(1+ WFCD ω ] 2 ),
unde rezistenţa transferului de sarcină RF = kT/(ēi0S); rezistenţa activă a electrodului – REL;
30
(1.22)
S – suprafaţa electrodului; ω – frecvenţa unghiulară; constanta Warburg WF =1/CR ω ;
impedanţa interfeţei M/S – ZR = (jωCD+1/(RF+ZW)) ─1 ; capacitatea stratului ionic dublu
(1.20)

CD = 1/jωZRD; impedanţa Warburg, pentru formele oxidate (ZW11) şi reduse (ZW22) ale substanţei
electrochimic-active – ZW = (1–j)WF / ω .
De rând cu schema prezentată în Figura 1.1, în cercetările conductometrice, cu acelaşi
succes, sunt pe larg aplicate şi altele [74, 77, 80]. Pentru măsurări similare, în particular pentru
studiul dependenţei rezistenţei totale a celulelor electrochimice de frecvenţă, este utilizată şi
schema din Figura 1.2:
Fig. 1.2. Schema electrică echivalentă a celulei conductometrice cu electrolit:
r, Cr – rezistenţă şi capacitatea electrolitului;
Rp, Cp – rezistenţa şi capacitatea polarizării; CD – capacitatea stratului ionic dublu.
Şi aici celula electrochimică se prezentă sub forma unui circuit electric, format din
rezistenţe şi capacităţi, însă întreaga compoziţie echivalentă este de cu totul altă natură. Spre
deosebire de schema anterioară (fig. 1.1), aici figurează Cr – parametru ce vine să modeleze
permeabilitatea dielectrică a soluţiei, conectat paralel rezistenţei soluţiei electrolitice r. Dat
fiind, cunoscut din practică, diapazonul de frecvenţe (joase şi medii), în schemă (fig. 1.2) s-au
omis inductivităţile conductoarelor de alimentare, acestea având o contribuţie minoră în
procesele ce decurg la electrozi sau în soluţie [77].
Din analiza acestei scheme obţinem rezistenţa echivalentă a soluţiei electrolitului, unde
primul termen reprezintă contribuţia adusă de către procesele de polarizare:
R Σ = 2Rp /((1+C D /Cp) 2 +(ωCDRp) 2 ) + r/((1+(ωCr·r) 2 ). (1.23)
Şi aici, după cum rezultă din (1.23), majorarea frecvenţei curentului alternativ favorizează
diminuării rezistenţei echivalente RΣ. Chiar şi în cazul unor frecvenţe relativ înalte, când aportul
proceselor de polarizare poate fi neglijat (fiind infim), mărimea rezistenţei cercetate va fi în
aceeaşi dependenţă invers-proporţională faţă de ω:
R Σ = r/((1+(ωCr·r) 2 ). (1.24)
Deci, indiferent care ar fi cazul, impactul asupra celulei experimentale din partea majorării
diapazonului de frecvenţe v-a fi aceleaşi – favorizarea reducerii rezistenţei echivalente RΣ.
Din altă perspectivă, surse din literatura de specialitate [32, 65, 77-81] indică despre
influenţa exercitată din partea decurgerii neomogene a proceselor de electrod asupra apariţiei
31

componentelor variabile ale curentului electric, când se pot observa variaţii periodice ale
curenţilor de formare a fazei noi (gaze, oxizi, hidroxizi, fie cristalele metalelor depuse catodic).
Experimental (Kaişev, Budevski şi colab.) s-a demonstrat, că apariţia acestor curenţi este
determinată de majorarea potenţialului în timpul formării unui nucleu (sau grupe) în faza imediat
vecină a catodului, ce contribuie apariţiei zonelor de trepte la electrod [55, 78, 79, 82]. Din cauza
modificării permanente a suprafeţei electrodului în timpul depozitării metalului, se înregistrează
o modificare a densităţii de curent reale, ceea ce induce o inconstanţă a supratensiunii. În
lucrările [32, 78] se menţionează despre înregistrarea unor variaţii aleatorii (estimate până la
10%) ale intensităţii pentru ambele scheme (potenţiostatice şi galvanostatice) de conectare a
celulei electrochimice, fenomene, ce ţin, după părerea lui Vetter, de modificările haotice de
scurtă durată a grosimii stratului difuzional. Despre natura componentelor variabile se
menţionează în [79, 80], unde sunt corelate cu un nor pulsator (format din ioni încărcaţi), care,
aflat în faza de descărcare, le condiţionează apariţia; procesul depozitării catodice purtând un
caracter dinamic (cu microimpulsuri de durată

alimentare – baie electrolitică” se pot înregistra “zgomotele electrice” (de fapt, componentele
variabile, alternante ale curentului electric), condiţionate de fluctuaţiile intensităţii
(potenţialului), care, la rândul lor, pot fi grupate în micro– şi macrofluctuaţii. Microfluctuaţiile,
condiţionate de mişcările termice (şi deţinătoare a unor energii de acelaşi ordin) ale reactanţilor
sistemelor electrochimice, se supun unor legităţi termodinamice şi statistice comune, dinamica
lor fiind descrisă de ecuaţiile fenomenologice liniare. Macrofluctuaţiile (deţinătore a unor energii
net superioare), sunt atribuite sistemelor electrochimice cu stări instabile – caz dificil de descris
teoretic, din cauza caracterului neliniar de interacţiune a fluctuaţiilor elementare, iar cauza
manifestării lor fiind, încă, puţin studiată [73, 76].
În lucrările sale Tiagai demonstrează, că sursa “zgomotelor electrice” poate fi procesul
descărcării lente ale ionilor (determinată de succesiunea haotică a unor impulsuri elementare,
foarte scurte, ale curentului faradic), fluctuaţiile reactanţilor în zona adiacentă catodului, viteza
reacţiei chimice, excitaţiile, survenite din partea diferitor influenţe externe, neomogenităţile
superficiale ale electrodului, degajarea abundentă a gazelor (hidrogen, oxigen etc.) la interfaţa
M/S, şi, chiar, rezistenţele metalice (conductoarele) ş. a. [72-74]. În conformitate cu Schottky, un
sistem determinat, apreciabil deviat de la starea de echilibru (la trecerea curentului electric), ar fi
fost posibil de descris de un proces electrodic inechilibrat, analizat pentru un model statistic
simplificat, sub aspectul unor succesiuni haotice de impulsuri similare ca formă şi mărime,
corespunzătoare decurgerii reacţiei pentru direcţia aleasă.
Astfel, în cazul unui sistem electrochimic ireversibil, descris de reacţia (1.19) şi realizat de
un mecanism simplu, exprimat printr-un transfer concomitent de z electroni în actul elementar al
descărcării lente (sau difuziei speciilor ionice spre interfaţa electrodică), pe baza aceleiaşi forme
diferenţiale ale ecuaţiei (1.20), se apreciază media pătrată FEM a fluctuaţiei:
2
Δ ϕ =(∂φ/∂i)
2 2
Δ i +(∂φ/∂cR)
2 2
cR
Δ +(∂φ/∂c0)
33
2 2
c0
unde media pătrată a fluctuaţiei concentraţiei oxidantului (reducătorului) –
2
0 R
( )
Δ , (1.25)
Δ c (0,f ) = 4[c R(0)/ 2 ωD
± i/2z ē ωD]Δf , (1.26)
D – coeficient de difuzie
Din teoria mişcării browniene, imaginea generatorului de intensitate a zgomotului pentru
stadia descărcării ireversibile este:
∆і 2 = 2z ē i∆f, (1.27)
unde ∆і 2 – media pătrată a fluctuaţiei intensităţii zgomotului; zē – sarcina fixată pentru fiecare
impuls; ∆f – banda efectivă a frecvenţei f [74].

Pentru cazul independenţei statistice a curenţilor anodici şi catodici (curentul faradic sumar
fiind i = (ia – ik)):
∆і 2 = 2zē (i a+ik)∆f. (1.28)
Prin introducerea formulelor (1.26), (1.27) şi (1.28) în ecuaţia (1.25), după un şir substituiri
şi transformări, rezultă expresia ce descrie zgomotul electrodului ireversibil:
2
Δ ϕ (f) = 4kTRΔf –2zē i [R 2 F (1–2α) + 2RF(βRDIF(O) – αRF) + 2(R 2 DIF(O ) – R 2 F)]Δf, (1.29)
Fig. 1.3. Schema echivalentă de zgomot a electrodului: ε0, εF, ε DIF – generatoare de zgomot
specifice rezistenţei ohmice a electrolitului r, reacţiei descărcării lente, şi,
corespunzător, procesului stadiei de difuzie; RF – rezistenţă transferului de sarcină;
RDIF – rezistenţă de difuzie a oxidantului (reducătorului);
CDIF şi CD – capacitatea difuzională şi, respectiv, a stratului ionic dublu.
unde RF = kT/zē (αiK+βiA); R DIF(O,R) = kTiK(A)/(z 2 ē 2 cO(R)(αiK+βiA) ωDO
( R)
34
2 ;
R = RDIF(O)+RDIF(R)+ R F – componenta activă a impedanţei electrodului.
Pentru acest caz, echivalentul generatorului de intensitate a zgomotului (din (1.3.11)) este:
2
Δ i (f) = 4kTG Δf – 2γzē iΔf, (1.30)
unde G = 1/2(RDIF(O)+RDIF(R)) – componenta activă a admitanţei electrodului; γ şi p –
coeficienţii zgomotului fracţionar şi, respectiv, de reversibilitate după curentul alternativ [72].
Din toate acestea, un moment important, ce merită de accentuat, este prezenţa dominantă a
frecvenţei unghiulare ω în formulele anterioare, ceea ce denotă despre dependenţa reciprocă
dintre aceasta şi cele mai fine aspecte ale mecanismului proceselor electrochimice. În aceeaşi
ordine de idei, însăşi ω poate fi răspunsul adecvat al proceselor reale de electrod, fiind
caracteristica cantitativă şi calitativă a oricărui proces electrochimic şi legătura dintre acesta cu
parametrii circuitului electric.
Prezenţa oscilatorilor sau surselor generatoare ale componentelor variabile (zgomotele
stadiei lente ale transferului de sarcină, stadiei de difuzie, FEM a fluctuaţiei etc. etc.) presupune
o posibilitate specifică de abordare a metodei de influenţă dinamică asupra sistemului “sursă de
alimentare – baie electrolitică”, prin utilizarea unor dispozitive suplimentare. Despre
posibilitatea unei asemenea influenţe asupra procesului de depozitare se menţionează în [83],

unde circuitul de electroliză a fost modificat prin conectarea unei inductanţe, calculată din
condiţiile de rezonanţă pentru mărimi determinate ale capacităţii diferenţiale şi frecvenţei
curentului alternativ aplicat. În rezultatul utilizării acestei scheme, la suprapunerea curentului
alternativ pe cel continuu, s-au obţinut depozitări omogene, deţinătoare a unor structuri cristaline
foarte fine. Rezultate similare sau obţinut şi în cazul utilizării schemei convenţionale de
electroliză nemodificate, dar la o majorare a frecvenţei curentului suprapus. Efecte, de acelaşi
caracter, s-au sesizat şi pentru cazurile aplicării unor convertoare inductiv-capacitive în diferite
procese de sudare sau de stabilizare a intensităţii (tensiunii) [84-86] şi pentru încărcarea diferitor
acumulatori energetici capacitivi [87, 88].
În contextul utilizării fenomenelor oscilatorii şi rezonanţei se poate de evidenţiat
multitudinea direcţiilor ştiinţei şi tehnicii moderne, unde valoarea lor aplicativă e tot mai larg
apreciată. După cum s-a menţionat, un important pas în această direcţie a fost realizat în cadrul
Universităţii Tehnice din Moldova unde, datorită cercetărilor efectuate de Svircevskii A.,
Gologan V., Macoveiciuk G., Stoicev P., Ungureanu V. a fost elaborată o sursă pentru procesele
de sudare şi galvanice (I = 300A) [89, 90].
Echipată cu un “obiect de rezonanţă” (constructiv executat sub aspectul unui “rezonator
volumic”), cu posibilităţi de variere ale parametrilor capacitivi şi inductivi, având o caracteristică
capacitivă rigidă (datorită celor 2 grupe de acumulatoare cu plumb, conectaţi paralel şi
consecutiv în circuitul electric), respectiva sursă a permis stabilizarea şi intensificarea procesului
de descărcare în procesul de sudare (influenţând pozitiv asuprea transferului de metal şi structura
finală a acestuia), căt şi la obţinerea unor depozite calitative de fier şi fier-nichel – în galvanică.
Astfel, în anumite condiţii de reglare a “obiectului de rezonanţă”, pentru acoperirile de fier
şi fier-nichel, s-a înregistrat o majorare a randamentului de curent cu 2-5 unităţi procentuale.
Totodată, a fost apreciată o influenţă şi asupra structurilor cristaline ale acoperirilor obţinute –
modificări reflectate în majorarea а mai multor indici – duritatea (Hh), microduritatea (Hμ),
modulul de elasticitate (E), sau manifestate prin creşterea sarcini critice solicitate (pentru aliajul
Fe-Ni) de 1,6 ori sau a rezistenţei la uzură – de 1,5 ori etc. [91].
Influenţa pozitivă a “obiectului de rezonanţă” a fost apreciată şi în cromare, unde
cercetările preventive au indicat o sporire a productivităţii procesului, cât şi a rezistenţei la uzură
a pieselor restabilite. Studiat într-un volum mai redus, pentru procesul de cromare n-au fost
remarcate legităţile referitoare la parametrii curentului electric (stabilite anterior pentru
acoperirile Fe şi Fe-Ni); prezenţa componentelor variabile fiind depistate doar în primele
fracţiuni ale de electroliză [91].
35

Deşi, caracterizată de o multitudine de aspecte pozitive, sursa menţionată, totuşi, prezintă
unele dezavantaje de genul costului, complexităţii deosebite a procesului tehnologic de executare
a obiectului “de rezonanţă”, precum şi volumului apreciabil al însăşi instalaţiei şi dificultăţile
survenite în timpul reglării sau deservirii. Aceste inconvenienţe se fac resimţite, în deosebi,
pentru cazul unor eventuale necesităţi de solicitare majorată I > 300A (în special pentru curenţi
de 1600-3200A etc.).
De aceea, pentru efectuarea lucrărilor de sudura au fost elaborate surse de curent alternativ,
produse în serie de SA “Rezonanţă” (Otaci), iar pentru procesele galvanice – dispozitivele
inductiv-capacitive propuse de Gologan V. şi Ungureanu V. (Пат. 1621559 (СССР) 1990), care
puteau fi conectate la redresoarele industriei de resort [92]. Produse la NPO “Avtoprompokrîtie”
(Lvov) şi SA “Rezonanţă”, aceste dispozitive (I = 1600А) au fost utilizate cu succes la linia
automată de recondiţionare cu aliaj fier-nichel a cilindrilor motoarelor de pe camioanele
KAMAZ şi în procesul tehnologic de cromare la uzina MAZ (Minsk), unde a fost confirmată
fezabilitatea punerii lor în aplicare.
Necătînd la testările reuşite ale dispozitivului în condiţii de producere, studii sistematice în
vederea determinării influenţei parametrilor DIC asupra procesului de depunere a cromului şi
proprietăţilor lui n-au fost realizate [93].
În aceste circumstanţe, s-a sesizat necesitatea unor investigaţii, mult mai profunde, în
studierea procesului de cromare pentru determinarea modului de influenţă a parametrilor
dispozitivului (L, С) acestuia asupra cineticii şi vitezei de depozitare a acoperirilor, proprietăţilor
fizico-mecanice, precum şi în elaborarea recomandărilor tehnologice. Fără acestea ar fi imposibil
de perceput şi optimizat regimurile de obţinere a depunerilor galvanice şi, ceea ce-i mai
principal, de a dezvolta o concepţie tehnologică unică în privinţa proiectării, tipizării şi
sistematizării dispozitivului inductiv-capacitiv.
1.4. Formularea problemei de cercetare
Depăşirea acestei insuficienţe informaţionale, evident că presupune cercetări de
amploare, vizând noua metodă sigură şi de perspectivă, ce oferă posibilităţi de dirijat simplu şi
efectiv cu sistemul ”sursă de alimentare – baie galvanică“, deci, – şi cu structura, şi cu
proprietăţile funcţionale ale acoperirilor. Dat fiind, că procesul de cromare (renumit prin
complexitatea, dar şi de importanţa sa) a fost studiat (pentru cazul utilizării dispozitivului
neconvenţional) extrem de lejer, cercetarea acestuia (şi nu numai) ar fi fost foarte binevenită.
În acest context, ideea de lansare a fost aceea de a nu se pune accentul pe dirijarea activă
din exterior a procesului de cromare, ci pe dirijarea din interior – cea exterioară purtând un
36

caracter “pasiv”. Astfel, s-a pornit de la faptul că ansamblul de rezultate obţinute la utilizarea
diferitor forme a curenţilor de polarizare şi procedee tehnologice de depunere galvanică şi
coeziunea lor cu cercetările fundamentale din domeniul cineticii electrochimice, teoriei de
sincronizare, fenomenelor de reorganizare a electrolitului şi de influenţă a componentelor
variabile a curentului electric, pot avea o influenţă favorabilă asupra parametrilor procesului de
cromare. După efectuarea unui studiu de cercetări teoretice, în final s-a ajuns la concluzia că
direcţia aleasă a fost justă şi corespunzătoare scopului anterior menţionat. Sursele bibliografice
arată că această metodă de influenţă a procesului galvanic (inclusiv cromarea) s-a mai abordat în
diferite moduri, proceduri şi soluţii de către diferiţi cercetători, lucru care a condus la o mai mare
încredere la realizarea obiectivelor propuse [83-93].
În corespundere cu cele menţionate anterior, în prezenta teză de doctorat sunt înaintate
următoarele întrebări principale de cercetare:
1. Legitatea influenţei parametrilor L, C ai dispozitivului inductiv-capacitiv asupra
polarizării electrodului şi valorii componentelor variabile ale curentului, randamentului
şi vitezei de depozitare a cromului.
2. Influenţa parametrilor DIC (L, C) asupra morfologiei, rugozităţii, structurii,
proprietăţilor fizico-mecanice ale depozitelor de crom.
3. Determinarea condiţiilor optime de depunere a cromului; rezultatele încercărilor de
testare şi aprecierea indicilor tehnico-economici ai procesului de cromare cu utilizarea
dispozitivului inductiv-capacitiv.
1.5. Concluzii la capitolul 1
● În urma analizelor efectuate în capitolul, expus mai sus, se pot trage următoarele
concluzii despre starea în care se aflau la moment cercetările ştiinţifice referitor la tehnologiile
actuale de cromare, proiectarea dispozitivelor speciale în baza lor, precum şi performanţele lor.
● Datele biografice indică asupra necesităţii unor investigaţii, mult mai profunde, în
studierea şi ameliorarea procesului de cromare – aspecte, ce ar putea fi soluţionate prin utilizarea
dispozitivului inductiv-capacitiv.
● Până la momentul iniţierii cercetărilor la tema, în literatura de specialitate lipseşte un
concept clar despre natura influenţei DIC în procesul de cromare – circumstanţă ce determină şi
motivează direcţia abordată. De asemenea, este necesară stabilirea relaţiilor dintre proprietăţile
funcţionale ale depunerilor de crom şi parametrii de reglare – L şi C.
37

2. METODICA GENERALĂ DE CERCETARE
2.1. Obiectele şi metodele de cercetare
Definirea oricărui proces constă în perceperea şi interpretarea fenomenelor cercetate, prin
aprecierea factorilor ce-l caracterizează. Referitor la definirea procesului de cromare cercetat,
acesta ar putea fi redată printr-o complexă expresie de interdependenţă unde, pe lângă factorii
proceselor convenţionale – ik – densitatea catodică de curent; E – aprecierea polarizării catodice;
Hμ şi vd – duritatea şi, respectiv, viteza depozitării cromului; IU – intensitatea uzării mostrelor
cromate), de acum figurează şi unii parametri suplimentari, specifici schemei analizate: Lx –
mărimea inductivităţii dispozitivului; Cx – mărimea capacităţii dispozitivului; ΔU, ΔI – nivelul
amplitudelor spectrului cercetat; ω – calificativul spectrelor fluctuaţiilor din sistemul de
electroliză. Bineînţeles, că cea mai efectivă metoda de interpretare a procesului galvanic
menţionat, poate fi prezentată printr-o reuşită divizare a sarcinii de bază într-un şir de funcţii
particulare. Din considerentele înlesnirii şi asigurării procedurii de determinare, s-a selectat un
complex de experimente, soluţiile cărora, prin compoziţie, servesc aprecierii optimizării
procesului de cromare cu utilizarea dispozitivului inductiv-capacitiv.
Cercetările pot fi grupate în două mari etape, deşi o separare distinctivă nu a avut niciodată
loc – totdeauna s-a operat cu acei parametri, care la moment erau primordiali în evoluţia
desfăşurării tematicii. La prima etapa s-a determinat şi s-a optimizat influenţa parametrilor
dispozitivului inductiv-capacitiv asupra dinamicii sistemului “sursă de alimentare-baie”, deci
asupra cineticii proceselor de electrod. Astfel, s-a stabilit relaţie dintre mărimile de reglare a
conturului parametric şi modul de decurgere a reacţiilor electrochimice de reducere a cromului
(VI), exprimat prin: polarizare, caracteristica amplitudine-frecvenţă a componentelor variabile,
randamentul de curent, productivitate.
Etapa a 2-a se caracterizează printr-un proces de coeziune dintre parametrii-cheie de
reglare a DIC şi parametrii fizico-mecanici ai depunerilor de crom: morfologia, structura,
microduritatea, rugozitatea, luciul, rezistenţa la uzură. Şi, la finalizare – determinarea
proprietăţilor de exploatare a depunerilor de crom, testate în condiţii reale.
Din cum s-a realizat din studiul bibliografic despre influenţa diferitor forme ale curenţilor
electrici asupra proprietăţilor acoperirilor galvanice, un rol deosebit îl are însuşi nivelul de
redresare a curentului obţinut de la diferite surse de alimentare [11, 14, 50]. O atenţie majoră se
necesită de acordat şi criteriului de apreciere a pulsaţiilor curentului la sarcină (reflectare a
procesului şi tipului de redresare), dar şi condiţionate de prezenţa armonicilor de ordin superior –
38

atribute de o importanţă majoră, în special pentru procesul de cromare. În acest context, trebuie
de menţionat, că toate sursele de alimentare disponibile (produse de industria electrotehnică de
resort) au fost proiectate pentru regime convenţionale clasice, neluându-se în consideraţie aşa
parametri – ca inductivitatea proprie, inerţialitatea sau caracteristica amplitudine-frecvenţă a
curentului [50, 94].
Totodată, e foarte important, că această reacţie să fie apreciată în condiţiile unui echilibru
termodinamic, excluzându-se orice influenţă a forţelor similare din exterior (pulsaţii, “zgomote”
de diferită natură), care, în majoritatea cazurilor, persistă incidental şi deliberat în sistemele
electrodinamice. Astfel, în mai multe surse bibliografice se confirmă despre existenţa unei
corelaţii dintre condiţiile de electroliză (pulsaţii excesive ale curentului continuu) şi formarea
hidrurii de crom prin electrocristalizare [1, 10-14, 49]. De aceea, selectarea reuşită a sursei de
alimentare – oportunitate dictată de parametrii energetici ai transformatoarelor, schemelor de
redresare cu particularităţile lor distinctive de realizare etc., e un moment foarte important ce ţine
de realizarea procesului de studiere.
Toate cercetările, care s-au efectuat şi s-au realizat până în prezent, au avut la bază diferite
tipuri de surse – acumulatoare acide cu plumb, transformatoare monofazate, transformatoare
trifazate, dotate cu o gamă variată de redresori. În ceea ce priveşte reglarea tensiunii de ieşire
(deci şi a intensităţii curentului) s-a recurs, de asemenea, la mai multe metode: cu rezistor-balast
şi punte rezistivă, cu autotransformator, prin variaţia fluxului magnetic, cu redresor comandat cu
tiristoare. Marea majoritate a experimentelor s-au realizat cu un redresor trifazat clasic tip VSJ-
303, conectat în schema de redresare trifazată (fig. 2.1), caracterizată printr-o pulsare foarte mică
a curentului redresat Kp ~ 5,7% [28, 50].
Mai mult decât atât, acest tip de conectare se caracterizează printr-o utilizare mai efectivă,
mai deplină a puterii transformatorului şi diodelor în procesul de redresare – coeficientul de
utilizare a transformatorului Kt = 0,95 [28, 50, 94].
Reglarea intensităţii curentului (până la 50A) s-a efectuat în trepte – prin intermediul
rezistorului-balast 2 şi fin – prin variaţia dispersiei fluxului magnetic (deplasarea bobinelor
secundare). Dispersia fazică inductivă a transformatorului de putere contribuie suplimentar spre
reducerea coeficientului de pulsare Kp [ 94]. Trecerea la regimul convenţional de cromare se
efectua prin deconectarea dispozitivului inductiv-capacitiv, cu joncţiunea ulterioară a punctelor
de contact a si b (fig. 2.1).
39

Fig. 2.1. Schema principială a instalaţiei experimentale pentru cromare cu utilizarea
dispozitivului inductiv-capacitiv (explicaţii în text).
Instalaţia experimentală pentru cromare din Figura 2.1 e compusa din următoarele
elemente: 1) surse de curent Тesla 5010 НТР 40.5, SA-5, VAKR-100-12U4 (TU16-529.403-75),
VSJ-303, ce pot asigura reglarea intensităţi curentului practicat; 2) rezistor-balast de tipul RB-
302U2 (TU16-739.334-82); 3) dispozitivul inductiv-capacitiv, cu parametrii L, C – reglabili; 4)
baia electrolitică cu cămaşă de apă; 5) termostatul universal UTU-2M, dotat cu pompă
hidraulică; 6) sistem de conducte cu regulatorul de flux; 7) schimbătorul de căldură; 8)
termometre de contact TPK-2 (GOST 9871-75) cu precizia ± 0,1°C; 9) termometre TL-2 (GOST
215-73) cu precizia ± 0,1°C; 10) şunt electric de 75A – 75 SSM (GOST 8042-93); 11)
voltampermetrul M253 (cl. 0,5) (GOST 8711-93) (pentru curenţi la I ≤ 30A); 12), 13) poziţii de
conectarea a voltmetrului electronic V7-27/A1 (ТU ТG2.710.005).
În dependenţă de solicitare, regimul termic al băii galvanice era menţinut prin asigurarea
schimbabilităţii lichidului de răcire (cu regulatorul 6) şi evidenţă determinată a temperaturilor
din termostatul 5 şi baia electrolitică 6 – utilizând termometrele de precizie 9 şi de contact 8.
Cu scopul de a reduce o posibilă inducţie deliberată a oscilaţiilor sau impulsurilor de
diferită natură şi provenienţă, circuitul electric a fost simplificat la maxim, excluzându-se orice
dispozitiv suplimentar (contactoare, relee etc.). Cablajele electronice au fost executate astfel,
încât să existe un “zgomot mic” în funcţionare.
40

Circumstanţele de selectare a electrolitului au fost enunţate anterior (Capitolul 1),
optându-se pentru electrolitului universal de cromare. Şi, întrucât, principalele criterii de
apreciere ale pieselor cromate sunt fiabilitatea şi durata de funcţionare, selectarea parametrilor
de proces s-a efectuat cu evidenţa durabilităţii şi rezistenţei la uzură. Asemenea argumente sunt
valabile pentru cazul optim de cromare convenţională, la densităţi de curent şi temperaturi,
specifice regimurilor acoperirilor lucioase – ik = 5,5 ± 0,25kA/m 2 şi, respectiv T= 328±1K.
Corespunzător, toate experimentele, ce au vizat studiul şi aprecierea influenţei DIC asupra
cineticii procesului electrochimic şi proprietăţilor fizico-mecanice ale acoperirilor, s-au
efectuat în condiţii similare de cromare.
Particularităţile procesului de depozitare a cromului rezistent la uzură sunt caracterizate
prin manifestarea unui întreg complex de acţiuni, orientate în vederea majorării productivităţii,
uniformităţii şi proprietăţile depunerilor – în condiţiile unor grosimi esenţiale ale lor, prezenţei
efectului limitrof şi a unei capacităţi de dispersie extrem de reduse a electrolitului de cromare.
Pentru a exclude contribuţiile negative de această natură s-a ales o configuraţie geometrică a
dispozitivului anodo-catodic în corespundere cu sursele bibliografice [11, 12, 95]. Tot în acest
context, s-a optat pentru utilizarea sticlei chimice în calitate de material pentru baia galvanică.
Anozii au fost amplasaţi în aşa mod, încât să asigure piesei o prezenţă circulară, uniformă a
liniilor electrice de forţă [96-97]; s-au turnat din aliaj binar: plumb SO (GOST 3778-98) –
85%, stibiu tehnic (GOST 1089-82) – 15%; caracterizat printr-o capacitate de pasivare mai
redusă şi parametri de exploatare mai buni, decât numai pe bază de plumb [11].
În experimente s-au folosit mostre (probe-catod) din oţel normalizat 45 (GOST 1050-88),
sub diferite mărimi şi forme de executare.
Pentru corectarea electrolitului şi menţinere unui nivel constant s-a practicat
suplimentarea periodică (după necesitate) cu soluţie din volumul de recuperare sau cu electrolit
concentrat, preventiv preparat. Asigurarea concentraţiei constante a părţilor componente s-a
efectuat pe baza analizei, din considerentele de solicitare ale băii [97, 98].
2.2. Metodica de cercetare a cineticii procesului electrolitic de depunere a cromului
Pentru studierea cineticii proceselor de depozitare a metalelor sunt utilizate un şir de
metode, fiind comune, de altfel, pentru orice tip de cercetări electrochimice [58-61, 99-101]. În
primul rând la aceasta se referă metodele staţionare pentru înregistrarea supratensiunii la
electrodul fix. Luându-se în consideraţie particularităţile cromării cu DIC, s-a recurs la o
modificare parţială a schemei electrice generale şi anume, prin modul de conectare a rezistoruluibalast
RB în circuitul de electroliză (fig. 2.2).
41

Fig. 2.2. Schema electrică principială modificată a instalaţiei pentru înregistrarea
(galvanostatică) curbelor de polarizare cu utilizarea DIC (explicaţii în text)
Argumentarea vine, în primul rând, din considerentele unei incapacităţi de funcţionare la
curenţi mici (I < 6 -7A) a inductivităţilor dispozitivului, bazată pe generarea unui flux magnetic de
intensităţi determinate, ceea ce depăşeşte limita superioară a curentului de polarizare pentru
potenţiostatele din dotare (de ex. I = 1 A pentru modelul PI-50-1).
Din alt punct de vedere, însuşi prezenţa DIC într-un eventual circuit comun cu potenţiostatul,
prezintă în sine o sistemă instabilă, cu tendinţe spre autoexcitare, ce distorsionează rezultatele
cercetărilor. Toate acestea au determinat, ca studiul cineticii procesului de depozitare a cromului să
fie efectuat prin metoda galvanostatică clasică, menţionată în [32, 99].
Pentru modelarea dispozitivului galvanic, la experimentele de înregistrare a curbelor de
polarizare s-a utilizat celula electrochimică standard – CE; electrodul de lucru c (catodul)
a servit o lamelă din platină cu suprafaţa vizibilă S = 1·10 – 4 m 2 , anodul a – placă de plumb cu
suprafaţă S = 5·10 – 4 m 2 .
Toate experimentele s-au efectuat cu electrolit de cromare, pentru prepararea căruia s-au
utilizat reactive chimice marca “PPA” şi apă distilată. Menţinerea regimului termic al celulei, la
valoarea T = 328 ± 1K, s-a realizat cu termostatul U1-MLW.
În contextul determinării corelaţiei dintre i şi E a fost stabilită o mulţime de valori I
(începând de la I = 0), conform cărei s-au apreciat valorile E (începând de la E = EP), la un interval
de timp Δtconst pentru instaurarea potenţialului. Fiecare experiment s-a efectuat pe un substrat de
crom proaspăt depus la o grosime 2-3μm (durata preparării t = 300s). Potenţialele s-au înregistrat
în raport cu electrodul b (fig. 2.2.) de referinţă tip clor-argint EVL-1M1.3 (TU 25.05.22.34-77),
42

utilizându-se voltmetrul electronic V7-27/A (parametri intrare R = 16,5·10 7 MOhm, C = 12pF,
diapazonul de frecvenţă 20Hz …6МHz); stabilirea valorilor i(I) s-a efectuat prin modificarea
parametrilor magazinului M de rezistenţe – R33 (GOST 7003-64). Aprecierea intensităţii şi
informaţiei despre curentul electric s-a realizat cu voltmetrului electronic, suplimentat de
voltampermetrul M2044 (cl.0,2) (GOST 8711-93), prin intermediul şunturilor de diferite nominale.
Scanarea curentului electric (cu întreaga gamă de componente variabile) din circuitul
electrolizei s-a realizat cu ajutorul analizatorului de spectre cu memorie (constructiv alcătuit din
amplificator preventiv, filtru activ variabil, cu bandă reglabilă de scanare, detector pătratic,
integrator şi vizualizator (fig. 3.2, AS)) – model SK4-56 (diapazonul de frecvenţă 10Hz
…60МHz), dotat cu blocurile Ia(Я) 40-0830 şi Ia(Я) 4C-68). Tot în acest scop au fost utilizate şi
oscilografele S1-55 (GOST 22737-77) (parametri intrare R = 10 6 Ohm, C = 40pF, diapazonul de
frecvenţă 0-10МHz), S8-13 (GOST 22737-77) cu parametri intrare R =10 6 Ohm, C = 30pF,
diapazonul de frecvenţă 0-1МHz).
Înregistrarea componentelor variabile s-a efectuat prin două procedee: cu bobină de
inducţie şi de la şunt. Primul procedeu s-a dovedit a fi nereuşit pentru acest tip de studiu; cauza –
sensibilitatea neliniară a traductorului (bobina) la diferite frecvenţe, precum şi erorile dinamice
induse în procesul de înregistrare (funcţia CAF – A(ω)=k –1 /
43
1 T
2 2
+ ω ⋅ ) [103, 104]. În
consecinţă, calibrarea sistemului de detectare s-a efectuat după “zgomotul” rezistorului-etalon de
0,001Ohm (şunt 75A), iar aprecierea amplitudelor (spectrului) – după fluctuaţiile zgomotul
înregistrat pe acelaşi rezistor în condiţii reale de cromare.
Testarea şunturilor la curent continuu s-a apreciat după indicaţiile voltampermetrului
M2044 (cl.0,2) şi voltmetrul electronic (Щ)1516 (cl.0,2) (GOST 14014-82). Procedura de
testare la curent alternativ, realizată cu utilizarea generatorului de frecvenţă joasă G3-102 (GOST
22261-94), miliampermetrul universal (Э)513 (cl. 0,5) (GOST 8711-93) şi voltmetrul electronic
V7-27/A(A1), indică despre o identitate a valorilor intensităţilor curentului variabil şi cel
continuu (pentru modul de apreciere cu şunt); expresia fiind valabilă pentru o bandă de
frecvenţe, cu mult mai mare, decât cea detectată (≤ 10 4 Hz) pentru procesul electrochimic de
depozitare a cromului. Parametrii de testare a DIC s-au apreciat cu ajutorul punte-i de frecvenţă
joasă – model MIE-0.2 (GOST 9486-79), generatorului de frecvenţă joasă G3-102, fazmetrul F2-
34 (ТU HV2.721.057), magazinului de rezistenţe R33 (GOST 23737-79) şi voltmetre electronice
menţionate anterior. Toate procedurile de înregistrare a semnalelor electrice s-au efectuat cu
ajutorul conductoarelor coaxiale ecranate RK50-2-22, racordate la aparatajul metrologic prin
conectoare SR-50-74.

2.3. Metodica de cercetare a parametrilor fizico-mecanici
şi exploatare a depozitelor de crom
Procesul tehnologic de cromare, ca şi alte procese galvanice, se distinge printr-un şir de
particularităţi şi include un complex de acţiuni orientate spre favorizarea actului de depozitare,
pentru obţinerea unor parametri de performanţă. Astfel, suprafeţele mostrelor (pieselor) s-au
supus unor operaţiuni de preparare, în următoarea succesiune:
● prelucrarea mecanică (rectificarea, lustruirea);
● spălare în apă rece cu stropire;
● degresare preventivă, conform tehnologiei unanim adoptate (var de Vena);
● spălare în apă rece cu stropire;
● izolarea (etanşarea) suprafeţelor nesupuse cromării.
După îndeplinirea acestor etape piesa se monta pe dispozitivul de fixare, se activa în
electrolit, după care urma cromarea propriu-zisă.
Anterior cromării, piesele (mostrele) s-au prelucrat pe maşinile de rectificat-rotund 3V423
(răcire emulsol), utilizându-se discuri de marca SM-1, ST-1 (granulaţia 25-16) la viteze circulare
vD = 25-20m/s, viteza circulară a piesei vP = 0,5-0,63m/s, avans longitudinal SL = 5mm/min –1 ,
avans transversal ST = 0,01mm, consum LUR – 15-20dm 3 /min. Valoarea rugozităţii (conform
GOST 2789-73) s-a apreciat la indicii Ra = 0,63-0,32μm [11, 13].
Pentru cazurile, când s-a necesitat rugozitatea depunerilor de crom la indicii Ra = 0,32-
0,16μm (pentru experimentele tribologice şi piesele pompei hidraulice), s-a recurs la prelucrarea
mecanică prin rectificare, la aceleaşi tip de maşină-unealtă, finalizată de o lustruire până la
parametru propuşi. Pentru discurile de marca SM-1, ST-1 (granulaţia 16), s-a operat cu următorii
parametri: vD = 30-35m/s, vP = 0,25m/s, avans longitudinal SL = 2mm/min –1 , avans transversal
ST = 0,005mm, consum LUR – 25-30dm 3 /min [11, 12].
Randamentul de curent catodic pentru crom s-a determinat gravimetric după metoda
cunoscută [13, 61, 101]. Cantitatea ce ar fi trebuit să se depună pe catod s-a apreciat conform
indicaţiilor unui culonometru de cupru (la densitatea de curent 0,1 kA/m 2 ), consecutiv conectat
în circuitul “sursă de alimentare – baie”. Timpul de depozitare a fost acelaşi pentru toate
experimentele t0 = 900s. Operaţiile de preparare a mostrelor-electrod s-au efectuat conform
procedurilor standard, care prevăd degresarea, spălarea, uscarea în etuvă la 378-380 K, timp de
15-20min. După cromare şi repetarea procedurilor menţionate, se cântăreau cu ajutorul
cântarului analitic VLA-200M (GOST 24104-2001), cu o precizie de evaluare – 10 –8 kg.
44

Influenţa DIC asupra productivităţii procesului de cromare s-a determinat pentru diferite
densităţi catodice de curent ik – de la 4,0 până la 14,0kA/m 2 , de aceea, pentru fiecare caz,
suprafeţele mostrelor s-au selectat din considerentele unei invariabilităţi a curentului din circuit
I = 1A. Astfel, randamentul de curent pentru crom este:
η (%) = GCu mCr / (GCr· mCu), (2.1)
unde GCu = 31,785 – masa echivalentă a cuprului; GCr = 8,665 – masa echivalentă a cromului; mCr şi mCu
– masele cromului şi cuprului depozitate pe mostra-catod şi, respectiv, pe catodul culonometrului, în g.
Viteza teoretică de depozitare a cromului s-a calculat după formula:
vd = c·ik·η/ (1000·ρ);
unde c = 0,3234g/(A·h) – echivalentul electrochimic al cromului hexavalent; ik – densitatea
catodică de curent, A/dm 2 ; η – randamentul de curent pentru crom; ρ = 7,10g/cm 3 – densitatea
specifică a cromului.
Viteza reală de depozitare a cromului s-a apreciat, ca variaţia grosimilor raportată la
intervalul de timp, acordat procesului:
vd = (d 2 –d1 )/2·t;
unde d1, d2 – diametrele probei, până şi după proces, mm; t – timpul de depozitare, ore.
Determinarea grosimii depozitelor de crom s-a efectuat cu ajutorul scoabelor tip SR şi SI
(GOST 11098-75), preţul unei diviziuni 0,001mm, reglate conform setului de cale plan-paralele,
clasa de precizie 0 (GOST 9038-73) şi pe baza şlifelor transversale, analizate la microscoapele
metalografice MM-6 şi NEOPHOT-2. Prepararea şlifelor s-a efectuat după metode cunoscute,
menţionate în [102, 103]; la debitarea lor s-a utilizat strungul modernizat tip 1IS611V, dotat cu
dispozitiv de tăiere cu disc de vulcanit ø115 mm, grosimea 1mm.
Microduritatea s-a apreciat pe baza şlifelor transversale, utilizând aparatul PMT-3 (GOST
9450-76), conform relaţiei:
HV = 1854·P/d 2
unde P = 0,98N – sarcina la indentor, d = diagonala amprentei (μm).
Măsurările s-au efectuat atât pe suprafaţa frontală a şlifelor, cât şi pe partea laterală a
mostrelor (exprimate ca media aritmetica a 10-15 valori în diferite puncte). La studierea
structurii depozitelor de crom (efectuată pe baza şlifelor transversale) şi morfologiei suprafeţelor
mostrelor s-a recurs la microscopia optică: MM-6,NEOPHOT-2 şi electronică cu scanare:
STEREOSCAN-150, TESLA-340, TESCAN VEGA.
Modul de distribuire a cromului pe lungimea piesei s-a apreciat, utilizând criteriul de
uniformitate Ku:
45
(2.2)
(2.3)
(2.4)

Ku = (hmin/hmax)·100 % (2.5)
unde hmin, hmax – grosimea minimă şi maximă a depozitului în secţiunile de control ale piesei,
μm. Mărimile respective s-au determinat cu ajutorul comparatorului, preţul unei diviziuni
0,002mm. Măsurările s-au efectuat înainte şi după depozitarea cromului, în 10 secţiuni şi 2
planuri reciproc-perpendiculare.
Calitatea suprafeţei acoperirilor s-a apreciat prin determinarea a 35 parametri, înregistraţi
cu ajutorul profilometrului-profilograf digital Form Talysurf Intra Series 50 Taylor Hobson.
Încercările tribologice (cu caracter calitativ) ale acoperirilor de crom, pentru deferite
condiţii de depozitare (variaţia parametrilor DIC, ik), s-au executat la maşina de fricţie şi uzură
tip SMŢ-1, dotată cu traductor inductiv de apreciere a momentului de torsiune.
S-a optat pentru schema rolă-calotă individuală (conform GOST 23.224-86), după metodica
propusă în [106]. Pentru a reduce durata experimentelor, s-a selectat un regim sever, de tip fricţie
uscată [106]. Pentru toate cazurile s-a selectat o singură viteză de lunecare vL= 0,785m/s; sarcinile
de solicitare P au variat treptat: 0,198; 0,392; 0,659MPa. Majorarea ulterioară a solicitării aplicate
P > 0,4MPa contribuie unei uzări catastrofale a calotei de fontă, nefiind practicată. Graficul
experimental temporal a fost segmentat în intervale de 1; 2; 4; 6; 8; 10; 12; 14 ore; lungimea
minimă a drumului parcurs de cuple Smin ≈ 407km; varianta maximă – Smax ≈ 520km.
O tratare deosebită s-a acordat rodajului microgeometric, care urmăreşte uzarea locală a
vârfurilor de contact şi deci micşorarea presiunii locale în zonele de portanţă metal-metal) şi
rodajul macrogeometric, care urmăreşte corectarea imperfecţiunilor de adaptare a suprafeţelor
datorate defectelor de uzinaj şi a celor de montaj. Anterior experimentării, mostrele se degresau,
supunându-se, ulterior, unui rodaj-expres. Pentru a reduce considerabil durata acestei etape, s-a
recurs la majorarea iniţială a sarcinii de solicitare P = 0,392MPa, cu diminuarea ulterioară
(peste un interval de timp t = 40 min.) la indicele P = 0,198MPa. După expirarea a opt ore de
funcţionare, când momentul de torsiune M înregistrat era apreciat cu 0,24-0,22N·m (iar suprafaţa
de contact A era evaluată cu ~ 90-100% din aria reală), rodajul era succedat de etapa propriu-
zisă al studiului tribologic. Operaţiunea de spălare a mostrelor la finalul fiecărui experiment a
fost exclusă; cauza – la uscare (pentru T = 380-400K), pe suprafeţele cuplei analizate se
formează filme de oxizi, mult mai stabile, având o contribuţie negativă pentru întregul proces.
Rolele s-au confecţionat din oţel 45 (GOST 1050-88), la diametrul iniţial Di = 49,5mm şi
lăţimea b = 12mm, fiind, apoi, rectificate la regime şi parametri menţionaţi mai sus. Cromarea
rolelor s-a realizat pentru grosimi de depozitare h = 0,3-0,4mm, urmată de o rectificare până la
46

diametrul Dr = 50 ± 0,01mm, conform recomandărilor [GOST 23.224-86]. Materialul de execuţie
a calotelor – fontă cenuşie (FC 24-44 GOST1412-85), cu o suprafaţă de contact A = 1·10 – 4 m 2 .
Aprecierea temperaturii din zona de contact s-a efectuat cu ajutorul termocuplei HA montată
la 0,3 mm de la suprafaţă. S-a considerat că temperaturile celor 2 elemente ale cuplei de frecare
sunt egale, coeficientul de frecare constant, iar aria reală coincide cu cea nominală. S-a asigurat o
transmisie de căldură cât mai bună între materialul de măsurat (fontă) şi sudura caldă a
termocuplului, reducându-se, pe cât posibil, orice perturbare a câmpului de temperaturii existent.
Testarea termocuplei s-a efectuat în mediu de ulei industrial I-20A (GOST 20799-88), cu 2
termometre de precizie TL-2 (GOST 215-73).
Mărimea uzurii s-a determinat gravimetric, utilizând cântarul analitic VLA-200M (GOST
19491-74), cu precizia 10 -8 kg. Intensitatea uzurii mostrelor cromate s-a apreciat conform formulei:
IU = W/l,
unde W – uzura liniară a mostrei, m; l – lungimea cursei tribotehnice corespunzătoare uzurii W;
W = Δg/ρΑ,
unde Δg – variaţia greutăţii de masă a mostrei în timpul experimentului, kg; ρ = 7100kg/m 3 –
densitatea cromului; A – suprafaţă de contact a cuplei, m 2 .
Suprafeţele supuse fricţiei şi uzării s-au studiat la microscopul optic MM-6 şi electronic cu
scanare TESLA-340.
La compartimentul încercărilor de testare şi exploatare ale pieselor restabilite prin metoda
propusă, ca obiect de studiu, au fost selectaţi arborii pompei hidraulice tip TB-11-25A.
Aprecierea unor aspecte tehnico-economice ale procedeului de cromare (şi restabilire) cu
dispozitiv inductiv-capacitiv s-a permis de realizat în condiţii reale de exploatare (organizaţia
“MOLDOVAVHIDROMAŞ” NPF “FSP-S.T.T.”), la instalaţia de producere a emulsiei pe bază
uleiului de floarea-soarelui (cu o concentraţie de până la 3% celuloză).
2.4. Aprecierea erorilor pentru rezultatele măsurărilor
Oricare ar fi domeniul de cercetare, aprecierea experimentală a diferite or mărimi fizice sau
teoretică (prin apelarea la o diversitate de formule specifice) se asociază cu aspiraţia spre o
exprimare cât mai veridică şi mai exactă ale acestora. Evident, că astfel apare necesitatea de a
ţine cont de erorile sau greşelile de măsurare ce inevitabil pot persista. Astfel, asigurarea unei
precizii înalte de măsurare şi aprecierea acesteia, se dovedeşte a fi o realizare deloc lejeră.
Unul din momente dificile în determinarea şi sumarea erorilor se prezintă aprecierea
abaterea medie pătratică ale tuturor componentelor (conform intervalelor cunoscute) şi
47
(2.6)
(2.7)

determinarea aprecierii periodice a erorilor rezultative; în ambele cazuri se necesită cunoaşterea
formei legii de distribuire. De aici, un potenţial mijloc de simplificare a metodelor menţionate
anterior, se bazează prin aceea, că la sumarea unui număr important de componente legea
distribuţiei erorii rezultative v-a tinde tot mai mult spre normală. În toate cazurile s-a ţinut cont de
aspecte specifice ale erorilor: neglijarea distincţiei de erori corelate şi necorelate, sau neglijarea
identificări ca fiind aditivă sau multiplicativă pot cauza obţinerea unor rezultate total greşite.
Cu scopul de a majora precizia mărimilor determinate rezultatele experimentelor s-au prelucrat
statistic, în corespundere cu GOST 11.004-84 şi recomandările [107-110]. In dependenţă de caz,
rezultatele au fost determinate ca fiind valoarea medie aritmetică:
n
∑
Χ
i
i
Χ =
= 1 .
n
În aceeaşi ordine de idei, s-a apreciat eroarea de precizie:
Δ Χi
= Χ−
Χi
,
standardul empiric al unui şir de măsurări
48
(2.8)
(2.9)
1 2
⎡ 2 ⎤
⎢ Δ ⎥
= ± 1
∑ n
X i
σ i=
, (2.10)
⎢
⎢
⎢⎣
şi coeficientul de variaţie
n −1
⎥
⎥
⎥⎦
(2.11)
σ
K = 100%.
Pentru Xdiferiţi
parametri (în special electrici) caracteristica de normare a erorii relative este:
Χ lim
(x) = γ0
x
γ;
(2.12)
pentru eroarea absolută
ΔX = γ0·Xlim/100. (2.13)
Calculul erorii aparatajului voltmetrul electronic V7-27/A. Marja de eroare s-a determinat
conform relaţiei:
δ = [0,01+0.005((Ud/Ux) –1)]%). (2.14)
Calculul erorii de înregistrare a voltampermetrului M2044. Limita inferioară şi superioară a
intervalului, unde mărimile indicate de voltampermetru sunt apreciate cu o probabilitate P = 1, în condiţii
reale vor fi:
n
γi = γs = γo + ∑ γ d ; (2.15)
i=
1

unde γo = ((Ax – Ad)/ Ak) ·100% = 0.2% – eroarea de bază; ∑ γ d – suma erorilor în dependenţă
i=
1
de temperatură, poziţie, cămpul magnetic exterior, obiectele fieromagnetice din vecinătate etc. –
s-a determinat Σγd = 0,527%
Calculul erorii analizatorul de spectre SK4-56. Analiza rezultatelor cercetărilor, cu privire
la studierea componentelor armonice sau zgomotelor de frecvenţă înaltă, a permis determinarea
diapazonului de cercetare f = 5kHz, cu o bandă de scanare Δf = 10Hz. Alt parametru, ce asigură
precizia de măsurare a mărimilor fluctuaţilor, este constanta temporară de integrare τ,
determinată din expresia ΔU = 1/ 2 τΔf
, unde ΔU – indicele preciziei de înregistrare a
zgomotelor; Δf – banda efectivă de scanare; τ – constanta temporară de integrare. O simplificare
apreciabilă a procesului de înregistrare s-a dovedit a fi aplicarea metodei, descrisă în [72].
Bineînţeles, că în cazul, când provenienţa pulsaţiilor s-a datorat perturbaţiilor aleatoare (conştient
ori deliberat, prezente în oricare circuit electric), nefiind sincronizate cu procesul analizat,
eroarea de restabilire s-a precizat, prin fixarea unei dispersii irepetabile de date. Neomogenitatea
CAF pentru nivelul semnalului în intervalulul 10Hz – 60Hz nu mai mare de 5%.
Calculul erorii mecanismului de înregistrarea a momentului de frecare (determinarea
abaterii medii pătratice a unei componente aleatoare), inclusiv etapa de gradare, a fost efectuată
prin metoda statică de solicitare, utilizând greutăţi-etalon. Pentru fiecare punct, fie în faza de
încărcare sau descărcare, s-au efectuat măsurări triple. Evaluarea abaterii medii pătratice a unei
componente aleatoare a erorii în procesul de fixare a momentului de frecare s-a efectuat după formula:
n
∑ ∑
2
( X − X ) + ( X σ −X
σ )
mi m
i=
1
i=
1
2n
−1
σ ( Δ) =
⋅100%
,
X
n
i
2
norm
σ ( Δ) abaterea medie pătratică a unei componente aleatoare a erorii, %; Xmi (Xσi) –
unde −
49
n
(2.16)
fixarea momentului de frecare pentru faza de încărcare (descărcare) conform indicaţiilor
dispozitivului, diviziuni; m ( i ) X X σ – mărimea medie, rezultată în procesul de fixare a momentului
de frecare pentru faza de încărcare (descărcare), diviziuni; Xnorm – mărimea normată, stabilită
pentru diapazonul superior de măsurări, diviziuni.
Precizarea mărimilor m ( i ) X X σ s-a efectuat după formulele:
X m =
n
∑
i=1
X
n
mi
,
(2.17)

n
∑
=1
i
X σ =
X σi
n
,
unde n – numărul experimentărilor pentru determinarea m ( i ) X X σ .
50
(2.18)
Pentru alte cazuri (microduritatea), analiza rezultatelor obţinute pentru diferite condiţii de
proces remarcă un coeficient de variaţie dependent de valorile Hμ, când, calculat pentru acoperiri
cu diferiţi indici ai microdurităţii, s-a stabilit o creştere proporţională [104]. Astfel, pentru
efectuarea măsurărilor cu o precizie identică (în special pentru dispersii accentuate a microdurităţii)
în cadrul fiecărui experiment s-a operat cu un număr satisfăcător de experienţe, cuprins între 8 şi
15. Pentru diferiţi parametri (randamentul de curent, viteza de depozitare a cromului, diferiţi
parametri electrici etc.), limita inferioară a volumului de încercări a fost apreciată cu 3-5 repetări.
Toate graficele s-au trasat după valorile medii ale experimentelor respective, în
corespundere cu normativele SI. Pentru a reduce la minim posibilele erori de înregistrare a
datelor şi cu aceeaşi probabilitate, s-a considerat ca experimentele să fie efectuate secvenţional,
în egală măsură, pe întreaga durata de cercetare.
Aplicarea acestor metode, însoţite de noi metode contemporane de cercetare şi utilizarea
unui echipament şi utilaj, adecvat cerinţelor impuse (periodic testate de serviciul metrologic),
precum şi de respectarea strictă a ordinei de executare a experimentelor şi-au găsit reflectare în
precizia datelor obţinute, când erorile sistematice au fost reduse la minim.
Ţinându-se seama de particularităţile realizării experimentelor, în unele compartimente ale
lucrării s-au expus metodici particulare de cercetare. Descrierea lor detaliată, precum şi analiza
experimentelor sunt aduse conform capitolelor corespunzătoare.
2.5. Concluzii la capitolul 2
● Pentru atingerea scopului principal şi a obiectivelor propuse au fost utilizate metode şi
tehnici standard de cercetare sau parţial modificate în dependenţă de caz. La selectarea planului
de cercetare, prin alegerea uneia sau a mai multor metode de cercetare s-a ţinut cont de: scopul
lucrării, precizia şi fiabilitatea rezultatelor, restricţii la timp, resurse, oportunităţi şi mijloacelor
tehnice de cercetare, datele disponibile privind unele cercetări similare sau detalii cu privire la
obiectul de cercetare, avantajele si dezavantajele fiecărei metode în parte.
● Analiza statistică a datelor experimentale şi rezultatele calculelor permit furnizarea
informaţiilor într-o formă mult mai compactă, adecvată utilizării ulterioare, precum şi pentru a
evaluarea preciziei, fiabilităţii, acceptabilităţii unor sau altor metode de analiză.

3. PARTICULARITĂŢILE CINETICII PROCESULUI DE CROMARE
CU UTILIZAREA DISPOZITIVULUI INDUCTIV-CAPACITIV
3.1 Influenţa parametrilor de reglare L si C ai dispozitivului inductiv-capacitiv
asupra procesului de polarizare
Pentru perceperea modului de influenţă a dispozitivului descris asupra procesului de
cromare s-a recurs la o metodică de cercetare şi sistematizare a datelor (dezvoltată pe parcursul
întregii lucrări), caracterizată prin variaţia parametrilor de reglare a dispozitivului pentru diferite
valori ale densităţii de curent şi evaluarea reacţiei-replică a sistemului “sursa de alimentare –
baie galvanică” la aceste solicitări.
Cel dintâi obiectiv urmărit în elucidarea mecanismului unei reacţii electrochimice îl
constituie stabilirea unităţii dintre densitatea de curent (ceea ce înseamnă şi viteza reacţiei) şi
mărimea deplasării potenţialului electrodului ΔE, condiţionată de polarizarea electrochimică
[111]. Cercetările cineticii de electrod au demonstrat, că la depunerea cromului, asupra
distribuţiei curbelor de polarizare influenţează nemijlocit atât regimul (condiţiile) de electroliză,
cât şi valorile parametrice ale dispozitivului inductiv-capacitiv [112].
Trasarea curbelor de polarizare s-a efectuat pentru diapazonul densităţii de curent – de la
0,001 la 1,5kA/m 2 . Intervalul de valori pentru parametrii de reglare ai dispozitivului inductivcapacitiv
s-au apreciat: pentru L – de la 0,006mH până la 0,584mH; pentru C – de la 0,004F până
la 0,104F. Constructiv DIC a fost realizat prin conectarea paralelă a două blocuri: inductiv şi
capacitiv. Blocul inductiv este format din drosele electromagnetice cu valoarea inductanţei de
~0,06mH, iar blocul capacitiv – din două palete de condensatori polari, electrolitici, de
capacitate identică (K50-20-50V-2000μF ОJO.464.120ТU).
Selectând iniţial doar câteva din valorile L şi C, proprii segmentelor menţionate, s-a putut
sesiza caracterele de influenţă şi legătură nemijlocită cu procesele elementare din sistemul
studiat. Indiferent care ar fi fost scopul experimentelor, dacă modalitatea de efectuare permitea,
paralel acestora se înregistrau şi alţi parametri ai curentului electric: intensitatea, forma, prezenţa
componentelor variabile, frecvenţa lor etc. Obţinând o mulţime de date experimentale
“suplimentare”, astfel s-a favorizat spre o intensificare considerabilă a procesului de identificare
a regimului “optim”.
Desigur, la această etapă termenul “optim” era mai mult temporar, departe de a fi
considerat definitiv, el purtând amprenta cantitativă a valorilor înregistrate la moment – fie
amplasarea curbelor de polarizare, fie mărimile potenţialelor înregistrate sau vitezei de
depozitare a cromului.
51

Ulterior, din baza de date formată, s-au selectat acele condiţii de reglare DIC, care au redat
cel mai reuşit specificul de contrast, propriu anumitor combinaţii dintre inductanţă şi capacitate.
În corespundere cu cele menţionate, din considerentele mărimilor componentelor variabile
~
exprimate prin curentul sumar Ι 75 (fig. 3.1), s-a optat pentru valoarea capacităţii C, apreciată la
cota de 0,024F. Prelucrând, în continuare, volumul de date, oferite de înregistrările curbelor de
polarizare, pentru această inductivitate s-a selectat mărimea “optimă” a inductivităţii L = 0,119mH.
Fig. 3.1. Modificarea caracteristicii de polarizare în dependenţă de parametrii de
reglare DIC (tel = 55°C, C = 0,024F şi L (mH): #1) 0,119; #2) 0,06;
#3) fără DIC; #4) 0,027; #5) 0,456.
Astfel, s-a constatat experimental, că utilizarea DIC în procesul de înregistrare a curbelor
de polarizare le imprimă acestora o amprentă specifică, manifestată atât prin caracterul de
decurgere, cât şi prin amplasarea lor în sistemul de coordonate ik – E. S-a stabilit, că utilizând
dispozitivul menţionat, reglat la diferiţi parametri (Lx, Cx), în procesul reducerii cromului,
aceasta poate decurge cu variaţia caracteristicii temporare ale potenţialului şi decalajului valorii
lui medii (fig. 3.1). Pe lângă aceasta, a fost identificată şi o anumită dependenţă dintre parametrii
L şi C şi imaginea componentelor variabile din circuit, care a şi servit ulterior ca un prim criteriu
de decizie în aprecierea regimurilor de cromare (detalii – în paragraful următor).
După cum s-a menţionat în [112, 113], pentru condiţii determinate de reglare a
dispozitivului menţionat (inclus în sistemul de electroliză), s-au înregistrat atât majorări, cât şi
diminuări ale polarizării, comparativ cu regimul convenţional de reducere a ionilor Cr 6+ în
electrolit universal (T = 328K) (fig. 3.1). Pentru densităţi mici de curent, până la ik = 0,1kA/m 2 ,
se observă o polarizare apreciabilă a electrodului, cuprinsă între – (0,50-0,76)V, care, în cazul
majorării ulterioare a densităţii de curent, trece într-o fază mult mai lentă de creştere.
52

Cât priveşte compararea curbelor de polarizare (obţinute pentru diferiţi parametri de
reglare a dispozitivului inductiv-capacitiv), chiar şi pentru acest interval se sesizează, de acum,
caracterul de creştere, mult mai accentuat, al curbelor 1 sau 2 (fig. 3.1) la un potenţial E= –
0,513V şi, respectiv, E = –0,576V pentru ik = 0,1kA/m 2 . Pentru celelalte regime e specific o
abatere a potenţialului mai pronunţată, cuprins în intervalul E = – (0,730-760)V, – deplină
vecinătate cu curba de polarizare în varianta convenţională (fig. 3.1, curba 3).
Deplasarea maximă în zona pozitivă se observă pentru parametrii de reglare L = 0,119mH
şi C = 0,024F, unde s-au înregistrat valori ale potenţialului E = – (910-920)mV (pentru un curent
de polarizare ik = 1,5kA/m 2 ) (fig. 3.1, curba 1). Totodată, pentru alţi indici L = 0,456mH şi
C = 0,024F, s-a fixat o deviere a valorilor curbei de polarizare în direcţia mai electronegativă,
reprezentată printr-un potenţial E = – (1070-1080)mV (fig. 3.1, curba 5).
Examinarea acestor curbe relevă foarte bine caracterul lor de trasare, înregistrându-se
devieri mai mult ori mai puţin radicale, când, din moment ce coordonata respectivă e atinsă,
comportamentul de creştere este cu totul diferit de ceea ce fusese până atunci. Din specificul
cineticii proprii se ştie că, depozitarea catodică a cromului este însoţită de două reacţii
electrochimice paralele – degajarea hidrogenului (1.4) şi reducerea incompletă a ionilor Cr 6+
(1.2). La potenţiale E ≤ – 800mV, anume după atingerea curentului limită pentru reacţia
reducerii incomplete a acidului cromic, vitezele de eliminare a cromului metalic şi hidrogenului
nu mai întâmpină careva restricţii difuzionale [9]. Aceasta se poate evidenţia prin modul
caracteristic de trasare a curbei de exprimare a dependenţei potenţialului de densitatea de curent:
fără conectarea DIC, curba de polarizare este deţinătoarea unei caracteristici lente de creştere.
Ceva asemănător se apreciază şi pentru celelalte regime de electroliză (la diferiţi parametri
L şi C) pentru care, însă, coordonatele acestor salturi (parametrul ik) variază diferit de la caz, la
caz. Spre exemplu, pentru regimul depolarizator, potenţialul E ≈ – 750mV este atins doar în
cazul majorării densităţii de curent ik = 0,34-0,35kA/m 2 . Altfel spus, se sesizează, de acum, o
rezervă determinată în vederea majorării densităţii de curent – posibilitate reală de intensificare a
procesului electrochimic.
Tendinţă respectivă de intensificare a procesului electrochimic cauzată, probabil, de
activarea interfeţei catodice, dar şi a zonei din imediata apropiere, se manifestă când valorile
potenţialului sunt cuprinse între – (750-1050)mV.
Astfel, pentru parametrii “optimi” de reglare a dispozitivului inductiv-capacitiv din
considerentele aspectului spectrului componentelor variabile din circuitul electric (fig. 3.4),
procesul de reducere a cromului decurge mult mai lejer, variaţia rapidă a potenţialului este, pe
măsură, proporţională cu majorarea densităţi de curent (fig. 3.1, curba 1). În asemenea
53

împrejurări, potenţialul de E = – 750mV îi corespunde unei densităţi de curent i = 0,34kA/m 2 ,
ceea ce este cu mult mai mult, decât pentru procesul de referinţă, definit de curba 8, pentru care
potenţialul respectiv e atins la un indice ik = 0,1kA/m 2 . Această comparare, este mult mai
expresivă pentru cazul dublării densităţii de curent, când curbei 1, pentru ik = 0,7kA/m 2 , îi
corespunde un potenţial E = – 846mV, pe când variantei convenţionale – E = –1023mV.
Înregistrarea curbelor de polarizare cu utilizarea DIC a consemnat un nou aspect al
influenţei asupra procesului electrochimic, imprimându-i o amprentă specifică. Analizând
caracterul de decurgere a curbelor de polarizare, manifestat prin amplasarea lor în sistemul de
coordonate ik – E, s-a observat că influenţa dispozitivului inductiv-capacitiv se pronunţă, în
deosebi, după un interval de timp τ0 (fig. 3.2).
Fig. 3.2. Curbe de polarizare, înregistrate la depozitarea cromului din electrolit
prelucrat preventiv cu DIC (tel = 55°C): #1) pentru parametrii DIC optimi;
#2) după 40 min de prelucrare fără DIC;
#3) după o oră de prelucrare fără DIC;
Pentru fiecare experiment, se selectau acele date, care reprezentau în mod reuşit imaginea
influenţei DIC: de obicei, datele înregistrate pentru al treilea sau al patrulea experiment din serie
(acestea fiind, practic, identice).
Cele mai interesante, însă, s-au dovedit a fi înregistrările obţinute pentru regimuri contrare,
diametral opuse. Astfel, trecerea imediată de la unii parametri (Lx, Cx) ai conturului oscilator – la
alţii, rezultatele obţinute deţinând un caracter intermediar (fig. 3.2, curbele 2, 3). Instaurarea unui
nou proces, caracterizat prin parametri determinaţi, este satisfăcută doar dacă timpul de
“prelucrare” a electrolitului depăşeşte 30-40min. De asemenea, o foarte mare importanţă o are
succesiunea regimurilor cu care se operează (care a fost regimul anterior?): după regimurilor de
depolarizare, în special pentru cazul devierii maxime a potenţialului spre zona valorilor pozitive
(parametrii L = 0,199mH şi C = 0,024F), instaurarea stabilă a potenţialelor pentru un nou regim,
poate fi apreciată după un interval de prelucrare, mult mai îndelungat.
54

3.2. Influenţa parametrilor de reglare a dispozitivului inductiv-capacitiv asupra
componentelor variabile
Pentru analiza generală a fenomenului fluctuaţional, în cazul unor sisteme electrochimice
complexe, la variaţii esenţiale ale supratensiunii şi, în special, în prezenţa stadiei descărcării
lente, se sesizează, de acum, insuficienţa utilizării doar a teoremelor anterior menţionate. Pentru
generalizarea ulterioară a zgomotului electrochimic e nevoie de a ţine cont de faptul, că pe lângă
difuzia reactanţilor şi descărcării lente, simultan mai persistă încă câteva stadii lente ale reacţiilor
omogene, reacţiilor eterogene sau combinaţiile acestora. În aşa sisteme, sarcina efectivă a
impulsului pentru curentul faradic devine funcţie a concentraţiei reactanţilor, a curentului de
polarizare, a frecvenţei etc., deci, făcându-se necesară antrenarea unui sistem, mult mai complex,
de cercetare şi analiză.
Studiul “zgomotelor electrice” are o valoare teoretică şi aplicativă însemnată, oferind
posibilitatea de obţinere a informaţiilor suplimentare despre cinetica proceselor electrochimice, ce
decurg la electrod, având o contribuţie semnificativă în optimizarea şi determinarea posibilităţilor
limită ale elementelor electronice sau electrochimice, pe larg utilizate în diverse domenii ale
ştiinţei şi tehnicii.
În acest context, o metodă mult mai simplă şi convenabilă, din punct de vedere
experimental, la o precizie mult mai ridicată este metoda spectrală de apreciere a corelării
“zgomotelor”, bazată pe analiza armonică a proceselor aleatorii [72-76, 91, 93].
Experimentele, ce vizează detectarea fluctuaţiilor din sistem, s-au efectuat la instalaţia
pentru cromare, prezentată în fig. 3.3, cu toate atributele specifice, expuse anterior. De
menţionat, că în acest caz, probele s-au utilizat pentru determinarea şi altor parametri ai cromului
electrolitic: viteza de depozitare, capacitatea de reflecţie, rugozitatea, microduritatea, structura.
După cum se vede, această schemă este modificarea celei expuse în fig. 3.3, dar având unele
suplimentări – prezenţă comutatoarelor normal deschise SA1… SA3 şi rezistorului R ** .
Includerea lor în circuit au fost dictate de necesitatea unei perceperi, cât mai distinctive, a
imaginii fluctuaţiilor din sistem.
La detectarea semnalelor de intensitate redusă e necesar de a se acţiona din considerentele
dominării lor maxime asupra nivelului zgomotului propriu analizatorului şi sistemului de
înregistrare (reducându-l pe cât este posibil). Anterior, s-a menţionat despre măsurile luate în
acest scop, îndeplinirea lor fiind controlată pentru fiecare experiment (* – pământul
echipamentului electronic).
55

Fig. 3.3. Schema electrică principială a instalaţiei, modificată pentru calibrarea sistemei
de detectare a “zgomotelor electrice” (explicaţii în text).
Primul pas al acestei etape a fost estimarea diapazonului de investigare, moment important
în vederea selectării aparatajului electronic, sensibilitatea căruia are o contribuţie directă asupra
preciziei scanării curentului electric; la calibrare, s-a stabilit valoarea fonului proprie circuitului
închis, prezentat în Figura 3.3 (toate comutatoarele: deschise SA1 şi SA2 – bipolare fără poziţie
neutra, SA3 – comutator normal deschis): ζ 0 max = 4 · 10 – 6 V, ζ 0 min = 0,8 · 10 – 6 V (fig. 3.4a).
Ulterior, pentru cazul unui proces real de cromare nivelul minim al pulsaţiilor din circuit se vor
aprecia cu ζ F min = ζ 0 max = 4 · 10 – 6 V. Deoarece aceste valori s-au apreciat conform indicaţiile
analizatorului de spectre SK4-56 (sensibilitatea fiind apreciată la indicele S ≅ 8 · 10 – 8 V), adică
fiind calificate ca mărimi efective (medii pătrate), atunci şi eroarea apreciată de înregistrare ale
componentelor respective va fi considerată ca o abatere medie pătratică σU = γU = S / ζ F min =
(8 ·10 – 8 ) / 4 · 10 – 6 = 2%. Din aceste considerente, pentru schema electrică cercetată mărimea
ξo ≅ 8·10 –8 V este echivalenta unei intensităţi Ι = 8·10 –5 A.
Pentru o testare cât mai exactă, prezenţa băii galvanice a fost simulată prin conectarea în
circuit a rezistorului R ** (baia fiind deconectată): comutatorul SA1 – în poziţia închis; SA2, SA3
– în poziţia deschis. Mărimea R ** s-a apreciat din considerentele căderii de tensiune ΔU la
electrozii băii electrolitice; pentru I = 25A → ΔU ≈ 4,1V. Constructiv realizată din fir de nicrom
56

(d = 2,5 mm), acest tip de rezistenţă este o sursă de “zgomot electric” al cărui nivel nu depinde
de mărimea intensităţii curentului solicitat. La conectarea sursei de curent, fonul detectat a fost
apreciat cu următoarele valori: ξmax = 85·10 – 6 V ( f < 100Hz ), ξ min = 4 · 10 – 6 V ( f >1,5kHz);
pentru diapazonul mediu – ξmed = (12-20 ) ·10 – 6 V (fig. 3.4a).
Trecerea la un proces real de electroliză (comutatoarele SA1 şi SA2 – în poziţia închis, SA3
– deschis) a permis oscilografierea curenţilor, stabilindu-se forme variate pentru diferite regime
de solicitare a băii galvanice (fig. 3.4b şi c).
Se poate observa cum prin conectarea DIC, se modifică aspectului desfăşuratei curentului
din circuitul de alimentare a băii galvanice: la un nivel satisfăcător de amplificare al
oscilografului poate fi sesizată prezenţă unei mulţimi de fluctuaţii (fig. 3.4c), cu o densitate mult
mai pronunţată decât pentru cele prezentate regimului convenţional (fig. 3.4b).
Fig. 3.4. Prezentarea “zgomotelor electrice” din circuit: (a) valoarea fonului iniţial;
(b) oscilograma curentului pentru regimul convenţional (regimul №8, fig. 2.1);
(c) oscilograma curentului la conectarea DIC (regimul №1, fig. 2.1).
Optimizarea factorilor de proces s-a realizat prin coeziunea lor cu parametrii sursei de
curent (intensitatea curentului) şi dispozitivului inductiv-capacitiv (variind cu valorile
inductanţei şi capacităţii). Luându-se în consideraţie specificul şi rezultatele obţinute la trasarea
57
(a)
(b) (c)

curbelor de polarizare (efectuate în paralel), s-a operat, în special, cu acele mărimi ale
parametrilor de reglare DIC, care le oferea o imagine cât mai contrastă şi autentică.
În rezultat, a fost identificată şi o anumită dependenţă a componentelor variabile ale
curentului din circuit de parametrii L şi C, care a şi servit ulterior, ca un prim criteriu de decizie
în aprecierea regimurilor de cromare (detalii în Capitolul 4).
Astfel, în timpul procedurii de testare s-a apreciat experimental, că contribuţia
inductivităţii L, acordată nivelului “zgomotului electric”, este “superioară” capacităţii C. Prin
expresia “superioară” se va subînţelege gradul de implicare în procesul galvanic: variaţia L
determină o reacţie mult mai pronunţată din partea sistemului, decât în cazul selectării C (fig. 3.5).
Comun pentru ambii parametri – pentru valorile extreme se observă o diminuare a
fluctuaţiilor în circuit, doar că pentru L acestei dependenţe se poate de atribuit un caracter extrem
de degajare, care, de la caz la caz, este accentuat diferit. Cât priveşte C, deficienţa este depistată
pentru valori mai mici de 0,008-0,01F – pentru C > 0,03F caracterul curbei este mult mai lent
(fig. 3.5, fig. 3.6). În corespundere cu cele menţionate, din considerentele mărimilor sumare ale
~
componentelor variabile, exprimate prin intensitatea Ι 75 , s-a optat pentru valoarea inductivităţii
L = 0,119mH (plauzibil şi din aspectul facilităţii conectării bobinelor – două consecutiv).
58
C, F L, mH
C1 0,004 L1 0,027
C2 0,012 L2 0,119
C3 0,024 L3 0,159
C4 0,036 L4 0,456
C5 0,064
C6 0,08
Fig. 3.5. Influenţa parametrilor de reglare DIC asupra componentelor variabile din circuitul
“sursa de curent-baia galvanică” (ik = 5,5kA/m 2 ).

După cum se observa în Figura 3.5, reieşind din considerentele unei viteze maxime de
depozitare a cromului, pentru această inductivitate s-a selectat mărimea capacităţii C, care sa
dovedit a fi satisfăcătoare în zona gradaţiei 0,024F (fig. 3.6). Deci, la această etapă,
parametri L = 0,119mH şi C = 0,024F au fost consideraţi ca fiind optimi. De menţionat că
aceşti parametri sunt optimi şi pentru experimentele de trasare a curbelor de polarizare, ceea
ce este foarte important.
Pentru înlesnirea studiului scanării, convenţional, am divizat spectrele în 3 regiuni:
diapazonul frecvenţelor joase I – până la 0,5kHz, diapazonul frecvenţelor medii II – până la
3kHz şi diapazonul frecvenţelor superioare III > 3kHz. Prezenţa primului diapazon este
caracteristică tuturor cazurilor de solicitare unde, în dependenţă de caz, amplituda
fluctuaţiilor variază limitat.
Fig. 3.6. Influenţa capacităţii (ik = 5,5kA/m 2 , L = 0,119mH) asupra:
#1) mărimii intensităţii sumare a componentelor variabile din circuit;
#2) vitezei de depozitare a cromului.
Cel de-al II-lea diapazon şi, mai ales diapazonul III, sunt caracterizate de manifestări
fluctuaţionale, total diferite de primul. Astfel, pentru cazul convenţional de solicitare a
electrolizorului (trecere, executată prin deconectarea DIC şi joncţiunea punctelor de contact a
si b (fig. 3.3), primul diapazon este caracterizat de fluctuaţiile curenţilor variabili din circuit,
cu valori medii până la 600mA (fig. 3.7b; fig. 3.8, curba 3). Totodată, acestui regim îi este
caracteristic un diapazon mai redus al frecvenţelor superioare, care, începând cu f ≈ 2,7kHz,
sunt urmate de o reducere rapidă, până la nivelul de fon ζ F min ≈ 4mA (fig. 3.7a).
Pentru parametrii DIC, specifici regimului de depolarizare (fig. 3.7, c) s-au înregistrat
“zgomote”, anvergura spectrului atingând cota 6kHz. Primul diapazon este caracterizat de
curenţi cu o amplitudine medie de până la 1000mA, aici, sesizându-se mult mai multe armonici
de diferite amplitude, decât pentru cazul convenţional (fig. 3.8, curba 4).
59

(a)
Fig. 3.7. Influenţa inductanţei L asupra spectrului componentelor variabile în cazul utilizării
redresorului (ik = 5,5 kA/m 2 , I = 25A, C = 0,024 F): (a) fără baie, numai cu rezistenţă activă;
(b) fără DIC; (c) L = 0,119mH; (d) L = 0,027mH; (e) L = 0,456mH.
60
(c)
(d) (e)
(b)

Cu totul deosebit se apreciază regimul de superpolarizare, caracterizat prin două
momente de selectate parametrică – când Lmax >> Lop şi Lmin

modificării spectrului este puţin influenţat de ridicarea densităţii curentului, fiind calificat de o
variaţie liniară.
Corelat, de altfel, şi cu datele înregistrării curbelor de polarizare, regimul de depozitare a
cromului cu utilizarea DIC indică despre o amplificare sesizabilă a pulsaţiilor, predominat în
diapazonul armonicelor superioare (efect similar cazului majorării intensităţii curentului).
Totodată, după depăşirea unei perioade determinate de funcţionare a DIC în comun cu baia
electrolitică, sunt remarcate “reeşalonări” ale pulsaţiilor, proprii diapazoanelor medii şi
superioare, când pulsaţiile de frecvenţă joasă chiar pot fi depăşite de cele medii. Se poate lejer
observa manifestarea unei eşalonări specifice a componentelor variabile prezente, repartizate
fiind după o oarecare legitate autentică distinctivă.
Toate acestea şi menţionează despre o lărgire a anvergurii spectrului, indicând despre
aceeaşi deplasare (dar puţin mai pronunţată) a “centrului de greutate” în zona frecvenţelor
ridicate. Acest specimen al spectrelor înregistrate, deopotrivă cu acea amprentă specifică
comentată anterior (analizând caracterul temporal de evoluţie al curbelor de polarizare), vin să
suplimenteze şi să întregească fenomenologic modul distinct de influenţă asupra procesului
electrochimic – contribuţie adusă de prezenţa dispozitivului inductiv-capacitiv.
Deşi toate sursele utilizate asigurau întocmai parametrii procesului de cromare, totuşi, pe
parcursul experimentărilor, pentru fiecare s-a remarcat existenţa unui mod specific de influenţă.
Având obiectivul de a selecta varianta optimă, sursele respective au fost supuse unor multiple
testări, cu caracter diferit.
Astfel, studiul fluctuaţiilor indică despre o gamă întreagă de procese nesinusoidale, cu
conţinut de componente armonice sau zgomot polifrecvenţional, fiind prezente diferite
perturbaţii de provenienţă internă, cât şi externă. Ţinându-se cont de prezenţa acestor pulsaţii,
estimate pentru unele cazuri (schema monofazată cu (sau) modul de reglare a intensităţi prin
intermediul tiristorilor) – până la 60-80%, a fost foarte important de a se preciza rolul acestora în
procesul de electroliză.
Rezultatele studiului constatată pentru sursele de alimentare cu reglare electronică (Тesla
5010НТР40.5, VAKR-100-12U4 etc.) o imagine deloc satisfăcătoare. În aceste experimente,
nivelul excesiv şi denaturat al pulsaţiilor, induse iniţial de echipamentul de redresare şi reglarea
curentului (în special pentru cazurile de solicitare parţială), a servit unei reduceri excesive a
productivităţii procesului de cromare. Respectiv, s-au apreciat depozite de crom cu o nuanţă
mată, de un aspect defectuos. În rezultat, s-a optat pentru modul de redresare trifazat caracterizat
cu un nivel al pulsaţiilor mai mic de 6%.
62

Pentru o percepere mai profundă a mecanismului de influenţă asupra reacţiei
electrochimice, s-a recurs la o diversificare a sursei de curent, selectându-se atât tipul
redresorului – monofazat SA-5, cât şi natura lui – acumulatorul cu plumb de 12V 6ST-180Ah, cu
o capacitate energetică de 180 amper-ore. Şi în aceste cazuri, instalaţia pentru cromare a fost
alcătuită după schema electrică directă (după modul de conectare a rezistorului-balast), similară
cazului alimentării de la redresorul trifazat VSJ-303 (fig. 2.1).
(a)
(c)
Fig. 3.9. Influenţa inductanţei L asupra spectrului componentelor variabile în
cazul utilizării acumulatorului (ik = 5,5kA/m 2 , I = 25A, C = 0,01F):
(a) fără baie, numai cu rezistenţă activă; (b) cu baie, fără DIC;
(c) cu DIC, Lop = 0,09mH; (d) cu DIC, L = 0,456mH.
În ceea ce priveşte utilizarea acumulatorului drept sursă de curent – aici variaţia tensiuni de
ieşire, cauzată de descărcarea elementelor galvanice, poate fi considerată liniară funcţie de timp
(pe o durată de 80-100 min.).Dacă vom lua în consideraţie tensiunea stabilă la bornele
rezistorului-balast U = 12,4V (băii galvanice revenindu-i mai puţin de 30% din tensiune), pentru
un curent de descărcare I = 25A, putem uşor de a aprecia aceasta ca pe o asigurare multiplă din
parte sursei energetice selectate, pentru o funcţionare bună a schemei de înregistrare a
parametrilor de proces, timp de câteva ore (≈ 3 ore până la U = 11,9V).
63
(d)
(b)

Optimizarea factorilor de proces s-a realizat în raport cu parametrii dispozitivului inductivcapacitiv
(L şi C), păstrând intensitatea curentului constantă şi egală cu 25A.
Făcând o paralelă dintre datele obţinute anterior (polarizarea şi CAF), s-a apelat la aceeaşi
metodică de înregistrare şi studiere a componentelor variabile din circuit, conform Figurii 3.1.
Utilizând acumulatorul, ca sursă de curent pentru schema cercetată, a fost posibil de modificat
calitativ, dar şi cantitativ, caracteristica amplitudine-frecvenţă a fonului din circuit.
Aceasta s-a datorat, în primul rând, lipsei pulsaţiilor de provenienţă “străină”, inevitabil
captate de la reţeaua de alimentare, dar şi cele datorate procesului de redresare a curentului
alternativ. În consecinţă, s-a reduce considerabil nivelul de fon, apreciat fiind la valoarea de 2mA
(fig. 3.9a; fig. 3.10, curba 1).
Fig. 3.10. Influenţa inductanţei L asupra CAF a componentelor variabile în cazul utilizării
acumulatorului (ik = 5,5kA/m 2 , I = 25A, C = 0,01F): #1) fără baie, numai cu
rezistenţă activă; #2) L = 0,456 mH; #3) fără conectarea DIC; #4) L = 0,09 mH
Desigur, că şi acumulatorul prezintă în sine un generator de pulsaţii (de diferite frecvenţe şi
amplitude), dar spre deosebire de cazurile precedente, se înregistrează o reducere pe măsură şi
pentru pulsaţiile fluctuaţiilor de provenienţă pur electrochimică. Având o origine comună (baia
galvanică, cât şi acumulatorul cu plumb), aceste “zgomote electrochimice” au permis, în
mare măsură, de evidenţiat şi precizat acele aspecte, ce caracterizează fineţea procesului
galvanic (de cromare).
În cazul convenţional de solicitare a băii galvanice (fig. 3.10b), spectrul deţine un
aspect, mai mult ori mai puţin, haotic, caracterul fluctuaţiilor purtând un caracter
întâmplător. Comparativ regimurilor anterioare, acum nu se mai evidenţiază o diferenţiere,
atât de pronunţată, dintre armonicile joase şi cele înalte, estimată de o oarecare linearitate
(fig. 3.10, curba 3).
64

De un comportament similar (cazului cu redresor), se observă şi pentru unul din
regimul extreme de solicitare (Lmax), spectrul este caracterizat de o stingere rapidă a
oscilaţiilor din circuit (fig. 3.9d; fig. 3.10, curba 2).
Un aspect foarte important, depistat pentru acest caz de alimentare, este însuşi
momentul de apreciere a regimului optim de proces, înregistrat pentru, cu totul, alţi parametri
DIC (tabelul 3.1). Aceasta se datorează, probabil, capacităţii electrice a însuşi
acumulatorului, pentru care se estimează un indice de 100-130μF pentru 1m –4 de suprafaţă
vizibilă a electrodului pozitiv [116].
În aceste condiţii, pentru parametri Lop = 0,09mH şi Сop = 0,01F s-au înregistrat spectre,
cărora le corespunde o eşalonare, mul mai ordonată, a pulsaţiilor din proces, amplituda lor
crescând vizibil în regiunea armonicelor medii şi înalte (fig. 3.9c; fig. 3.10, curba 4).
Evident, că atât prin variaţia parametrilor de proces, cât şi a parametrilor de reglare a
dispozitivului în cauză, se poate de acţionat în favoarea sau defavoarea procesului electrochimic
– un argument fiind, fără îndoială, reducerea sau amplificarea, deficienţa sau prezenţa totalitară
şi echilibrată a armonicilor în sistemul complex “sursă de curent – baie galvanică”.
3.3. Influenţa parametrilor de reglare a dispozitivului inductiv-capacitiv asupra
productivităţii procesului galvanic de cromare
Productivitatea este unul din cei mai importanţi parametri ai procesului galvanic de
cromare electrolitică şi care, la rândul său, depinde în totalitate de viteza celei mai lente reacţii –
depozitarea cromului. De aceea, prin majorarea productivităţii procesului galvanic de cromare se
înţelege necesitate oportună de influenţă asupra intensificării reacţiei de reducere a ionilor Cr 6+
până la metal.
Tabelul 3.1 Influenţa parametrilor DIC asupra productivităţii procesului vd
Sursa de curent
Redresor
(С = 0,024F)
Acumulator
(С = 0,01F)
I,
A
65
ik,
kA/m 2
vd , μm/oră
Inductivitatea, mH
0,027 0,09 0,119 0,456
12,75 5,5 27 40 46 24
12,75 8,5 44 50 74 40
25 5,5 30 42 50 26
25 8,5 47 52 82 43
25 5,5 34 48 42 30

Despre existenţa unei corelări expresive dintre parametrii determinativi, proprii fiecărui
element, reflectă studiul influenţei DIC asupra procesului de cromare. Randamentul de curent
catodic pentru crom s-a apreciat prin metoda gravimetrică cu verificarea selectivă a datelor prin
măsurări paralele, aplicând metoda culonometrică (Capitolul 2). Respectiv, viteza depozitării
cromului, ca funcţie a densităţii curentului şi randamentului de curent, s-a determinat atât
analitic, cât şi prin metoda experimentală.
Astfel, pentru aceleaşi valori ale densităţii catodice, practicate în producere (referitor
regimului convenţional staţionar), utilizarea DIC are un impact pozitiv asupra întregului proces
galvanic, exprimat printr-o intensificare de 1,4-1,6 ori (tab. 3.2).
Tabelul 3.2. Influenţa condiţiilor de depozitare asupra productivităţii procesului vd
Condiţiile de depozitare
Pentru ik = 5,5kA/m 2 viteza medie de depozitare a cromului e cuprinsă în limitele 46-
52μm/oră; majorarea ulterioară a densităţii contribuie unei accelerări mai lente a vitezei de
cromare, curba fiind încă în ascensiune (fig. 3.11a).
De un comportament similar se caracterizează şi evaluarea randamentului de curent pentru
crom: în Figura 3.11c se poate aprecia distinct prezenţa dispozitivului în circuit. Păstrând
condiţiile de proces intacte, DIC condiţionează o sporire a randamentului: de la η = 12,7% –
pentru regimul convenţional, până la η = 19-20% – la parametri optimi de reglare (L, C).
Majorarea densităţii de curent până la indicele ik = 8,5kA/m 2 , contribuie unei creşteri ascendente
a randamentului până la η = 24-25%, ulterior, având un caracter mai moderat (pentru valori
majorate ale densităţii). În ceea ce priveşte regimul convenţional, indicii randamentului de curent
se încadrează foarte bine în domeniul de valori prezentate în literatura de specialitate.
Cât priveşte calitatea depozitelor de crom, chiar şi pentru densităţi impracticabile în alte
împrejurări ik > 7,0kA/m 2 , acestea sunt caracterizate de parametri avansaţi, fiind deţinătoare a
unei rugozităţi, uniformităţi sau luciu net superior, comparativ condiţiilor convenţionale, fără
66
vd, μm/oră
Densitatea catodică de curent ik , kA/m 2
4,0 5,5 7,0 8,5 *
Depuse fără DIC 25 33 44 50 **
10,0 * 12,0 * 14,0 *
58 **
– –
Depuse cu DIC 38 50 69 82 96 108 117
(* – densităţi de curent neutilizabile pentru regimul convenţional staţionar;
** – valori prezente doar pentru comparaţie)

DIC. Respectivele consecinţe permit trecerea la regime de electroliză, mult mai dure, oferind
posibilitatea de procesa cu densităţi de curent duble (în raport cu regimul convenţional practicat),
când viteza de acoperire cu crom poate ajunge până la 135μm/oră. Majorarea ulterioară a
densităţilor de curent contribuie înrăutăţirii calităţii acoperirilor, cauzate de prezenţă dendritelor,
crăpăturilor, nefiind practicabilă.
Fig. 3.11. Influenţa densităţii de curent asupra randamentului de curent pentru crom (#1, #2)
şi vitezei de depozitare (#3, #4) pentru următoarele condiţii de cromare:
#1, #3 – convenţională; #2, #4 – cu DIC (L = 0,119mH, C = 0,024F).
Făcând o paralelă dintre specificul mecanismului de reducere a acidului cromic şi
productivitate procesului, s-ar mai putea de redat încă un aspect al relaţiei pronunţate dintre
stabilitatea filmului fazic coloidal şi viteza de reducere a ionilor-cromat până la starea
metalică. Majorarea densităţii de curent ik contribuie acumulării produselor reacţiei Cr 6+ →
Cr 3+ şi mărirea densităţii filmului catodic, ceea ce determină dificultăţi reacţiilor cu un
caracter de decurgere mai lejer (1.2), (1.4), (1.5) contribuind, astfel, amplificării procesului
de depozitare a cromului metalic. Dat fiind că filmul este constituit în totalitate din produsele
reacţiei reducerii incomplete a cromului hexavalent, este imposibil de a favoriza careva
condiţii, când ar pute decurge, în exclusivitate, doar electrodepunerea cromului (reducerea
incompletă fiind omisă). De aceea, randamentul de curent pentru crom nu poate atinge cote
foarte înalte (comparativ cu alte metale), dar care, fiind la nivelul ηk = 19-20% (în condiţii,
când regimul convenţional este apreciat cu ηk ≈ 13%), este foarte semnificativ.
67

3.4 Interpretarea datelor experimentare
Cunoaşterea pe deplin al mecanismului de reacţie este imposibilă fără efectuarea unui
studiu aprofundat, în detaliere, al fenomenelor ce-l însoţesc. Aceasta este extrem de plauzibil şi
pentru cazul depozitării cromului – proces, care, privit prin prisma a mai multor concepţii şi
opinii, poate fi interpretat, doar, ca un rezultat integral. În desfăşurare, se vor scoate din anturaj o
mulţime de noi aspecte ale procesului electrochimic studiat, care din mai multe cauze, obiective
sau subiective, n-au fost sesizate sau, poate, pur şi simplu ignorate.
Deşi, definit de un sistem “inepuizabil” de factori, până în prezent s-a operat cu activări
convenţionale ale acestui proces, în marea lor majoritate, fiind realizate prin binecunoscutele
modificări a diferitor parametri (densitate de curent, temperatură, concentraţie, adaosuri,
antrenarea electrolitului, aplicarea celor mai diverse forme de curent şi câmpuri energetice etc.
etc.). În acest context, s-a pornit de la unitatea ansamblului de rezultate, specifice diferitor
procedee tehnologice de depunere galvanică (în special, prin aplicarea diferitor forme a
curenţilor de polarizare) şi cercetările fundamentale din domeniul cineticii electrochimice,
electrochimiei fluctuaţionale, teoriei oscilatorii şi proceselor ondulatorii în sisteme neliniare etc.
Având, de acum, analiza procedeelor menţionate (cu priorităţi şi neajunsuri), acest
compartiment vine să reverse o lumină asupra acelor particularităţi ale proceselor electrochimice,
care contribuie nu numai spre o înţelegere mai profundă a unor aspecte experimentale, dar şi să
permită de a preciza noi condiţii de depozitare a cromului (şi nu numai). Se ştie, că depozitarea
catodică a cromului este însoţită de alte două reacţii electrochimice paralele – degajarea
hidrogenului şi reducerea incompletă a ionilor Cr 6+ până la starea lor trivalentă (fiind posibilă şi
stadia intermediară bivalentă). Conform datelor termodinamice, reacţiile de reducere a ionilor de
crom în soluţia hidrică (standard) a acidului cromic şi prezenţa ionilor-catalizator SO − 2
4 , se
manifestă la potenţiale determinate (raportate către electrodul de hidrogen normal standard) [33,
39]. Astfel, şi în cazul studiat (în regim galvanostatic), pentru fiecare curbă (fig. 3.1) s-au
apreciat treceri discrete (în salturi), diferit accentuate, de la etapa specifică densităţilor mici de
curent (i < 0.1kA/m 2 ), caracterizată, în majoritate, de reacţia (1.2), spre etapa a doua, determinată
de decurgerea simultană a reacţiilor (1.3), (1.4), (1.5), (1.6), (1.6), (1.7), (1.10) şi mai puţin (1.2).
Aceste manifestări, arhicunoscute şi relatate pe larg în literatura de specialitate, indică despre o
diferenţiere, deosebit de pronunţată, a condiţiilor energetice de decurgere a reacţiilor,
caracteristice regiunilor de divizare convenţională a curbei de polarizare şi, despre modificarea
stării suprafeţei electrodului în regiunea potenţialelor respective. Deoarece, în prezenta lucrare,
experimentele ce vizează afinitatea dintre dispozitivul inductiv-capacitiv şi proprietăţile cromului
68

electrolitic, s-au efectuat în condiţia unei invariabilităţi a soluţiei electrolitului şi parametrilor
de proces, pe tot parcursul, s-au realizat şi analizat prin prisma procedeului tradiţional (staţionar)
de cromare, la recomandările propuse [10-13].
Se ştie, că la reducerea anionului acidului cromic, influenţa hotărâtoare asupra reacţiilor de
electrod e deţinută de o cantitate neînsemnată de anioni străini (aici, s-au folosit ionii SO − 2
4 ) [11, 30].
În acest context, menţionează unele surse, e puţin probabil, ca aceştia să modifice, în totalitate,
starea ionilor în reducere din faza volumică a electrolitului şi, astfel, să influenţeze asupra
caracterului şi vitezei reacţiei [30, 41]. După cum la reducerea cromului, reacţiile de electrod
sunt influenţate de prezenţa limitată a unor adaosuri anionice, subapreciindu-se probabilitatea
unor modificări volumice totale a electrolitului, tot aşa, făcând o paralelă a procesului standard, e
foarte posibil, ca acţiunea dispozitivului inductiv-capacitiv să influenţeze, în deosebi, asupra
stării superficiale a catodului (cu spaţiul din proximitatea lui), acţionând asupra reacţiilor de
electrod prin intermediul complecşilor cromato-sulfatici – combinaţia anionului SO − 2
4
69
cu acizii
policromici [37-39, 46]. Chiar şi compoziţia chimică a filmului catodic (comună pentru
majoritatea cercetărilor) ar putea explica despre aceasta: indiferent de concentraţia electroliţilor
de cromare, cota parte a ionului SO − 2
4 este de 10-12% din compoziţie, sau 1:5,6 – 1:6,5 –
raportat la ionul Cr 6+ , iar, după cum se ştie, ionul-sulfat este un ion-activator, care
condiţionează procesul de activare a interfeţei catodice [30, 39-44].
Oricare ar fi mecanismul reducerii electrochimice a acidului cromic până la crom metalic,
probabil una din condiţiile minime necesare constă în adsorbţia ireversibilă a anionului complex
la suprafaţa catodică. Dezintegrarea lor parţială înlesneşte, astfel, procedura reducerii ulterioare a
anionilor adsorbiţi. Într-adevăr, reieşind din formele curbelor de polarizare prezentate anterior, se
poate de presupus, că suprafaţa electrodului, contactată de acidul cromic, este determinată de
diferite stări de activare, când pe interfaţa electrodului se formează un film (compus din
produsele reacţiilor), care o protejează de efectul oxidant din partea unor compuşi şi frânează
unele reacţii, favorizându-le pe altele (Capitolul 1). De altfel, despre film se poate menţiona cu
certitudine, că dacă şi există păreri diferite în privinţa favorizării sau frânării reacţiei de reducere
a acidului cromic, rolul enorm, pe care îl joacă în proces, este unanim acceptat.
Dacă v-om interpreta fenomenul de polarizare ca rezultatul concurenţei dintre sectoarele
active şi cele pasive, evident, că pentru care-va condiţii, bine determinate, de proces, s-ar putea
de aşteptat valoarea limită maximă de activare. Astfel, operând cu parametrii de reglare L şi C,
pentru condiţii optime de reglare a dispozitivului (fig. 3.1, curba 1), s-a permis de stabilit
depolarizarea maximă posibilă, apreciată printr-o diferenţă de 100-110mV de la valorile curbei

standard (pentru ik = 1,6kA/m 2 ). În mod similar, s-au fixat şi alte regime intermediare de reglare,
în particular, stabilindu-se valoarea minimă de activare, estimată de o superpolarizare a
electrodului cu 40-50mV. Se poate de presupus, că asemenea diferenţe a potenţialelor de
reducere a ionilor-cromat, pentru unele şi aceleaşi condiţii de electroliză, pot fi corelate, foarte
bine, cu diferite raporturi dintre mărimile sectoarelor active şi pasive, unde depozitarea cromului
metalic (reacţiile 1.3, 1.6, 1.7 şi 1.10) sunt suprimate – rezultat al acoperirii interfeţei catodului
de produsele cromului (III) – Cr2O3 şi Cr(OH)3.
Un argument în plus, adus acestei ipoteze, poate fi însuşi aspectul calitativ al acestor curbe
de polarizare. Pentru unele cazuri de proces au fost înregistrate comportamente destul de
originare, în ceea ce priveşte modul de evoluare a curbelor. În dependenţă de caz, la coordonate
determinate (fie la diferite potenţiale, fie la diferite densităţi de curent), s-a observat o legitate
specifică – prezenţa unor abateri (redirecţionări) cu un caracter brusc de evoluare (fig. 3.1:
curbele 2-5), total diferit faţă curba convenţională (curba 3). Un singur lucru e cert: aceste
salturi, urmate de tendinţa de apropiere (sau îndepărtare) faţă de parametrii regimului optim de
decurgere a reacţiei electrochimice (curba 1), nu exprimă altceva, decât începutul unui proces
intens de activare (sau pasivare) a interfeţei catodice. La rândul său, acesta poate găsi explicare
în probabilitatea existenţei a diferitor “forme” de pelicule superficiale, ce ar putea fi reduse la
atingerea diferitor potenţiale determinate de activare, specifice fiecărui regim.
Privite doar de pe poziţia electrotehnicii, aceste depolarizări (sau superpolarizări) a
electrodului dau lesne de înţeles, că se realizează o reducere (sau majorare) substanţială a
”rezistenţei totale”, care poate fi corelată cu modificările substanţiale, survenite în procesul
electrochimic. Desigur, că natura acestei “rezistenţe” poate fi extrem de variată. Care, deci, este
specificul influenţei dispozitivului inductiv-capacitiv ?
Din teoria depunerilor galvanice se ştie, că procesul de depozitare a metalului constată în
neutralizarea sarcinilor ionului hidratat şi încorporarea atomului neutru în reţeaua cristalină a
metalului; între aceste două stări limită menţionate, ionul trecând prin mai multe stări de
hidratare parţială [30].
În altă ordine de idei, sunt foarte bine cunoscute modalităţile de intensificare a proceselor
electrochimice, manifestate prin influenţa câmpului electric sau magnetic variabil asupra
soluţiilor de electroliţi [52-61, 85, 117–123]. Sub acţiunea acestora, ca rezultat al desolvatării
parţiale sau totale a ionilor în electrolit, se petrec schimbări structurale a soluţiilor (deci şi a
proprietăţilor fizice şi chimice), când, prin majorarea mobilităţii lui, se contribuie în final, asupra
vitezei de transfer a substanţei spre interfaţa electrodului. Ţinând seama, că aceste modificări pot
fi caracteristice nu numai solventului, dar şi pentru însuşi structurile compuşilor dizolvaţi – fapt,
70

confirmat pentru mai mulţi electroliţi [70, 71, 83, 118], rezultatul influenţii câmpurilor variabile
poate fi apreciat prin descompunerea complecşilor respectivi şi formarea unor hidroxocomplecşi
coloidali în stratul adiacent electrodului, – un moment, ce se încadrează foarte real în conceptul
de influenţă DIC. În privinţa anionului de crom în descărcare, trebuie menţionate forţele, ce
interacţionează între acesta şi moleculele de solvent sau unele combinaţii complexe, incidental
sau deliberat prezente în soluţie (prezenţă menţionată anterior). Probabil, că şi în acest caz, sub
acţiunea dinamicii câmpurilor variabile, iniţiate de componentele dispozitivului, se petrece
distrugerea învelişurilor hidrat al anionilor, favorizând prin aceasta transferul de sarcină.
Desigur, dacă în lipsa a vreunui câmp energetic (sau a altor intervenţii), anionul complex
se află, cu preponderenţa, într-un contact direct cu moleculele de apă din vecinătate (cu
momentul dipol orientat (sau cu tendinţa de orientare) spre centrul anionului), atunci, sub
influenţa câmpului electric, momentul dipol va oscila periodic, la o frecvenţă ω.
În cazul unei intensităţi satisfăcătoare ale câmpului pulsator, în loc de o orientare determinată,
ar putea avea loc o dezorientare parţială sau integrală a moleculelor de apă, urmată chiar de
înlăturarea moleculelor de solvent de la perechea de ioni cu un timp de relaxare mai mare. Evident,
că această distrugere explică depolarizarea sa şi, bineînţeles, înlesnirea ordonării (intensificării)
migraţiei speciilor active spre interfaţă catodică. Şi fiindcă, atât compuşii complecşi, cât şi
caracteristica solventului (f (J, μ, ξ)), mediului (ε (r)), sau câmpului variabil (f (Ix, Ω, tx)), sunt într-o
extraordinară măsură nedeterminate – aprecierea numerică a valorii frecvenţei la care are loc
desolvatarea este, practic, imposibilă. Adică, luaţi în ansamblu, entitatea oscilatorilor din electrolit (şi
în faza volumică, şi în spaţiul adiacent electrozilor), va necesita un spectru polivalent de frecvenţe,
destul de vast. Iar, datorită faptului, că procesul de cromare, prin mecanismul său deosebit, e definit
de prezenţa inevitabilă a complecşilor (masa cărora fiind net superioară ionilor, iar sarcina similară –
Q), corespunzător şi frecvenţele de reacţionare vor fi cu mult mai mici. Conform cercetărilor,
anvergura spectrului de frecvenţe, înregistrate în circuitul electrolizei, tinde până la cota valorilor
proprii diapazonului 10 4 Hz (fig. 3.7), argumentând, astfel, probabilitatea procesului descris.
Făcând o paralelă celor menţionate anterior, se ştie că asupra cineticii reacţiilor
electrochimice influenţează nu numai cationii polivalenţi, dar şi anionii străini – disponibili, în
condiţii determinate, să formeze combinaţii complexe solubile [37-40]. De asemenea, este
cunoscut faptul, că posibilitatea decurgerii procesului catodic depinde de stereochimia
compuşilor iniţiali [30, 46]. Prin analogie cu capacitatea de influenţă a câmpului electric variabil,
când, ca urmare a fluctuaţiei densităţii soluţiilor şi amplificarea condiţiilor favorizatoare
71

distrugerii solvataţiei, pe lângă schimbarea structurii învelişului hidrat al ionilor, este posibilă o
intervenţie, mult mai subtilă, asupra soluţiei electrolitului.
Astfel, pe lângă acţiunea DIC asupra procesului de dehidratare a ionilor participanţi în
reacţie, nu-i exclusă şi posibilitatea influenţei câmpului electromagnetic pulsator asupra
stereochimiei formării asociaţiilor ionici compuşi şi a compuşilor complecşi (în prezenţa ionului
sulfat) – după cum se presupune, de tipul heteropoliacizilor. Ştiind foarte bine despre
combinaţiile electroactive în cauză, capabile de o extraordinara capacitate de reducere, s-ar
putea, ca pentru anumite condiţii de proces, acestea să influenţeze complexitatea de reacţii (fie al
transferului de sarcină, fie de adsorbţie sau desorbţiei produselor reactante, fie de modificare a
sferei de solvatare), imprimându-le o notă mult mai dinamică.
Confirmarea acestor ipoteze, se face foarte bine observată în cazul înregistrării curbelor de
polarizare sau la aprecierea randamentului de curent. S-a stabilit, că DIC poate influenţa efectiv
asupra activării soluţiei electrolitului numai după un interval de timp τ0 (fig. 3.2). Desigur,
prelucrarea electrolitului înainte de depozitarea galvanică este o acţiune firească şi necesară.
Însă, pentru cazul analizat, această activare capătă, cu totul, alte nuanţe, ce nu trebuie de
confundat cu procedura standard menţionată. Cu toate că ambele cazuri se bazează pe un
fenomen, în multe privinţe asemănător – formarea unor specii active (poate, chiar, asociaţii
întregi) în faza volumică a soluţiei electrolitului, natura procedeului influenţei cu DIC este mult
mai subtilă. Iar la trecerea imediată de la un regim la altul (în special pentru regimurile contrare),
se înregistrează un aşa numit “efect de memorie”, când într-un interval de timp sunt înregistrate
date, caracteristice regimului anterior – fie valorile potenţialelor curbei de polarizare, fie
productivitatea procesului (fig. 3.2).
Dacă, după o oră de funcţionare, dispozitivul inductiv-capacitiv se va decupla, atunci
procesul de depozitare va fi caracterizat de un randament de curent, cu mult mai ridicat, decât
pentru un eventual caz tradiţional de cromare.
De aceea, acest calificativ a fost luat în consideraţie totdeauna – şi la etapa de înregistrare a
curbelor de polarizare şi pentru randamentul de curent, şi pentru studierea morfologiei sau
structurii depozitelor de crom etc. Oricare ar fi parametrii DIC, electrolitul păstrează în acest
timp caracteristica anterioară, “modelată” de ultimul regim şi, numai după aceea, se atinge o
stabilizare a procesului, în corespundere cu modelul nou, impus. Dacă, pentru regimul optim de
reglare DIC, procesul de cromare e caracterizat de o productivitate vd = 46-52μm/oră (regimul
convenţional – vd = 29-34μm/oră), pentru un interval de timp τ1 < τ0, se pot obţine doar 38-
42μm/oră. Evident, că această majorare, în prima fază, se datorează doar influenţei DIC asupra
72

stratului dublu şi a zonei din imediata apropiere a catodului, şi, numai după o perioadă de timp,
ce depăşeşte 30-40 min, se poate de afirmat despre atingerea regimului efectiv de electroliză.
Toate acestea indică despre o influenţă bine determinată asupra electrolitului din partea
dispozitivul inductiv-capacitiv, definită printr-un aport al efectului de reorganizare, ce
favorizează reacţia de reducere sau oxidare a cationului compus, devenind, în acest caz, mult mai
lejeră; contribuţie estimată până la 50%, din această majorare. Iar, în corelaţie cu datele de la
polarizare, se poate de considerat că DIC, cu contribuţia sa (prin câmpul electromagnetic), este
disponibil să acţioneze asupra stereoselectivităţii procesului catodic, când la potenţiale anumite
pot fi reduse anumite forme stereochimice ale compuşilor. Mărimea acestei depolarizări ar putea
depinde de raportul sarcinii cationului şi anionului complex, de structurile cationului şi,
nemijlocit, a solventului. În ceea ce priveşte, parametrul temporal τ, acesta ar putea fi interpretat
ca funcţie de concentraţia formei “modelate” (reorganizate), definite de cota parte (din
electrolitul utilizat) a speciilor active, eventual necesare, pentru impunerea parametrilor de
proces necesari. “Efectul de memorie”, la rândul său, nu poate fi interpretat altfel, decât
predominarea uneia sau altei forme de organizare a soluţiei electrolitice, sintezate prin ambele
moduri de manifestare: şi de distrugere a complecşilor asociativi, şi de influenţă asupra
stereochimiei speciilor active, – într-o deplină concordanţă cu parametrii DIC.
În altă ordine de idei, ecuaţia cinetică (1.20) a reacţiei electrochimice stabilită mai sus, nu
i-a în considerare o serie de efecte specifice, o primă sursă la generarea cărora constituie stratul
dublu electric de la interfaţa M/S. În acest context se ştie, că concentraţia superficială a ionilor
depinde de toţi acei factori, de care depinde mărimea ψ1 – anume de potenţialul comun al
electrodului, de concentraţia generală a electrolitului din faza volumică şi de adsorbţia altor
specii superficial-active străine [32, 52]. Prezenţă acestei legităţi indică despre aceea, că
reducerea ionilor-cromat în regiunea potenţialelor reducerii complete incomplete a acidului
cromic, decurge fără prezenţa sesizabila a vre-o unei polarizări chimice, sau reţineri cinetice în
procesul lor de descărcare.
Această dependenţă poate fi lejer explicată, în cazul când se apreciază influenţa
potenţialului asupra energiei de activare. După Frumkin [52], asupra energiei de activare a unui
proces electrochimic nu influenţează toată diferenţa de potenţial dintre electrod şi faza volumică
a soluţiei, ci doar o parte din saltul comun, localizat în zona direcţiei respective; în cazul
eliminării metalului din compuşii săi complecşi, energia de activare e aproximativ egală cu
energia de formare a structurilor respective.
73

Reducerea anionilor de crom (CrO − 2
4 , Cr 2 O − 2
7
74
) se efectuează la catod – caz interesant,
prin aceea, că particula (aflată în stadia tranziţie) şi deţinătoarea unei sarcini negative, impune
cineticii procesului particularităţi specifice pentru cazul, când suprafaţa catodică e încărcată, de
asemenea, negativ. Dată fiind dependenţa potenţialului de electrod faţă de energia de activare a
procesului de descărcare şi exprimată prin:
W1 = W1 0 + α F(φ – ψ1), (3.1)
aici W1 0 – energia de activare pentru φ = 0; α – coeficient de proporţionalitate; ψ1 – potenţialul
electrostatic extern) [52], reiese, că atunci când ψ1 va tinde spre valori mai pozitive, respectiv
energia de activare a procesului catodic se va micşora.
Oricare ar fi cazul, reducerea mărimii absolute a acestui potenţial condiţionează
diminuarea, pe măsură, a forţelor de respingere dintre anion şi interfaţa electrodică, favorizând
prin aceasta – amplificării vitezei reacţiei (reacţiilor) de reducere a ionilor de crom. Paralel cu
aceasta, deplasarea potenţialului în direcţie pozitivă contribuie într-o anumită măsură la variaţia
concentraţiei superficiale a ionului H + – aportul căruia în procesul studiat fiind incontestabil
[32]. Totodată, aceste efecte, în corespundere cu legităţile fundamentale ale electrochimiei, se
încadrează reuşit şi din perspectiva variaţiei (diminuării sau majorării) cantităţii de curent pentru
procesul electrochimic de reducere a hidrogenului, rezultând, în cazuri determinate, cu o
stimulare a randamentul de curent pentru crom de 1,5-1,6 ori, la una şi aceeaşi densitate de
curent ik = 5,5kA/m 2 .
Pornind de la afirmaţiile enunţate (3.1), se poate de conchis, că energia de activare a
reacţiei poate să varieze nu numai din cauza variaţiei potenţialului, dar şi schimbării compoziţiei
soluţiei ce influenţează asupra construcţiei stratului dublu. Iar despre aceasta, însă, s-a menţionat
anterior, aducând argumente anume în favoarea posibilelor modificări structurale şi
stereochimice ale speciilor active din stratul de difuzie, cât şi în faza volumică a soluţiei
electrolitului.
Astfel, se poate de spus că asistăm la un fenomen complex şi efectiv, exprimat prin
implicarea dispozitivului inductiv-capacitiv în universul discret şi auster al evoluărilor reacţiilor
electrochimice. Dacă, mai sus, natura proceselor a fost interpretată de pe poziţia
transformărilor electrodice sau electrolitice (activare, desolvatare, stereochimie), – aici şi acum,
s-au format premizele formulări unei alte întrebări, nu mai puţin importante – prin ce mod şi
cum se poate de apreciat toate aceste ?
Un alt aspect important al esenţei proceselor electrochimice este definit de ştiinţa modernă
prin stipularea ideii despre natura discretă ale sarcinilor în stratul electric dublu. Acţiunea unui

câmp electromagnetic pulsator asupra electrolitului, reflectată pe larg de pe poziţia statisticii şi
termodinamicii, se analizează ca o influenţă asupra sarcinilor volumice “macroscopice” (din faza
volumică şi din proximitatea interfeţei electrodice), finalizată cu majorarea vitezei procesului de
electrod. Totodată, diferite surse abordează ideea, potrivit căreia procesele electrochimice de
depozitare a metalelor sunt caracterizate de fenomenele nestaţionare din faza adiacentă catodului
şi, care, condiţionează generarea unor fluctuaţii (pulsaţii) ale intensităţii curentului de bază din
circuitul electric.
Astefl, apariţia în atenţia cercetătorilor a componentelor variabile ale curentului electric, a
şi determinat abordarea unor noi calificative în perceperea şi definirea proceselor electrotehnice
şi electrochimice [83-93]. Din mai multe considerente, succesul s-a datorat, fără îndoială,
interpretării proceselor de pe poziţia teoriei fenomenologice ale fluctuaţiilor [74]. Desigur, că
pentru această abordare mai poate fi sesizată (până când) o oarecare insuficienţă de generalizare,
dar, care este cu succes completată de analizele variate şi relevante ale fenomenelor studiate.
După cum aşa indici importanţi, ca polarizarea catodică sau randamentul de curent, sunt
determinate de diferenţierile, deosebit de pronunţate, ale condiţiilor energetice de decurgere a
reacţiilor, tot aşa, fluctuaţiilor din sistem (redate de spectrele caracteristice), prin asociere pot fi
interpretate ca fiind spectre energetice ale sistemelor atât neordonate, cât şi ordonate – principala
problemă a fizicii sistemelor neordonate [124-126]. Veridicitatea afirmaţiilor, de mai sus, poate
fi confirmată nu atât de prezenţa fluctuaţiilor în circuitul electric, cât de legătura dintre acestea
şi parametrii procesului electrochimic, în elucidarea a însuşi mecanismului acestei ordonări.
Se ştie, că în majoritatea cazurilor, sursa primară a “dezordinii” are provenienţă termică,
unde obiectul studiului se apreciază ca fiind unul din componentele sistemului termodinamic –
fie aflându-se în echilibru, fie într-o stare cuazistabilă, dar în împrejurării determinate, pe deplin
echilibrată. Desigur, că prin intermediul unora sau altor procedee (curent electric, iluminare,
iradiere, acţiunea câmpului magnetic sau electric etc.), oricând se poate de “creat ordinea” sau,
invers – “dezordinea”; rezultatul concret al acestor influenţe poate fi apreciat doar în dependenţă
de particularităţile obiectului de studiu.
De data aceasta, însă, în detrimentul celor menţionate mai sus (referitor la metodele
tradiţionale, convenţionale de intensificarea a proceselor electrochimice), nu s-a aplicat nici un
procedeu, care, printr-un mod sau altul, apelează la activarea din exterior. Însă, cel mai
impresionant si important este faptul, că dispozitivul utilizat nu prezintă în sine o sursă energetică,
fiind determinat de parametrii caracteristici: rezistenţa activă r, inductivitatea L, capacitatea C.
Răspunsul (reacţia) sistemului la aplicarea forţei destabilizatore din exterior − curentul,
condiţionat de câmpul electric pulsator (rezultatul conlucrării comune a tripletului “sursă de
75

alimentare – DIC – baie galvanică”), e proporţional funcţiei echivalente de prezentare a
fluctuaţiilor interioare din sistem (1.29 sau 1.30). Ştiind, astfel, caracteristica spectrului
componentelor variabile, se poate de obţinut informaţia necesară despre starea proprie a
sistemului, ca, ulterior, de precizat criteriile de influenţă asupra lui. De aceea, la studierea
particularităţii spectrale ale sistemului s-a pus accentul pe starea extremă de excitare, funcţiile
ondulatorii căreia satisfac condiţiile limită determinate (ik > i0).
După cum relevă datele experimentale [112-114], conectarea dispozitivului inductivcapacitiv
în circuitul electric propriu sistemului “sursă de curent – baie galvanică” permite, întro
măsură considerabilă, de influenţat cu componentele variabile ale curentului. În condiţii
determinate de reglare (fig. 3.7-3.10), operând doar cu parametrii L şi C (automat şi cu rezistenţă
activă r), s-au înregistrat schimbări calitative şi cantitative ale spectrului de frecvenţe.
În urma experimentelor, ce au vizat detectarea fluctuaţiilor din sistem, s-a stabilit, că între
viteza de depunere (sau randamentul de curent) şi anvergura spectrului fluctuaţiilor detectate
există o interdependenţă bine determinată – cu cât procesul decurge mai intens, cu atât spectrul
de frecvenţe tinde spre valori mai mari. Atunci, când regimului optim de reglare DIC îi este
caracteristic o intensitate apreciabilă a pulsaţiilor (fig. 3.7c), dacă ne vom referi la un eventual
caz de dereglare (fig. 2.7: d, e), pe lângă faptul că diminuează radical, spectrul este deţinătorul
doar a câtor-va impulsuri solitare pe banda spectrală f < 1,5kHz; armonicele medii şi superioare
fiind reduse ori lipsind cu desăvârşire. Desigur, ca aceste afirmaţii poartă o amprentă pur
calificativă, când pentru cazurile analizate toţi parametrii, convenţional, au fost calificaţi de pe
poziţia unui macronivel ζ – variabilă plasată în zona valorilor 10 –3 A. Astfel, pentru diferite
condiţii de excitare (determinate în exclusivitate de parametrii de reglare DIC) s-au apreciat
diferite deplasări de la limita inferioară ζ F min = 4mA – apreciată cu 0 dB (fig. 3.7a).
Evident, că pentru un alt nivel, mai avansat (spre exemplu – 10 –6 A), sistemul analizat ar
putea fi descris, de cu totul alţi parametri, oferind posibilitatea unei perceperi mai profunde a
mecanismului reacţiei de depozitare, dar, care, fără îndoială, va fi şi cu mult mai dificil de
realizat – în primul rând, din cauza dificultăţilor metrologice, corespunzătoare nivelului ales.
“Intervenţia” DIC poate duce, mai mult decât, la o simplă deplasare a limitei inferioare,
determinată de variabila spectrală. Anterior s-a menţionat, când prin variaţia parametrilor I sau
ik, se poate de imprimat diferite aspecte ale spectrului, imposibil de realizat în condiţii
convenţionale de cromare, fără dispozitiv. Dacă pentru acest caz de solicitare atât majorarea
intensităţii de curent, cât şi majorarea densităţii catodice de curent imprimă spectrului de
frecvenţe un comportament proporţional de creştere, pentru regimul neconvenţional, acestea au
76

epercusiuni specifice, fiind definit de spectre unde amplitudele fluctuaţiilor sunt determinate de
un caracter amplificator neliniar.
Fie în cazul majorării intensităţii de curent, sau a densităţii catodice de curent imaginea
spectrului de frecvenţe este determinată de o deplasare a “centrului de greutate” spre
extremitatea frecvenţelor mai înalte. De asemenea, e important de accentuat sporirea densităţii
fluctuaţiilor (numărul de impulsuri), în special, pentru regiunea armonicilor medii şi superioare.
Apariţia sau prezenţă unor asemenea zone, unde amplitudele fluctuaţiilor sunt determinate de un
caracter de amplificare mai pronunţat, se pot identifică ca fiind reflectările unui dinamism
autentic în desfăşurarea reacţiilor electrochimice. Toate aceste, pot fi suplimentate de efectul
reorganizatoric, manifestat după depăşirea unei perioade determinate de funcţionare a DIC în
comun cu baia electrolitică de “reeşalonări” ale pulsaţiilor proprii diapazoanelor medii şi
superioare, remarcându-se chiar depăşirile pulsaţiile de frecvenţă joasă din partea celor medii.
În aşa mod, din perspectiva condiţiilor energetice de decurgere a reacţiilor, spectrele redate
în figurile (3.7-3.10), ar putea fi interpretate ca fiind spectre energetice ale sistemelor atât
neordonate, cât şi ordonate.
Aceste înregistrări argumentează, foarte bine, în favoarea ipotezelor menţionate anterior,
privitor la natura influenţei DIC asupra procesului electrochimic. Fie concurenţa diferitor
sectoarelor active şi pasive (raportul dintre mărimile acestora), proprii electrodului, fie efectul de
ordonare şi organizare (reeşalonare) a configuraţiilor oscilatorii din electrolit, fie modificările
structurale şi stereochimice a reactanţilor, fie însuşi natura discretă ale sarcinilor în stratul
electric dublu, inclusiv şi însuşi stratul propriu-zis – toate apreciază interdependenţa dintre
calificativele zgomotelor electrochimice (anvergura şi densitatea spectrelor) şi intensitatea
procesului de depozitare a cromului.
Astfel, se poate de afirmat, că însuşi prin construcţia şi conectarea sa în circuitul de
electroliză, DIC se dovedeşte a fi disponibil pentru realizarea transformărilor menţionate, când
fiecărei specii active se poate de impus, în particular, un model individual al procesului
tranzitoriu – de la faza solvatată stabilă, până la încorporarea în reţeaua cristalină.
Indiferent care a fost regimul, reacţia dispozitivului asupra electrolitului este enormă,
găsindu-şi reflectare în “modelarea“ şi “memorizarea” unor parametri de proces. Iar acestea, ar
putea fi definite prin aportul efectelor de reorganizare şi sincronizare, favorizând reacţiile de
reducere sau oxidare a asociaţiilor ionici compuşi (complecşilor cromato-sulfatici).
Realizând un recurs la multiplii parametri de decizie pentru o reacţie electrochimică
(potenţial, viteză, randament etc.) se poate lejer de evocat afinitatea comună dintre aceştia şi
modul netradiţional de soluţionare a obiectivelor puse. Analizându-le, fie din perspectiva
77

potenţialelor la interfaţa M/S (stabilindu-se devieri majore de la valorile standard), fie prin
prisma randamentului de curent, variind de la 12-10 % – pentru regimuri “de dereglare”, până la
20% – pentru parametrii optimi de reglare a DIC (în aceleaşi condiţii de depozitare: T şi ik –
invariabili), aceste evaluări ale fluctuaţiilor (componentelor variabile) pot fi identificate cu
metodele clasice de analiză şi studiu ale electrochimiei teoretice. Or, toate acestea se pot
materializa într-o concepţie, conform căreia prin concretizarea şi aprecierea caracterului,
anvergurii oricărui spectru detectat (în comun cu înregistrările galvanostatice sau
potenţiostatice), s-ar putea rapid şi efectiv de selectat şi optimizat parametrii de proces pentru
oricare reacţie – spectrele exprimând foarte bine criteriile de reglare ale sursei de curent şi, în
special, fineţea procesului electrochimic.
3.5. Concluzii la capitolul 3
Din cele expuse anterior, pot fi enunţate următoarele afirmaţii ce vizează natura influenţei DIC:
● Ţinând cont de rezultatele studiului proceselor de electrod se poate afirma cu certitudine
evoluarea DIC în circuitul electric al sistemului “sursă de alimentare – baie galvanică”,
manifestare exprimată concludent prin influenţa sa nemijlocită asupra cineticii reacţiei
electrochimice, când prin variaţia parametrilor inductanţei (L) şi capacităţii (C), se poate modela
caracterul curbelor de polarizare, lejer deplasându-le atât în regiunea valorilor mai pozitive, cât şi
celor mai negative.
● Din relatările de mai sus se poate deduce, că viteza reducerii ionilor Cr 6+ până la starea
lor trivalentă, diminuează imediat în regiunea potenţialelor mai negative. Întrucât reacţia
Cr 6+ →Cr 3+ pentru electroliza acidului cromic este energetic mai preferabilă, suprimarea ei
favorizează condiţii prielnice pentru decurgerea reacţiei Cr 6+ → Cr 0 .
electrolit;
● Modificarea sau (şi) transformarea stratului dublu din perspectiva compoziţiei, structurii;
● Efectele de organizare şi sincronizare a configuraţiilor oscilatorii (speciilor active) din
● Aportul adus modificării suprafeţei electrodice (raportul sectoarelor active şi pasive);
● Rolul catalitic al câmpurilor electrice pulsatoare (variabile) prezente în circuitul “sursă
de alimentare – DIC – baie galvanică”, manifestat prin posibilele modificări structurale şi
stereochimice ale speciilor active din stratul de difuzie, cât şi în faza volumică a soluţiei.
78

4. PROPRIETĂŢILE CROMULUI DEPUS CU UTILIZAREA
DISPOZITIVULUI INDUCTIV-CAPACITIV
Obţinerea unei imagini adecvate a interdependenţei dintre structură şi aspectele de obţinere
sau exploatare a depozitelor galvanice, este imposibilă fără o cunoştinţă mai profundă a
compoziţiei lor interne şi naturii fenomenelor însoţitoare. Depozitarea electrochimică a cromului,
ca de altfel şi pentru alte metale, se caracterizează prin prezenţă unui întreg şir de particularităţi
ale proceselor, cu contribuţie majoră asupra morfologiei, structurii sau proprietăţilor lui
exploatative.
Interesul mare, suscitat de depuneri microdisperse şi nivelate, se explică şi prin faptul, că
microgeometria superficială a depunerilor galvanice, de rând cu parametrii fizici, are o influenţă
esenţială şi asupra proprietăţilor mecanice. Bineînţeles, că aspectul rugos al depunerilor poate fi
nivelat – fie folosind echipament special (catozi suplimentari, ecrane dielectrice), fie utilizând
anumiţi compuşi în concentraţie mică (adaosuri de nivelare, luciu), fie aplicând diverse
tehnologii neconvenţionale. Însă, pe lângă faptul că aceste implicări condiţionează multe
dificultăţi de ordin tehnic (controlul chimic, complexitatea utilajului etc.), deseori prezintă
careva rezerve în aprecierea lor. Din toate aceste relatări un lucru, însă, este cert: toate cercetările
au mizat pentru perceperea şi dirijarea ulterioară a procesului electrochimic, operând cu unul din
cei mai importanţi factori de influenţă – potenţialul electrodului.
Se ştie, că asupra formării fazei cristaline pe interfaţa catodică, pe lângă alţi parametri de
influenţă (substratului, electrolitul), un rol decisiv îl deţin condiţiile de electroliză, reflectate,
global, de curba de polarizare. Cu toate acestea, apreciind dependenţa polarizării de variaţia unor
factori determinaţi, teoriile existente acordă o atenţie redusă sau, după cum s-a accentuat
anterior, de multe ori nu iau în consideraţie unele aspecte ale proceselor de electrod, apreciate
pentru sisteme cuplate reale. Reflectând dependenţa dintre polarizare şi unele aspecte fizice ale
depozitelor metalice, în multe cazuri, variaţia mărimii de polarizare a catodului este realizată în
rezultatul majorării nemijlocite a densităţii de curent sau (şi) aplicării diferitor tipuri de curenţi,
sau (şi) utilizării diferitor agenţi complexogeni speciali etc. [16-29, 67, 68].
Cu totul diferită s-a dovedit a fi procedura de influenţă asupra polarizării (Capitolul 3)
pentru cazul utilizării DIC: acelaşi grad de polarizare a catodului poate fi lejer obţinut doar prin
includerea dispozitivului în circuitul electric de alimentare al electrolizorului; ceilalţi parametri
de proces – rămânând constanţi. Deoarece mecanismul reacţiilor de electrod şi viteza de reducere
a ionilor cromat determină caracterul şi proprietăţile fizico-mecanice ale depunerilor, este
oportun momentul de a detalia unele din legităţile de bază ale proceselor de electrocristalizare.
79

4.1 Morfologia şi structura depozitelor de crom
Deşi cromării electrolitice i-au fost consacrate o mulţime de cercetări, ce reflectă, la fel de
multe, aspecte atât ale procesului de cristalizare, cât şi ale proprietăţilor depozitelor obţinute,
prezenta lucrare acordă, totuşi, o atenţie sporită volumului de experimente ce ţin de regimului
convenţional, utilizat pentru obţinerea depozitelor de crom dur. Acest moment, împreună cu
modalitatea de investigare, a servit unei perceperi mai profunde a procesului studiat, oferind
identificarea unor efecte specifice procedeului propus.
Având, ca precedent, fenomenul de influenţă asupra cineticii reacţiei electrochimice,
pentru al completa, dar şi a demonstra, într-un mod obiectiv, particularităţile şi esenţa aplicării
dispozitivului inductiv-capacitiv în procesul de cromare, s-a efectuat un studiu metalografic
detaliat al cromului electrolitic, caracteristic atât pentru regimul convenţional, fără utilizarea
DIC, cât şi pentru cazurile de contribuţie a dispozitivului – aspecte, manifestate prin efectele de
superpolarizare şi depolarizare (în special).
Spre deosebire de alte metale, cazul cromului este foarte bine cunoscut prin caracterul
sensibil faţă de regimurile de electroliză (T, ik); variaţii neînsemnate ale acestora au consecinţe
majore asupra depozitelor obţinute (Capitolul 1). Pentru a avea o acoperire calitativă, de regulă,
se selectează acele combinaţii dintre densitatea curentului şi temperatură, ca pot permite
obţinerea unor depuneri, de preferinţă, lucioase. Asemenea tendinţe s-au respectat şi pentru
regimul de cromare dură, recomandat în literatura de specialitate.
Analogic cazurilor precedente, influenţa DIC asupra depozitelor de crom s-au realizat doar
cu variaţia parametrilor (L, C) de reglare a conturului şi, evident, a densităţii de curent ik; alte
aspecte de proces (parametrii mostrelor, compoziţia, temperatura electrolitului) fiind respectate
întocmai. Pentru selectarea parametrilor DIC, s-a recurs la aceeaşi metodică de “optimizate” a
procesului de cromare, aplicată cu succes în etapele precedente.
Prezentarea în continuare a materialului grafic redă foarte demonstrativ eficacitatea de
acţionare a dispozitivului inductiv-capacitiv şi în procesul de cristalizare a cromului. Chiar dacă
studiul oferă o notă, de un caracter mai mult cantitativ, aceste două regime – cu şi fără dispozitiv
(identice, din perspectiva proceselor electrochimice), – se dovedesc a fi, cu totul diferite, de pe
poziţia rezultatului final. De aceea, s-au făcut eforturi pentru aprecierea unor parametri capabili
să exprime, cât mai complet, intervenţia factorilor de proces la fixarea modalităţilor de influenţă
menţionate. Toate acestea, de fapt, şi sunt exprimate prin una din caracteristicele esenţiale a
depozitelor – morfologia suprafeţei, determinată de mărimea, forma şi amplasarea formaţiunilor
cristaline – “particulelor elementare” din componenţa suprafeţei.
80

În anturajul creat, devine observată influenţă incontestabilă a dispozitivului, marcând un
moment important în evoluţia morfologică a depozitelor de crom. Făcând o legătură cu cele expuse
în Capitolul 3, este foarte important de accentuat momentul, când, pentru indici similari ai procesului
electrochimic şi, respectiv, a parametrilor DIC, iarăşi a fost remarcată, într-un mod deosebit,
afinitatea dintre cinetica proceselor de electrod şi fenomenele electrice fluctuaţionale ale sistemului
studiat. Ulterior, parametri de reglare L = 0,199mH şi C = 0,024F au fost apreciaţi ca fiind optimi.
Depuse în condiţii identice, acoperirile, însă, se caracterizează printr-un aspect de
amplasare a cromului uniformă, succedată şi de o omogenitate semnificativă. Tot aici, în
aprecierea aspectului general al acoperirilor de crom poate fi menţionată şi capacitatea lor de
reflectare, care de cele mai multe ori depinde de gradul de nivelare: pentru condiţiile de
depozitare menţionate acest parametru este definit printr-un luciu caracteristic, puternic
pronunţat (fig. 4.1).
(a) (b)
(c) (d)
Fig. 4.1. Influenţa condiţiilor de depunere asupra morfologiei depozitelor de crom,
ik = 5,5kA/m 2 , C = 0,024F, h =180 μm (x500): (a) fără DIC;
(b) cu utilizarea DIC,L = 0,456mH; (c) aceeaşi, L = 0,027mH; (d) aceeaşi, L =0,119mH.
81

Aplicarea densităţilor de curent ridicate contribuie unei dezvoltări mai reliefate a
aspectului stratului depus. În special, acesta se face remarcată pentru regimul convenţional, cânt
se sesizează o amplificare şi o extindere a formaţiunilor cristalitice; pentru regimul cu utilizarea
DIC (Lop şi Cop) în majoritatea cazurilor, acestea lipsesc.
Caracterul policristalin al dezvoltării catodice, intervenţia unor tensiuni interne, precum şi
influenţe datorate unor factori eterogeni, cum ar fi prezenţă filmului coloidal, descărcarea ionilor
hidroniu, efecte locale de convecţie etc., imprimă o rugozitate (asperitate), ale cărei dimensiuni
sunt decisive pentru caracterul lucios sau rugos al stratului depus de crom. Odată cu prelungirea
intervalului de depunere este percepută accentuarea unei dominaţii, tot mai pronunţate, ale
macroformaţiunilor, care, ulterior, se amplifică în excrescenţe dendritice sau a wiskerilor. Astfel,
se fac observate, de acum, unele schimbări cantitative şi calitative în aspectul superficial al
depunerilor studiate (fig. 4.1).
Caracteristică pentru regimul convenţional, morfologia suprafeţei este determinată de
prezenţă unor conglomerate cristalitice – aşa numitele “sferoide”, deşi, pentru o parte apreciabilă
ale acestora, această denumire se dovedeşte a fi mai puţin exactă. Referitor la parametrii
dimensionali, după cum se vede în Figura 4.1a, partea superficială a depozitului se prezintă ca o
distribuţie competitivă ale micro- şi macroconcreţiunilor, inclusiv şi ale celor “sferolitice”.
Acelaşi calificativ poate fi atribuit şi nivelului de repartizate, determinat de tendinţa spre o
distribuire, în totalitate, neuniformă.
Pe lângă condiţionarea locală, valabilitatea curbelor de polarizare manifestă şi o
condiţionare temporală, datorită evoluţiei permanente a microprofilului în cursul electrolizei.
Mulţimea factorilor răspunzători pentru structurarea depunerilor generează o mare varietate de
forme şi dimensiuni ale microprofilurilor. La formarea lor contribuie structura suportului,
neomogenităţi energetice (tensiuni interne), probabilitatea de formare a germenilor bi- şi
tridimensionali, neuniformităţile datorate inhibării sau stimulării interfeţei M/S, componentele de
bază ale electrolitului.
Se poate observa cât de complexă este dependenţa parametrilor micro- şi macrogeometrici ai
suprafeţei catodice faţă de factorii răspunzători de viteza reacţiei electrochimice – tot în aceeaşi
măsură, după cum intensificarea procesului de electrocristalizare corelează cu datele de înregistrare
ale curbelor de polarizare, prezentate în Figura 3.1 sau amplificarea sesizabilă a pulsaţiilor –
“zgomotelor electrice” în circuitul electrolizorului (fig. 3.7). Astfel, tendinţa spre o fragmentare
sporită a formaţiunilor cristalitice superficiale, caracteristice depozitelor obţinute cu aplicarea
dispozitivul inductiv-capacitiv (L şi C – optimi), prin analogie, este definită de aceleaşi particularităţi
ale “zgomotelor electrice” – de dominare în diapazonul armonicelor medii şi superioare.
82

Deşi la valori medii luciul mai persistă, pentru depozite convenţionale, grosimile cărora
depăşesc 0,1mm, de acum sunt caracterizate de o nuanţă argintie-mată; prelungirea depunerii
contribuie la reducerea lui treptată, până la nuanţe metalice sure. Practicarea a unor depozitări
îndelungate se soldează cu o evoluţie exterioară delimitată, completată de apariţia unor dendrite
impunătoare. Influenţând negativ asupra productivităţii cromării acestea, în ansamblu, evident
defavorizează întregul proces galvanic.
Mult mai spectaculoasă se dovedeşte a fi influenţa dispozitivului pentru densităţi de curent
majorate (fig. 4.2).
(a) (b)
(c) (d)
Fig. 4.2. Influenţa condiţiilor de depunere asupra morfologiei depozitelor de crom,
L = 0,119mH, C = 0,024F, h =180μm (x500): (a) ik = 8,5kA/m 2 , fără DIC;
(b) ik = 8,5kA/m 2 , cu utilizarea DIC; (c) aceeaşi, ik = 10,0kA/m 2 ;
(d) aceeaşi, ik = 12,0kA/m 2 .
Aici, se poate vedea foarte bine caracterul distinctiv de evoluţie a morfologiei depozitelor,
obţinute cu- şi fără dispozitiv, oferind informaţii preţioase în privinţa optimizării procesului
83

electrochimic. Şi în acest caz, pentru regimul convenţional argumentarea vine din considerentele
unei morfologii rudimentare şi înrăutăţirii considerabile a parametrilor fizico-mecanici:
fragilitate, fisuri, reducerea considerabilă a luciului, rugozitate excesivă. Înălţimea formaţiunilor
se datorează dimensiunilor cristaline individuale, ramificaţiilor şi concreţiunilor lor, apariţiei
unor adâncituri în zonele intergranulare, a unor pori sau a unor cavităţi-pitting (fig. 4.2a).
Prezenţa DIC în circuitul electrolizorului oferă o prestanţă enormă atât aspectului
depozitului, cât şi manifestării globale a procesului electrochimic (fig. 4.2b). Deşi în acest caz
acoperirea deţine o grosime h ≈ 180μm, exteriorul e caracterizat de o morfologie destul de lejeră,
neevoluată. Această diversitate dimensională se datorează faptului, că din cristalele ce s-au format
în prima fază de proces, este imposibil ca toate să se amplifice până la atingerea unor parametri
majori. În condiţiile standarde de proces, se dezvoltă doar o parte ale germenilor cristalinii iniţiali,
cărora (probabil, printr-o superioritate întâmplătoare) li s-au favorizat anumite condiţii.
Pentru o creştere normală ale tuturora, fără îndoială, ar trebui atingerea unei densităţi
optime de curent, mai jos de care, neavând posibilitatea unei creşteri normale, restul cristalelor
sunt “sacrificate”. Cu toate acestea, după cum menţionează literatura de specialitate, pentru
electrolitul universal, în condiţiile unui proces de electroliză staţionar, majorarea ulterioară a
densităţii de curent ik > 6kA/m 2 nu este practicată.
Comparativ cromării convenţionale, în cazul utilizării DIC se observă o tendinţă
caracterizatoare de fragmentare a formaţiunilor cristalitice prezente pe suprafaţa depunerii. Chiar
şi în condiţii staţionare de electroliză sunt percepute forme şi amplasările originale ale
formaţiunilor cristaline (fig. 4.2b). Aceste tipuri de depozite, în majoritatea cazurilor sunt
caracterizate de grupări cristalitice, de forme regulate sau “sferolitice” alcătuite, la rândul lor, din
alte fracţiuni cristalite minuscule, asemănătoare între ele, de dimensiuni ce nu depăşesc 1-2μm.
Corespunzător, se poate de adus argumente şi modului lor de distribuire, exprimat printr-o
vizibilă tendinţă spre perfecţiune: întreaga suprafaţă se apreciază printr-o amplasare uniformă şi,
relativ, omogenă a acestor particule – părţi componente din depozit. Prin comparaţie, se constată
şi o reducere a numărului concreţiunilor “macrosferolitice” care, pentru o durată similară de
proces, au un grad de degajare extrem de redus. Trebuie de menţionat, că pentru cazurile, când
aspectul morfologic este reprezentat, în totalitate, de submicroneunuformităţi, aceste depuneri
sunt de calitate înaltă şi posedă un luciu-oglindă.
Bineînţeles, că microdistribuţia vitezei de depunere a cromului poate servi şi la exprimarea
modificării parametrilor geometrici ai microprofilului. Spre deosebire de nivelare, microrelieful
cristalin cunoaşte o condiţionare mult mai complexă. În funcţie de fineţea neregularităţilor, pe
84

microrelief se pot distinge microneuniformităţi şi submicroneuniformităţi, încadrând în cea de-a
două categorie neregularităţile ale căror dimensiuni nu depăşesc 0,2μm.
Cât priveşte despre depunerile lucioase de calitate superioară – acestea sunt asociate cu
submicroneuniformităţile depistate. Desigur, că metoda vizuală de apreciere a luciului, oferă o
notă de un caracter mai mult subiectiv. Totuşi, pentru o apreciere comparativă, ca o informaţiesupliment,
aceasta ar putea completa unele aspecte ale electrocristalizării, fiind satisfăcătoare.
În cele ce urmează, iniţial vom acorda atenţie unor aspecte legate de nivelarea rugozităţilor
preexistente pe suprafaţa electrodului, deoarece şi ele sunt legate direct de obiectivele urmărite în
prezenta lucrare.
În funcţie de natura suprafeţei şi a neregularităţilor existente pe ea, s-a ales cea mai
potrivită variantă de exprimare a parametrilor geometrici analizaţi – pentru profiluri neregulate,
acţiunea de nivelare s-a exprimat cu ajutorul abaterii medii aritmetice a profilurilor Ra. Câteva
condiţii de lucru, ce relevă unul din aspectele de influenţă a dispozitivului asupra electrolitului
sunt apreciate în Tabelul 4.1.
Tabelul 4.1. Influenţa parametrilor DIC asupra unor indici geometrici ai depozitului de crom
Condiţiile de depozitare
Mostra
depuse fără DIC:
– // –
depuse cu DIC:
L = 0,456mH, C = 0,024F
depuse cu DIC:
L = 0,119mH, C = 0,024F
– // –
– // –
– // –
Determinarea parametrilor microprofilului s-a realizat pe cale profilografică, folosind aşanumitele
profilograme de contact – în versiunea reală a imaginii şi în versiunea desfăşurată
(imaginea procesată) (fig. 4.3). Pentru aceste cazuri, s-au utilizat mostre (rectificate şi, ulterior,
poliruite) din oţel 45, media aritmetică a abaterii microprofilului fiind extrem de mică –
Ra ≈ 0,08μm. Valorile coeficientul uniformităţii Ku s-au calculat conform relaţiei (2.5).
Evident, că oricărei suprafeţe reale (inclusiv şi suprafaţa granulelor) nu i se poate atribui
gradul superlativ de nivelare; numaidecât că se va sesiza prezenţa unei microondulaţii specifice.
Din constatările practice rezultă, că variaţiile dimensionale, înregistrate în cursul
85
ik,
kA/m 2
–
5,5
8,5
5,5
5,5
8,5
10,0
12,0
Ra,
μm
0,078
0,76
2,6
0,86
0,51
0,12
0,628
0,66
Rz,
μm
0,605
3,8
8,68
3,94
2,5
1,1
3,16
3,8
Ku,
%
100
71
54
62
83
89
80
75

electrodepunerii de elementele individuale ale microprofilului, în dependenţă de caz, por avea
caractere diferite.
Referitor la cazurile convenţionale (în special pentru ik > 6kA/m 2 ) sau neconvenţionale
(condiţia de superpolarizare catodică), s-au apreciat creşteri, mai mult sau mai puţin accentuate,
ale amplitudinii medii a microprofilului (tab. 4.1, fig. 4.3). Corespunzător, pentru aceste regimuri
s-au înregistrat cele mai mici valori Ku .
(a) (b)
(c) (d)
Fig. 4.3. Influenţa DIC asupra microprofilului depozitului de crom, h =180 μm
(ik = 5,5kA/m 2 , C = 0,024F): (a) aspectul iniţial al mostrei;
(b) L = 0,456mH; (c) fără dispozitiv; (d) L = 0,119mH.
Aceasta dovedeşte, că distribuţia vitezei de depunere a cromului este neuniformă,
imprimând procesului un caracter antinivelant, şi anume raza de curbură a adânciturilor se
micşorează nu mult mai repede decât în cazul utilizării DIC; în acelaşi timp, pentru condiţia unei
superpolarizări catodice – viteza de modificare creşte considerabil (tab. 4.1).
În dependenţă de faptul, cu cât relieful este mai pronunţat, cu atât interdependenţa sa cu
procesul de distribuire este mai puţin accentuată. În unele cazuri – specifice regimurilor cu
spectre de frecvenţe (proprii “zgomotelor electrice”) reduse, cristalitele pot fi separate unele de
86

altele (fig. 4.3b), participând în măsuri diferite la procesul de distribuire a metalului în stratul
rugos. O examinare mai atentă a acestor profilograme permite facil de sesizat dinamica de
participare a dispozitivului, când pe acelaşi interval analizat s-au detectat mai puţine microfârfuri
decât pentru cazul cromării fără dispozitiv (fig. 4.3c). În cazul aplicării dispozitivului, pentru
acelaşi ik = 5,5kA/m 2 , amplituda medie a neregularităţlor descreşte apreciabil, exprimându-se
printr-o nivelare importantă (1,22-1,26 ori). Pentru acest caz de neregularitate – asperităţile fine
ale unor microgranule se suprapun pe altele, mai mari, imprimând acoperirii prezenţa unei
microondulaţii superficiale (fig. 4.3d). Microondulaţia suprafeţei poate să se manifeste şi atunci,
când dimensiunile unei cristalite solitare sunt într-o oarecare dependenţa cu alte formaţiuni
cristalitice megieşe.
(a) (b)
(c) (d)
Fig. 4.4. Influenţa regimului de electroliză asupra microprofilului depozitului de crom
(L = 0,119mH, C = 0,024F): (a) convenţional (ik = 8,5kA/m 2 );
(b) cu utilizarea DIC, ik = 8,5kA/m 2 ; (c) acelaşi, ik = 10,0kA/m 2 ;
(d) acelaşi, ik = 12,0kA/m 2 .
Dacă în cazul precedent (fig. 4.3) s-au evidenţiat consecinţele, datorate variaţiei unor
parametri fizici externi (L şi C), e important cum se va reflecta asupra procesului electrochimic
87

modificarea unui din principalii parametri ai acestui-a – densitatea de curent ik (kA/m 2 ). În
Figura 4.4 sunt prezentate diferite profilograme, ce redau concludent influenţă regimului de
electroliză asupra microprofilului depozitului de crom.
Astfel, şi de pe poziţia modificării rugozităţii se poate de apreciat caracterul distinctiv de
evoluţie a depozitelor, obţinute cu- şi fără dispozitiv, oferind informaţii suplimentare, deosebit de
valoroase în privinţa optimizării procesului electrochimic.
Şi în acest caz, se poate de conchis, despre contraindicarea aplicării unor densităţii de
curent ik > 6kA/m 2 , consecinţele fiind remarcate atât în Figura 4.4a, cât şi anterior – Figura 4.3a.
Utilizarea practică a fenomenului de curent-limită în cazul electrodepozitării metalelor nu
totdeauna dă rezultate bune, deoarece calitatea acoperirilor obţinute la densităţi de curent
excesive, de cele mai dese ori, este sub nivelul satisfăcător. Distribuirea neuniformă a vitezelor
de depunere a metalelor se poate constata atât în prezenţa, cât şi în absenţa reacţiilor secundare
şi, atunci când se menţionează de microprofiluri tipice, ea este condiţionată de accesibilitatea
neuniformă pe diversele elemente componente ale profilului, modificări ale curburii de-a lungul
profilului şi dezordini structurale pe suprafaţa policristalină a catodului.
Cât priveşte modalitatea cromării la regimuri mai avansate, intense – chiar “dure”,
materialul din Figura 4.4(b, c, d) prezintă ilustrativ eventualele consecinţele survenite. Chiar şi
dacă mai persistă uneori careva formaţiuni dendritice, în totalitate se apreciază un grad maxim în
distribuţia cromului pe interfaţa catodică, depozitele fiind de o calitate marcantă. În deosebi,
aceasta poate fi apreciată când sunt practicate depuneri de crom a căror grosimi nu depăşesc 60-
80μm, ceea ce denotă despre o clasă a rugozităţii suprafeţei neevoluată, fază, care deseori
permite evitarea prelucrărilor suplimentare ale pieselor după cromare.
Obţinerea unei imagini adecvate a corelaţiei dintre structură şi aspectele de obţinere sau
exploatare a depozitelor galvanice, este imposibilă fără o cunoştinţă mai profundă a compoziţiei
lor interne şi naturii fenomenelor însoţitoare.
Pentru o clasificare unică, care să acopere toate depunerile electrolitice obţinute
(independent de natura metalului depus sau condiţiile de electroliză), la momentul actual ştiinţa
le apreciază, punând accentul pe varietatea lor structurală – determinată, în primul rând, de
parametrii cristalelor sau granulelor cristaline. Anume aceste particularităţi determină şi reflectă,
de fapt, unitatea informaţională despre condiţiile electrochimice şi termodinamice ale proceselor
de obţinere a depunerilor.
În general, conectarea dispozitivului inductiv-capacitiv în circuitul electric al sistemului
“sursă de alimentare – baie galvanică” (indiferent de parametrii L, C) permite obţinerea unor
depozite, caracterizate printr-o modalitate de creştere prioritară a cristalitelor, având o orientare
88

axială în planul normal al substratului. Aceeaşi idee se poate atribui şi pentru mărimile de
dimensionare ale cristalitelor conferindu-le valori mai reduse, la o dispersie de rezultate mai
puţin accentuată.
După cum a fost evidenţiat anterior (referitor la studiul polarizării), utilizarea DIC are un
efect specific de influenţă asupra activării interfeţei M/S. Ambelor cazuri le este comună faza
primară a procesului de depozitare prin apariţia unor formaţiuni cristalitice de iniţiere, dar care,
au un comportament evolutiv, total diferit.
În prima fază a cristalizării (regim convenţional) se observă geneza unor cristalite de
dimensiuni reduse, când cu depăşirea grosimii stratului depus (h > 5-10μm), mărimea acestora e
într-o continuă creştere. Cazului neconvenţional îi este proprie o modalitate nediferenţiată de
evoluţie a structurii, fiind relativ omogenă pe întregul sector transversal.
Astfel, pasivarea suprafeţei poate constitui un factor de influenţă nemijlocită asupra vitezei
de reducere a acidului cromic, manifestat prin aceeaşi dispersie de mărimi ale cristalitelor. Acest
moment de dependenţă dintre forma cristalitelor şi nivelul de polarizare a catodului, confirmat de
mai multe surse [82, 114, ], este sesizat în materialul propus în Figura 4.5.
Astfel, pentru metoda neconvenţională de electroliză (fig. 4.5c), s-au obţinut depozite de
crom, determinate de un caracter, cu totul diferit, prezentându-se, foarte demonstrativ,
eficacitatea de acţionare a dispozitivului inductiv-capacitiv şi în procesul de cristalizare a
cromului. În anturajul creat, se observă foarte bine influenţă incontestabilă a dispozitivului, când
pentru valori determinate de reglare Lop şi Cop, s-au obţinut depuneri caracterizate de structuri
perfecte, comparativ cazului convenţional de cromare (fig. 4.5a). Pentru o densitate de curent
similară – ik = 5,5kA/m 2 , necătând la prezenţă unei depolarizări apreciabile ale catodului, s-au
obţinut depuneri omogene, cu structuri, mult mai fine, determinate de o fragmentare sporită a
agregatelor cristalitice pe întreaga secţiune transversală a profilului (fig. 4.5d). Pentru aceste
mărimi ale polarizării catodice sunt apreciate depozite de crom, ale căror cristalite posedă forme
mai alungite, de dimensiuni ce variază în funcţie de densitatea de curent. Majorarea factorului ik
contribuie la fragmentarea ulterioară a cristalitelor, ajungând până la ordinul submicrometric.
Şi fiindcă, configuraţiile formaţiunilor cristalitice sunt într-o dependenţă determinată de
particularităţile cristalelor din faza iniţială de geneză pe substratul propriu-zis, consecinţele
modificării valorilor inductivităţii (L) şi (sau) capacităţii (C) sunt pe măsură apreciate. De aceea,
dacă pentru unele cazuri eventuale de “dereglare” a dispozitivului, este condiţionată pasivarea
substratului catodic – efect, definit cu promptitudine de creşterea esenţială a polarizării, acesta
poate contribui apariţiei unor mici asociaţii din cristalite dezorientate, care, de fapt, şi constituie
partea centrală a “sferolitelor” sau concrescenţe sferoidale (fig. 4.5b şi c).
89

Fig. 4.5. Influenţa parametrilor DIC asupra structurii depozitelor de crom, ik = 5,5kA/m 2 ,
Cop = 0,024F, x500: (a) convenţional; (b) cu utilizarea DIC, L = 0,456mH;
(c) acelaşi, L = 0,027mH; (d) acelaşi, în condiţii optime, Lop = 0,119mH.
În acest context, cu totul deosebit se apreciază regimul de superpolarizare, caracterizat prin
două momente de selectate parametrică, când, în dependenţă de caz, comportamentul structurilor
depozitelor de crom diferă. In condiţia unei superpolarizări apreciabile (L = 0,456mH) se fac
90
(a)
(b)
(c)
(d)

observate conglomerate masive ale cristalitelor (5-25μm), cu o tendinţă de creştere mai puţin
ordonată, dendritică (fig. 4.5b).
Structura cromului depus este caracterizată de prezenţa unor cristalite de dimensiuni mult
mai reduse decât pentru regimul convenţional – aspect, ce se încadrează foarte bine în conceptul
teoriei proceselor de electrod, ca urmare a majorării polarizării catodice. De asemenea, este
perceput acelaşi neomogenitate dimensională a cristalitelor, precum este înregistrată pentru cazul
convenţional. De rând cu abaterile de la modelul cristalin ideal, aici este apreciată la un nivel,
mult sau mai puţin pronunţat, prezenţa unor defecte macroscopice (pori, camere de hidrogen,
diferite cavităţi-pitting, crăpături etc.).
Cât priveşte regimul convenţional de electroliză s-a determinat, că depozitelor de crom le
sunt caracteristic o structură neomogenă, determinată prin prezenţa formaţiunilor cristalitice de
diferite mărimi, în predominant fiind de o granulaţie apreciabilă (fig. 4.5a). Toate aceste blocuri
cristalitice masive, mai mult sau mai puţin compacte, sunt caracterizate de o tendinţă de
amplasare “incidentală” în spaţiul structural cristalin.
Spre deosebire de procedeul convenţional de cromare, utilizarea DIC permite
intensificarea procesului de electroliză prin majorarea densităţi de curent – de la 5,5 până la
12,0kA/m 2 , remarcabil fiind faptul, că pentru asemenea regime “dure” se pot obţine depuneri
lucioase şi calitative de crom [131-135].
În ceea ce priveşte influenţa DIC, pentru ik = 8,5kA/m 2 este remarcată o structură
omogenă, cu un grad major de fragmentare a formaţiunilor cristalitice (fig. 4.5d, 4.6d).
Cercetările microscopice ale acoperirilor menţionate, relevă, pe lângă faptul că au o
structură extrem de fină, mai posedă şi o orientare bine determinată. În general, pentru toate
cazurile de utilizare a dispozitivului, ce s-au rezultat cu obţinerea depozitelor lucioase de crom,
s-a constatat un specific comun: prezenţa cristalitelor de mărimi reduse (comparativ regimului
convenţional), toate avânt o orientare preponderentă, în corespundere cu direcţia migraţiei ionilor
spre depozitul în creştere. E important, că şi pentru regimurile de superpolarizare, s-au remarcat
depozite, caracterizate de un semiluciu pronunţat. Depăşirea ulterioară a densităţii de curent (ik ≥
12,0kA/m 2 ), care pentru acest procedeu ar putea fi calificată – de limită, atribuie depunerilor de
crom specificaţii nedorite. Deşi structura acestora, în continuare, se caracterizează printr-o
omogenitate şi o fragmentare excesivă a cristalitelor, de acum se fac remarcate apariţia şi
dezvoltarea ulterioară a unor de fisuri şi crăpături. Evident, că pentru aceste regime de electroliză
şi aspectului morfologic a depozitului i se imprimă trăsături similare: reţele de fisuri superficiale,
reducerea considerabilă a luciului, rugozitate excesivă.
91

(a) (b)
(c) (d)
Fig. 4.6. Influenţa condiţiilor de acoperire asupra structurii depozitelor, C = 0,024F:
(а, c) fără dispozitiv, respectiv iк = 5,5 şi 8,5kA/m 2 ;
(b, d) cu DIC, iк = 5,5kA/m 2 şi respectiv 8,5kA/m 2 .
Bineînţeles, că varietatea de structuri condiţionează o variaţie, pe măsură, a parametrilor ce
le definesc. În mai multe lucrări de profil se acordă o atenţie majoră perceperii corelării dintre
structura, proprietăţile depunerilor galvanice şi textura acestora. Procesul de orientare a
cristalitelor nu poate fi studiat independent de transformările structurale (dependente de
condiţiile de electroliză), deoarece, chiar şi unele variaţii neînsemnate în procesul de formare a
reţelei cristaline sau a morfologiei depunerii, pot contribui într-un grad major asupra caracterului
şi, în deosebi, asupra gradului de perfecţiune a texturii. Cu toate că în privinţă depunerilor
galvanice sunt expuse opinii, deseori contradictorii, în ceea ce priveşte factorii determinativi ai
luciului, rolul principal este acordat – fie mărimii cristalitelor din depozit, fie orientării lor într-o
careva direcţie preponderentă [32, 127]. Capacitatea de luciu al suprafeţei metalice depinde de
gradul ei de nivelare, determinat de mărimea, forma şi amplasarea particulelor elementare, ce
formează această suprafaţă. Aceasta se confirmă şi de aspectul exterior mat şi de caracteristica
structurală a acestui tip de depozite, reprezentat de cristalite în fază mixtă, de forme neregulate.
92

După cum se menţionează în [114], unde sunt examinate depuneri de crom depus în
condiţii staţionare (fără dispozitiv inductiv-capacitiv), formarea structurii cristaline e determinată
nu atât de generarea cristalitelor, ci de degenerarea lor în procesul ulterior de creştere a
depunerilor. Este binecunoscut faptul, ca variaţia condiţiilor de electroliză influenţează asupra
formei, mărimii sau defectelor prezente la cristalite. Indiferent de tipul cromării (convenţională
sau neconvenţională), rezultatele experimentelor constată pentru parametrul ik prezenţă unei
limite, mai sus de care sunt observate variaţii determinate ale structurii şi altor aspecte
însoţitoare. Respectiv şi tendinţa de orientare a formaţiunilor cristalitice se bucură de un
calificativ similar (fig. 4.5d, 4.6d).
Astfel, interdependenţă depistată dintre parametrii structurali şi morfologici – semnalată
prin generarea cristalitelor de dimensiuni mixte, contribuie la o majorare apreciabilă a rugozităţii
suprafeţei depozitului, prin ce, probabil şi se explică pierderea treptată a luciului.
Aceste momente (mai mult sau mai puţin pronunţate), de altfel, caracteristice tuturor
regimurilor de cromare, se datorează specificului procesului de electrodepozitare a cromului, în
condiţia unei descărcări concomitente, de rând cu ionii metalici, a ionilor de hidrogen [10, 14,
32, 45]. Modificările structurale induse de degajarea hidrogenului au la bază schimbări profunde,
atât ale compoziţiei ionice a soluţiei (stratul de electrolit adiacent catodului), cât şi în depozitul
propriu-zis. Referitor la fazele metastabile (β-crom, γ-crom), după cum se menţionează în [10,
11] acestea pot chiar şi la temperatura camerei să se descompună spontan cu eliminare de
hidrogen, trecând la reţeaua de echilibru – α-Cr. Metamorfoza rearanjării reţelei cristaline a
cromului cu structura hexagonala compacta (ρ = 6,08g/cm 3 ) în varianta sa cubică, cu mult mai
stabilă (ρ = 7,1 g/cm 3 ), este însoţită de micşorarea volumului depozitului de crom până la 15-
16%. Iar aceasta contribuie la apariţia unor tensiuni interne apreciabile şi, ca urmare, la mărirea
densităţii dislocărilor şi reţelei de fisuri, iar procesul transformărilor fazice fiind una din cauzele
apariţiilor defectelor în depozit [127, 129].
Pe de altă parte, stabilitatea fazelor de incluziune, în mare măsură, e condiţionată de
includerea în depunerile obţinute a compuşilor oxido-hidroxidici ai Cr(III) (în particular Cr2O3 şi
Cr(OH)3), ale căror peliculele superficiale împiedică refularea hidrogenului din depozit,
preîntâmpinând, astfel, dezintegrarea acestor formaţiuni [32, 128, 129].
Condiţionate de influenţa DIC, aceste momente pot fi interpretate ca fiind cauzele
variaţiilor parametrilor determinanţi ai depunerii. Toate acestea – şi hidrogenul degajat şi
implicarea diferitor echilibre de formare şi disociere a unor complecşi, incorporarea unor
impurităţi sau adaosuri (introduse în electrolit conştient ori deliberat), precum şi transformările
93

fazice fizico-chimice ale depozitelor, pot imprima regimurilor menţionate particularităţi specifice
în procesul iniţial de geneză a cristalitelor (şi nu numai), succedat ulterior de coalescenţa lor în
agregate [127]. Cota parte a fiecărei dintre aceste structuri depinde direct de condiţiile de
electroliză.
De aceea, indiferent care din aspectele enunţate (sau combinaţia acestora) ar putea
influenţa reacţia de reducere a cromului (VI), o circumstanţă este sigură – prezenţa dispozitivului
inductiv-capacitiv în sistemul “sursă de alimentare – baie galvanică”.
În favoarea acestei concepţii se face remarcată practicarea cromării, a cărei prerogativă a
servit utilizarea acumulatorului drept sursă energetică. Şi la acest compartiment se poate de
identificat, cu facilitate, esenţă conlucrării acumulatorului cu baia galvanică, prin intermediul
DIC. Prin analogie cu datele experimentale de genul – “zgomote electrochimice” şi studiului
metalografic localizează un comportament asemănător (fig. 4.7).
(a) (b)
Fig. 4.7. Structura depozitelor de crom pentru cazul alimentării de la acumulator, ik = 8,5kA/m 2 (x500):
(a) fără dispozitiv; (b) cu DIC, L= 0,09mH, C= 0,01F.
Se poate observa cum pentru regimul optim (din considerentele spectrului frecvenţăamplitudine)
se constată o structură omogenă, cu un grad major de fragmentare a formaţiunilor
cristalitice (fig. 4.7b). Pe lângă structura extrem de fină, cercetările microscopice mai indică şi
modul compact de creştere a depozitului, fisurile transversale lipsind în majoritatea cazurilor.
Cazurile de acoperire fără utilizarea DIC s-au rezultat cu obţinerea unor depozite de crom,
constatate cu un specific comun, “rudimentar”, exprimat atât de prezenţa cristalitelor de mărimi
mai exagerate, de forme neregulate, cât şi prin faza mixtă de agregare (fig. 4.7a).
Este posibil, că dispozitivul, îndeplinind rolul de “moderator”, să imprime procesului
electrochimic, printr-un mecanism specific de influenţă, anumite legităţi “preferabile”. Şi, numai
prin variaţia sau combinarea acestor momente discrete, să se poată favoriza accentuarea
parametrilor fizico-mecanici necesari depozitului de crom.
94

4.2 Proprietăţile fizico-mecanice ale depozitelor de crom
Dinte problemele cele mai importante din domeniul electrodepozitării metalelor, cu
certitudine se consideră elaborarea unor noi condiţii de obţinere a unor noi materiale rezistente la
uzură sau temperatură, disponibile de implementat în megaindustriele constructoare sau
prelucrătoare. În acest context, cercetările ce vizează proprietăţile fizico-mecanice ale
materialelor, fără îndoială, au un rol important. Anterior s-a menţionat despre calităţile cromului
electrolitic, dintre principalele proprietăţi ce-l fac supersolicitat, se enumără, în primul rând,
microduritatea esenţială, aderenţă cu substratul determinat, rezistenţa excesivă la uzură etc.
Actualmente s-a acumulat un volum apreciabil de materiale, care au avut ca scop şi cauză
studierea şi cercetarea particularităţilor compoziţiei cristaline ale depunerilor de crom, obţinute
la diferite regime de proces. Acelaşi depozit de crom, dar obţinut prin diferite procedee, este
caracterizat de parametri, ale căror valori pot varia în limite foarte largi.
Formarea depunerilor de crom cu unele sau alte manifestări structurale, se datorează
condiţiilor de electroliză – în majoritatea cazurilor, pentru regimul convenţional acestea sunt
determinate de temperatura şi densitatea de curent ik, la care s-a depus cromul. În aceste
împrejurări, devine iarăşi vizibilă prestanţa dispozitivului inductiv-capacitiv în procesul
electrochimic, în deosebi când toţi factorii determinativi, rămân absolut aceeaşi.
Rezultatele investigării constată existenţa unei dependenţe, extrem de pronunţate, dintre
modalitatea lejeră de deplasare a potenţialului catodic spre regiunea valorilor pozitive sau
negative, precum şi a caracteristicii amplitudine-frecvenţă ale “zgomotelor” electrochimice, şi
reflectarea lor, pe măsură, asupra proprietăţilor cromului depus.
Pentru acelaşi caz prezentat – când curba de polarizare se deplasează spre regiunea
valorilor pozitive, – şi studiul “zgomotelor” detectate (determinat atât de majorarea mărimilor
lor, cât şi a anvergurii spectrului de frecvenţe) şi înregistrarea randamentul de curent (variind în
limitele 19-20% pentru ik = 5,5kA/m 2 ) corelează, pe deplin, cu structura şi proprietăţile fizico-
mecanice ale depozitelor de crom.
Corespunzător transformărilor structurale susmenţionate, s-a modificat şi microduritatea –
unul dintre indicii de definire ale depunerile galvanice de crom. Desigur, ca mărimea granulelor
cristaline nu poate fi unicul factor determinant al microdurităţii. Pentru aceste condiţii de proces,
s-ar putea ca influenţa celorlalţi factori (forma, dispersia dimensională, orientarea cristalitelor) să
o determine în aceeaşi măsură, după cum aceştia sunt implicaţi la formarea structurii depozitului
în procesul de electrocristalizare – adică, cu o rată variabilă de participare.
Respectând condiţiile de electroliză, pentru una şi aceeaşi densitate de curent –
95

ik = 5,5kA/m 2 , dar pentru diferite circuite (scheme) electrice de alimentare a electrolizorului, se
constată o creştere apreciabilă a microdurităţii: de la indicele Hμ = 8,8-9,3GPa – pentru regimul
convenţional, până la Hμ = 10,5GPa – în cazul utilizării DIC, la parametrii L şi C optimi (tab. 4.2).
Таbelul 4.2. Influenţa condiţiilor de electroliză asupra microdurităţii depozitelor de crom Hμ, GPa
Condiţiile de depozitare
96
Densitatea de curent ik, kA/m 2
5,5 7,0 8,5 10,0 12,0
Depuse fără DIC 9,3 – – – –
Depuse cu DIC
L = 0,119mH, С = 0,024F
10,5 10,8 11,3 10,7 9,6
Majorarea ulterioară a densităţii de curent are un impact pozitiv asupra creşterii
microdurităţii. Conform datelor experimentale, funcţia Hμ(ik) este reprezentată printr-o curbă, al
cărei maxim Hμ = 11-12GPa este apreciat pentru zona densităţilor de curent ik = 8,5kA/m 2 .
Aplicarea densităţilor de curent excesive ik ≥ 12,0kA/m 2 , determină o pierdere treptată a
microdurităţii, până la Hμ = 9,6GPa, – mărimi ce se încadrează în spaţiul de valori pentru cromul lucios.
Dacă majorarea microdurităţii corelează, fără îndoială, cu structura mai fină şi omogenă a
cromului depozitat (idee, de altfel, remarcată în mai multe surse [18, 33, 106]), atunci reducerea
ei este cauzată, probabil, de fisurile care-şi fac apariţia şi de alte defecte de microstructură. E
posibil ca prin selectarea unor parametri de proces (operând cu indicii L şi C ai dispozitivului), să
se contribuie într-o măsură determinată asupra nivelului de repartizare specifice a structurilor
instabile în depozit, optimizându-le după anumite criterii.
Fenomenul fricţie şi uzare se remarcă printr-o mare complexitate datorită multitudinii şi
interacţiunii în funcţionare a tuturor factorilor – externi (sarcină, viteză, mediu lubrifiant, etc.) şi
interni (materialul cuplelor de frecare cu structura şi duritatea respectivă, rugozitatea,
temperatura etc.). De aceea, în experimentări poate fi conturată o idee de perspectivă, orientată
în identificarea naturii fizice şi fizico-chimice a mecanismului de fricţie şi uzură, în deosebi
ţinându-se cont de caracterul dinamic distinctiv al procesului de cromare cu utilizarea DIC.
Despre specificul încercărilor tribologice s-a menţionat anterior (în metodica de cercetare),
unde au fost prezentate unele aspecte tehnice, în special diversitatea factorilor externi. Deoarece
alegerea materialelor şi a tratamentelor corespunzătoare condiţionează în mare măsură
durabilitatea şi fiabilitatea maşinii îndeosebi la frecarea uscată, pentru a completa şi a întregi
modelul în speţă e important de a detalia şi unele aspecte, deosebit de semnificative, conferite de

factorii interni. La rândul ei, o judicioasă alegere implică cunoaşterea mai multor aspecte pe care
le vom examina succint în cele ce urmează.
Studiul bibliografic al literaturii de specialitate din domeniul tribotehnicii relevă despre
încercările determinative în stabilirea unei corelări dintre rezistenţa la uzură, proprietăţile fizicomecanice,
compoziţia fazică sau structura stratului superficial activ [106].
S-a optat pentru schema rolă-calotă individuală (fig. 4.8) (conform GOST 23.224-86),
după metodica propusă în [104]. Pentru a reduce durata experimentelor, s-a selectat un regim
sever, de tip frecare uscată. Prin aceasta s-a reuşit de redus considerabil durată experimentelor.
Pentru toate cazurile s-a selectat o singură viteză de lunecare vL= 0,785m/s; sarcinile de
solicitare P – 0,198; 0,392; 0,659MPa. Majorarea ulterioară a solicitării aplicate P > 0,4MPa
contribuie unei uzări catastrofale a calotei de fontă, nefiind în cazul dat practicată. Graficul
experimental temporal a fost segmentat în intervale de 1; 2; 4; 6; 8; 10; 12; 14 ore.
Fig. 4.8. Prezentarea cuplei de frecare utilizate în instalaţia de modelare SMŢ-1: regimul de
solicitare – frecare fără lubrifiere, sarcina solicitată P = 0,198MPa, viteza de alunecare
v = 0,785m/s; rola – crom galvanic, calota – fontă cenuşie FC 24-44.
Este binecunoscută şi preferabilă utilizarea “cromului dur” datorită calităţilor sale
anticorosive şi, în special, a rezistenţei la abraziune. Astfel, se constată, că totuşi comportarea
fizico-chimică a elementelor cuplelor de frecare constituie un criteriu destul de sigur: ţinându-se
seama de tendinţă de gripare a perechii Fe-Cr însă, în majoritatea cazurilor, dau rezultate cuplele
crom – fontă cenuşie ordinară nealiată. Fontele sunt în general mai favorabile suprafeţelor de
frecare decât oţelurile. Efectul se datorează atât prin faptul că fonta conţine grafit, cât şi prin
aceea că structurile de revenire martensitice, în deosebi ferito-perlitice, oferă puţine posibilităţi
de solubilitate reciprocă în cazul unor solicitări de acest tip (în toate cazurile perechile care pot
conduce la soluţii solide Fe-Cr, constituie suprafeţe de frecare necorespunzătoare); aceste
structuri fine (cu carbon omogen răspândit) constituie varianta optimă pentru cuplele de frecare,
97

din punctul de vedere al rezistenţei la uzură. Din aceste considerente calota a fost confecţionată
din fontă cenuşie FC 24-44.
Transmiterea fluxului de forţă de la un element al cuplei de frecare la celălalt se face prin
intermediul nemijlocit al cuplei de frecare (fig. 4.8); aceasta este caracterizată în principal prin
microgeometria ei atât sub aspect dimensional şi lege de distribuţie cât şi sub deformaţiile rugozităţilor.
Rezultatele obţinute experimental presupun existenţa unor condiţii normale de
interacţiune, indicând factorii care influenţează în mod deosebit evoluţia uzurii prin prisma
vitezei de uzare în cazul frecării de alunecare. Astfel, pe suprafaţa de frecare au loc fenomene
complexe de interacţiune superficială, care la rândul lor vor produce: rezistenţa de înaintare –
apreciată ca forţa de frecare şi o cantitate de căldură. Deci, mărimile de intrare ale sistemului
sunt parametri exteriori procesului de frecare (sarcina P, viteza unghiulară ω , mediul de lucru,
temperatura acestuia etc.). La rândul său, caracterul suprafeţei cuplei depinde de materialele
elementelor acestora, de prelucrare, iar în exploatare depinde de rodaj şi regimul de frecare.
Atingerea unei stări de rugozitate optimă şi a jocurilor necesare bunei funcţionări, implică
evident îndepărtarea unui anumit volum de material, dependent şi de eventualele abateri de la
geometria normală sau de montaj. Din aceste considerente, pentru reducerea perioadei de rodaj sa
utilizat procedura de finisare şi adaptarea reciprocă a cuplelor propriu-zise (Capitolul 3),
urmărind cu atenţie atât uzura locală a vârfurilor de contact (rodajul microgeometric), cât şi
corectarea imperfecţiunilor suprafeţelor datorate defectelor de uzinaj şi a celor de montaj
(rodajul macrogeometric). Conform normelor actuale de solicitare, suprafeţele pieselor cromate
(pentru grosimi practicabile) pot fi exploatate cu succes, cu condiţia unei respectări riguroase a
regimurilor preliminare de preparare şi, bineînţeles, a instrucţiunilor de cromare, finalizate cu
rectificarea corespunzătoare.
Din considerentele unei bune funcţionări, de o importanţă deosebită se prezintă starea
iniţială a suprafeţelor de fricţie şi influenţa pe care o deţine asupra modificării raporturilor dintre
procesele concurente de friabilizare adezională sau tribochimică. Având din start un indice
recomandabil şi identic al rugozităţii (Ra = 0,24μm) totuşi, în dependenţă de caz, caracterul
rodajului s-a dovedit a fi diferit. Astfel, în prezenţa unei mişcări relative şi încercări normale, la
contactul nemijlocit al suprafeţelor cuplei de frecare, consumul de energie e cauzat de frecarea
directă a asperităţilor suprafeţelor, ceea ce imprimă variaţii pe măsură momentului de torsiune
înregistrat M.
Prezentând anumite neregularităţi a geometriei şi rugozităţii, perioada uzurii iniţiale a
suprafeţelor unei cuple de frecare ce, presupune un timp pentru adaptarea stării de suprafaţă (a
98

macro- şi microgeometriei) ambelor suprafeţe, prin crearea unei suprafeţe portante optime şi
structurii corespunzătoare. Este evident că durata rodajului macrogeometri, atunci când este
necesar, este mai mare comparativ cu aceea a rodajului microgeometric. Evoluţia în timp a
perioadei de rodaj, care, conform datelor experimentale, este depăşită în 3 etape de variere a
indicelui M – deci şi cu viteze de uzură diferite (fig. 4.9).
Ca şi în modul obişnuit, uzura creşte cu lungimea cursei de frecare sau cu durata acestui
proces, creşterea care în general nu se prezintă sub formă liniară. După cum se poate sesiza, în
aceste împrejurări poate fi remarcată diferenţierea dintre cele două tipuri de acoperiri, obţinute
cu şi fără DIC.
Având un caracter sever şi întrucâtva asemănător, prima etapă (t ≤ 5 min) este reprezentată
de o fluctuaţie a momentelor (viteze de uzură) ce diferă de la caz la caz: pentru depozitele
convenţionale sunt fixate mărimi până la 0,5N·m, în timp ce pentru acoperirile neconvenţionale
fiind în regiunea 0,33-0,4N·m.
Fig. 4.9. Influenţa condiţiilor de depozitare asupra momentului de torsiune (#1– #3),
coeficientului de frecare (#1´– #3´) şi temperatura din apropierea zonei de frecare
(#1´´– #3´´); sarcina solicitată P = 0,198MPa, viteza de alunecare v = 0,785m/s:
#1) ik = 5,5kA/m 2 , fără DIC; #2) ik = 5,5kA/m 2 , Lop, Cop; #3) ik = 8,5kA/m 2 , Lop, Cop.
Trecerea spre etapa a 2-a, este percepută printr-o reducere pronunţată a momentului M
(pentru cazurile depozitelor obţinute fără DIC) şi mult mai moderată – pentru fiecare din cazurile
de acoperire cu dispozitiv. În deosebi acesta se evidenţiază pentru densităţile de curent
ik = 8,5kA/m 2 , când, cu depăşirea duratei de timp t > 10 min, se constată un moment practic
constant. După cum s-a constatat, pentru experimentele realizate cu participarea DIC, perioada
99

până la care cupla Cr – fontă cenuşie începe să funcţioneze cu sarcină normală fără pericol de
gripaj, practic se scurtează.
Pentru toate cazurile perioada de rodaj se considera finalizată odată cu aprecierea unui
moment M ≈ 0,3-0,2 N·m, ceea ce pentru instalaţia de modelare corespunde indicelui de frecare
f = 0,6-0,4. Anume în aceste circumstanţe, intensitatea liniară de uzură ce însoţeşte procesul de
frecare, în urma căruia microgeometria s-a modificat sub aspectul ruperilor unor asperităţi şi
deformări plastice ale altora, rezultă o suprafaţă de contact reală, aproximată cu ~ 90 –100%.
Prezentând, încă, anumite rugozităţii şi neregularităţi geometrice, perioada uzurii
succesorii a elementelor cuplei presupune o perioadă congruentă de timp, consumată pentru
finalizarea adaptării stării de suprafaţă ale ambelor suprafeţe, prin crearea unei suprafeţe
portante optime şi structurii, corespunzătoare regimului stabilit. Astfel, constatăm că viteza de
uzare este o variabilă aleatoare atât prin prisma fenomenului de măsură a uzurii, cât şi prin
prisma fenomenului propriu-zis – desprinderea particulelor de uzură. Fiind mult mai intens în
primele 15-30 minute, acest proces de frecare poate determina adâncimea de uzură pentru
asigurarea unei arii reale, ce ulterior se va modifica în timp, foarte puţin.
La începutul fiecărui experiment, pe o anumită durată, intensitatea uzurii IU (mg/m)
variază individualizat: accelerat – pentru cromul convenţional şi parţial redusă – pentru
depozitele obţinute cu DIC (4.9).
Cercetările arată, că prezentând un caracter clar de anti-uzare şi deci reducând viteza
uzării, depozitele de crom obţinute cu utilizarea DIC, au tendinţa de prelungire a perioadei în
care un anumit volum de metal ar urma să fie îndepărtat de pe suprafeţele respective. Chiar şi
pentru aceeaşi densitate de curent ik = 5,5kA/m 2 , prezenţă DIC în circuitul electrolizorului
contribuie la creşterea duratei de funcţionare cu ~ 30% (din considerentele pierderii greutăţii
rolei) (fig. 4.10, dreapta 3).
La finele primei ore, procesul este caracterizat de indici ai uzării cuprinşi între 0,2mg/oră
– pentru depozitele de crom, obţinute cu utilizarea DIC (ik = 8,5kA/m 2 ) şi 0,8mg/oră – pentru
depozitele de crom obişnuit, obţinute cu utilizarea redresoarelor de profil.
În ceea ce priveşte încercările cu solicitări majorate, acestea s-au evidenţiat mai puţin –
în majoritatea cazurilor s-au caracterizat printr-un mod distructiv de uzare a calotei de fontă.
Astfel, pentru P = 0,659MPa, după prima oră de funcţionare a cuplei, pentru rola cromată s-a
înregistrat o pierdere de greutate ΔmR = 5,2mg, iar pentru calotă – ΔmC = 102mg.
Doar cu scopul accelerării procesului iniţial de adaptare şi finisare a elementelor cuplei
s-a admis sarcina P = 0,392MPa, acţiune determinată de indici mai moderaţi de uzare –
100

ΔmR = 1,4mg şi, respectiv, ΔmC = 28,2mg. După ce condiţiile de proces par să se stabilizeze (peste
8-10 ore) corespunzător şi uzura este apreciată printr-o formă mai lentă de evoluţie (fig. 4.10).
Fig. 4.10. Relaţia dintre condiţiile de depozitare şi intensitatea medie a uzării IU
(frecare fără lubrifiere, sarcina solicitată P = 0,198MPa, viteza de alunecare
v = 0,785m/s): #1, 1 ' ) fără dispozitiv, ik = 5,5 kA/m 2 ;
#2, 2') cu DIC, ik = 12,0kA/m 2 ; #3, 3') aceeaşi, ik = 5,5kA/m 2 ;
#4, 4') aceeaşi, ik = 10,0kA/m 2 ; #5, 5') aceeaşi, ik = 8,5kA/m 2 .
În această situaţie, în timp ce uzura este sensibil redusă, frecarea, datorită interacţiunilor
ce apar, totuşi, între cele două suprafeţe, nu înregistrează o scădere atât de accentuată. Relaţia
anterioară, dintre uzare şi timp, indică despre o creştere a valorii coeficientului de frecare în
raport cu prima perioadă a încercării, urmată apoi de scăderea frecării la mărirea în continuare
a duratei de funcţionare (fig. 4.9). Cu toate că se înregistrează o diminuare a coeficientului de
frecare, el rămâne poziţionat în regiunea de valori f ≈ 0,6-0,7.
Prelungirea duratei de experimentare continuă într-un mod determinat să aibă reflectări
pozitive asupra acestui coeficient: de la o reducere neînsemnată f ≈ 0,55 – pentru depozitele
convenţionale, până la o cădere impunătoare f ≈ 0,4 – pentru ik = 10,0kA/m 2 . Cât priveşte
depozitele obţinute la densitatea ik = 8,5kA/m 2 , ele deţin un loc intermediar, apreciat cu un
indice f ≈ 0,47, dar care, cu o tendinţă foarte stabilă, e într-o continuă cădere. Deşi s-ar părea o
îmbunătăţire reală a condiţiilor de frecare, depăşirea barierei de 20km are de acum repercusiuni
101

negative pentru majoritatea regimurilor, excepţie făcând doar depunerile ce corespund
densităţilor ik = 5,5kA/m 2 şi ik = 8,5kA/m 2 .
Din toate cele menţionate mai sus se poate conchide, că principala influenţă asupra
procesului de uzare, probabil o deţine alternarea tipurilor de uzare, în corespundere cu modul
ales de lubrifiere, sarcină, viteză de alunecare, durată de funcţionare etc. Evident, că aici trebuie
de anexat şi efectul macroscopic al consumului de energie (menţionat anterior), exprimat prin
modificarea temperaturii în zona de contact şi implicit zonele vecine. Iar aceasta, după confirmă
literatura de specialitate, poate juca un dublu rol – atât pozitiv, cât şi negativ [106, 136-140].
Pentru toate experimentele, începutul procesului de uzare a fost apreciat cu o temperatură
în contact T ≈ 369-371K – indicele mai mare fiind atribuit depozitelor convenţionale. Ulterior,
aspectul termic este caracterizat printr-un caracter oscilatoriu, când aceste fluctuaţii sunt
consecinţele creşterii cantităţii de căldură, dar şi a deformaţiilor în zona de contact şi implicit a
disipării ei. Totuşi, pentru depozitele apreciate ca fiind mai rezistente la uzură, caracterul
evolutiv al temperaturii este mai medial şi proporţionat. După depăşirea unei durate de
funcţionare de 80-90 ore, regimului optim îi este caracteristic o stabilitate termică, apreciată la
indicii 325-328K, în timp ce pentru acoperirile convenţionale temperatura T nu coboară mai jos
de 335K (tаb. 4.3).
Tаbelul 4.3. Rezultatele încercărilor tribologice pentru acoperirile de crom (h = 360μm)
Condiţiile de depozitare
Depuse fără DIC:
ik = 5,5kA/м 2
Depuse cu DIC
L = 0,119mH, С = 0,024F:
ik = 5,5kA/м 2 ,
ik = 8,5kA/м 2 ,
ik = 10,0kA/м 2 ,
ik = 12,0kA/м 2
Uzura
acoperirii,
mg
63,2
49,96
27,2
33,8
46,6
Solicitările de natură mecanică şi termică, precum şi unele efecte fizico-chimice pot distruge
sau reface microstructura straturilor de suprafaţă. Efectele directe ale câmpului de temperatură
conduc la modificări ale fazei şi structurii materialului pe suprafaţa de frecare şi în apropierea ei.
Alături de procesele mecanice şi metalurgice, şi acţiunea mediului (mai precis lipsa
lubrifierii) deopotrivă cu procesele chimice şi tribochimice, intensifică modificările dimensionale
şi deci uzura. Caracterul de concurenţă dintre suprafeţele tribotehnice este determinat în totalitate
102
Uzura
calotei,
mg
1391,9
1085,3
725,6
991,7
1032,5
Coef. de
frecare,
f
0,42
0,38
0,31
0,33
0,37
Temperatura în
zona de contact,
T, K
335
331
325
328
330

de starea straturilor active ale acoperirilor, fiind, la rândul lor, dependente de superpoziţia
diferitor procese tribotehnice – difuzionale, adezionale, de adsorbţie, termice etc. De regulă,
dedurificarea mecanică a structurii decurge concomitent cu procesele distructive, contribuind,
într-o măsură mai mare sau mai mică la activarea lor. Procesele termice de dedurificare decurg
sub influenţa temperaturii generate de fricţiune în microcontacte, determinate prin schimbările
stărilor fizice sau structurale proprii fazelor eterogene ale materialelor.
Pentru regimurile de fricţie fără lubrifiere (regime extrem de dure), caracterizate de o
majorare a temperaturi (în cazul dat mai moderată, datorită sarcinii relativ reduse), adeziunea
joacă un rol hotărâtor în procesul de uzare şi determină transferul efectiv de masă în acest sistem
tribologic. Imaginile din Figura 4.11 redau o notă de semnificaţie în ceea ce se realizează.
(a)
(c)
Fig. 4.11. Influenţa condiţiilor de depozitare asupra uzării acoperirilor obţinute:
(a) fără DIC, ik = 5,5 kA/m 2 ; (b) cu dispozitiv, ik = 5,5kA/m 2 ;
(c) aceeaşi, ik = 8,5 kA/m 2 ; (d) aceeaşi, ik = 10,0kA/m 2 .
103
(b)
(d)

Deosebirile de provenienţă ale cromului studiat sunt foarte bine evidenţiate de caracterul
topografiei corpurilor de frecare, de formele, mărimile produselor rezultate uzării şi, evident, de
starea suprafeţelor. Bineînţeles, că creşterea în faza preliminară a coeficientului de frecare
(însoţită şi de ridicarea temperaturii în contact), la o sarcină şi o viteză constantă, indică despre
un inevitabil început al gripajului. Această consecinţă a uzării adezive poate fi observată cu
uşurinţă (chiar şi la rezoluţii destul de mici), prin prezenţa unor zgârieturi mici, inclusiv până la
microsmulgerea unor volume de material al stratului activ (fig. 4.11).
La rândul lor, însă, exact aceste consecinţe condiţionează multiple aspecte noi,
perceperea cărora sunt de o importanţă majoră la elucidarea procesului de uzare. Anume acele
particule dure, provenite – fie prin forfecarea prealabilă a unor joncţiuni (uzare de adeziune), fie
prin desprinderea unor porţiuni din stratul de suprafaţă mai dur (uzare de oboseală sau tratament
defectuos) sau prin desprinderea şi evacuarea materialului unor ciupituri (pitting), fiind prezente
între suprafeţele de contact provoacă uzarea prin abraziune.
Ca contraargument la interacţiunile adezionale, în timpul fricţiei se dezvoltă procese de
formare în contactul propriu-zis, a celui de-al treilea corp – produs al interacţiunii chimico-fizice
dintre filmul superficial fin al materialului şi mediul înconjurător. Aceasta se datorează în primul
rând produselor uzării fontei, care, rămânând pe suprafaţă rolei, determină în mare măsură
caracterul frecării şi uzării elementelor cuplei studiate. Formarea acestor filme sunt confirmate
de aspectul oxidat, caracteristic pentru particulele generate la uzură.
După cum s-a constatat experimental, la o depăşire de 12-15km, pe suprafaţă rolei, treptat,
îşi fac apariţia diferite sectoare lucioase, ca, ulterior, întreg perimetrul să fie modificat în nuanţe
închise; fonul general roşcat sau gri-întunecat denotă despre prezenţă unui film tribooxidat.
Astfel, filmele tribotehnice protejează secţiunea prosupeficială a stratului activ contra
dedurificării, ecranându-le, totodată, de interacţiunea adezională dintre suprafeţe. Procesul de
formare a acestor filme e alcătuit din două stadii caracteristice: prima – iniţială, de interacţiune a
ionilor adsorbiţi de oxigen şi suprafeţele metalice cu formarea unei faze oxidice de 3-5nm; a
doua – spre finalizarea actului de fricţie, apreciat prin prezenţa proceselor competitive de difuzie
ale atomilor, deplasarea vacanţiilor, electronilor şi cationilor, contribuind la majorarea grosimii
lor [136-140].
Faptul că gripajul poate interveni prin oboseala substraturilor sau ca urmare a
microsudurilor şi smulgerilor epidermice, fără ca funcţia de duritate să poată da explicaţii asupra
acestui fenomen, sau faptul că fenomenul frecare-uzare, după cum s-a văzut, are un caracter
discret (contacte pe microasperităţi), iar duritatea este o mărime globală, formează aspecte care
limitează modul de a fi considerată duritatea în frecare şi uzură. Uzura, în general, descreşte cu
104

creşterea durităţii suprafeţelor de frecare. Dar, după cum se menţionează [106, 138], este dificil
de a aprecia o dependenţă directă dintre rezistenţa la uzură şi microduritatea depozitelor de crom,
uneori fiind extrem de complicată.
Într-adevăr, depozitele de crom convenţionale (ik = 5,5kA/m 2 ), cu un indice al
microdurităţii Hμ ≈ 9,3GPa, sunt mai inferioare, din perspectiva capacităţii de uzare, decât
depozitele obţinute cu utilizarea DIC, la densitatea ik = 12,0kA/m 2 (Hμ ≈ 9.6GPa), iar acelaşi
crom (cu DIC), dar depus la ik = 10,0kA/m 2 (Hμ ≈ 10,7GPa), este cu mult mai superior celui ce a
fost depozitat în condiţii similare de proces, când parametrului ik = 5,5kA/m 2 îi corespunde un
nivel al microdurităţii Hμ ≈ 10,5GPa.
Cu toate deficienţele, constatate pentru corelaţia dintre coeficienţii de adeziune şi duritate,
totuşi, pentru unele structuri cristaline determinate, aceste consecinţe ale interacţiunii elementelor
sunt cu atât mai mici, cu cât duritatea lor este mai mare. Cu toate că pentru parametrii remarcaţi ai
procesului de frecare (uzare fără lubrifiere, sarcina solicitată P = 0,198MPa, viteza de alunecare
v = 0,785m/s), rezistenţă maximă la uzură a fost apreciată pentru depozitele cele mai dure
(obţinute la ik = 8,5kA/m 2 cu DIC, în varianta optimă de reglare), totuşi microduritatea nu poate
fi prezentată ca un parametru suficient din perspectiva selectării unor acoperiri, depozitate în
diferite condiţii de electroliză, pentru a fi rezistente la uzură.
Astfel, după cum se constată, prezenţa forţelor de frecare are implicaţii complexe asupra
fenomenelor de natură tribologică. Se ştie că, curba de portanţă a unui profil depinde de gradul
de rugozitate şi de dispersia acesteia pe suprafaţă de frecare. Influenţă hotărâtoare în transmiterea
forţei de la o suprafaţa la cealaltă, o are, deci, şi distribuţia în înălţime a asperităţilor, ceea ce
apreciază, în această perioadă de timp, o modificare încontinuu a condiţiile de suprafaţă (fig. 4.12).
Oricât de finisate ar fi, suprafeţele iniţiale (fig. 4.12a) prezintă rugozităţi care, în prezenţă unei
anumite sarcini, viteze şi unui mediu ambiant se deformează elastic, plastic sau se rup.
Observarea şi cercetarea suprafeţelor de frecare confirmă în totalitate acest fapt: pentru
toate cazurile se conturează o imagine, în careva privinţe, similară. Diferenţa este sesizată prin
concentraţia unei multitudinii ale deteriorărilor, cât şi prin amploarea cu care ele se manifestă. În
zonele de influenţă accentuată a adeziunii se evidenţiază desprinderi pronunţate (fig. 4.12б, e),
conturate prin traiectorii (canele) adezionale caracteristice, densitatea cărora, ca şi ale altor
deflagraţii din această componenţă, persistă într-o manieră constantă.
Se poate spune, deci, că procesul transferului de masă dintre elementele sistemei cercetate,
este însoţit, la toate stadiile, de îndepărtarea metalului din contact. Anturajul caracteristic semimat
al reliefului ciupirilor de pe suprafaţa corpului şi a particulelor confirmă această interacţiune.
105

Asemenea consecinţe, inevitabil, le suportă şi depozitele obţinute cu DIC: în dependenţă
de mărimea parametrului de proces ik (kA/m 2 ) modificările rezistenţei la uzură variază
impresionant. Reieşind din dimensiunile şi cantităţile distrugerilor superficiale deţin “întâietatea”
depozitele obţinute la densităţile cele mai mari – ik = 12,0kA/m 2 .
(c)
(a) (b)
Fig. 4.12. Influenţa regimului de electroliză asupra microprofilelor depozitelor de crom
(L = 0,119 mH, C = 0,024 F): (a) aspectul iniţial al mostrei; (b) convenţional,
ik = 5,5kA/m 2 ; (c) cu DIC, ik = 5,5kA/m 2 ; (d) acelaşi, ik = 8,5kA/m 2 ,
(e) aceeaşi, ik = 10,0kA/m 2 ; (f) acelaşi, ik = 12,0kA/m 2 .
106
(d)
(e) (f)

Corespunzătoare pentru
aceste regimuri se dovedesc a fi
Tabelul 4.4. Influenţa condiţiilor de depozitare asupra
rugozităţii suprafeţelor rodate
şi microprofilele înregistrate
(tabelul 4.4): pentru ambele
Condiţiile de cromare ik,
kA/m
cazuri se percepe prezenţa unui
proces combinatoriu – uzarea de
adeziune fiind deopotrivă cu
uzarea prin abraziune.
În aşa mod, bazându-ne pe
rezultatele investigaţiilor, s-a
reuşit de conturat specificul prezent depozitelor obţinute cu utilizarea DIC. Analizate fiind şi prin
prisma tribologiei s-a stabilit, că structurile acoperirilor, mult mai perfecte, corespunzătoare
parametrilor de reglare optimi (Lop, Cop), acordă o influenţă considerabilă asupra duratei de
funcţionare ale acestora (fig. 4.13).
2
Ra,
μm
Rz,
μm
Mostra
– 0,24 1,6
Depuse fără DIC
Depuse cu DIC:
5,5 0,69 3,6
L = 0,119 mH, C = 0,024 F 5,5 0,47 2,2
– // –
– // –
8,5
10,0
0,09
0,57
0,6
3,2
– // –
12,0 0,67 3,8
Fig. 4.13. Influenţa condiţiilor de depozitare asupra intensităţii de uzare fără lubrifiere, sarcina
solicitată P = 0,198 MPa, viteza de alunecare v = 0,785 m/s, durată testării 144 ore:
#a) fără DIC, ik = 5,5 kA/m 2 ; #b) cu DIC, ik = 5,5 – 12,0 kA/m 2
Exact pentru aceeaşi densitate de curent ik = 5,5kA/m 2 , poziţia dispozitivului este marcată
printr-o reducere substanţială a intensităţii de uzare de 1,3-1,5 ori. Majorarea ulterioară a
densităţi de curent – de la 5,5kA/m 2 la 8,5-10,0 kA/m 2 contribuie la micşorarea în continuare a
indicelui IU de 2,3-2,0 ori (comparativ regimului de cromare obişnuit).
107

4.3. Încercările de testare experimentală şi exploatare ale pieselor restabilite
Sinteza rezultatelor înregistrate şi expuse anterior, denotă ilustrativ repercusiunile pozitive
ale dispozitivului asupra procesului de cristalizare, şi, corespunzător – asupra indicilor fizicomecanici
acoperirilor. În consecinţă, s-a permis ameliorarea în exclusivitate a parametrilor
tribotehnici.
Deşi din cercetările efectuate (Capitolul 4) sau remarcat rezultate mai mult decât pozitive,
cert este că ele reflectă doar o parte din calităţile tribologice ale cromului, obţinut cu utilizarea
dispozitivului inductiv-capacitiv. Această situaţie, perfect obiectivă, însă, ar putea să se
accentueze la trecerea de la cercetarea de laborator pe modele la situaţia din exploatare. E
evident, că cazul de laborator s-a adresat numai cuplei de frecare, utilizate pentru furnizarea
datelor experimentale şi, practic, intervalului valorilor extreme ale parametrilor consideraţi;
rezultatele, desigur, fiind şi ele afectate de o eroare statistică determinată, influenţată de precizia
de măsurare şi de probabilitatea acceptată. Necătând la aceasta, cunoscându-se eroarea de
experiment, totuşi cu astfel de relaţii s-a putut obţine un volum considerabil mai mare de
informaţii faţă de cel introdus pentru determinarea lor.
Pentru motivarea şi argumentarea tehnologiei propuse de cromare (şi restabilire) cu
dispozitiv inductiv-capacitiv s-a analizat fondului organizaţiilor de producere din municipiul
Chişinău, finalizată cu selectarea unei pompei hidraulice (cu roţi dinţate) tip TB-11-25A GOST
15107-79, utilizată fiind la o instalaţie de producere a emulsiei (cu o concentraţie de până la 3 %
celuloză) pe baza uleiului de floarea-soarelui (“MOLDOVAVHIDROMAŞ” NPF “FSP-S.T.T.”).
Caracteristica tehnică: turaţii intrare – 1450min -1 ; volumul de lucru – 80cm 3 ; presiunea maximă
de lucru P ≤ 2,5MPa; productivitatea – 6,3m 3 /oră.
Unele specificităţi de exploatare a pompei – pomparea asiduă a componentelor chimice în
reactorul de sintetizare a produsului menţionat (presiunea în reactorul chimic P ≈ 0,15MPa,
temperatura reactanţilor T ≤ 360K), determină ca acest reprezentant al industriei chimice să
prezinte un anumit interes investigator. În consecinţă, pentru a reproduce cât mai real condiţiile
de exploatare curentă a depozitelor de crom, în postura obiectului de studiu s-au ales arborii,
caracterizaţi printr-o prezenţă accentuată a degradări superficiale în zona etanşărilor –
circumstanţe, ce prezintă numeroase aspecte comune, dar şi specifice tribologice. Deşi solicitată
neînsemnat, totuşi, din condiţia de avea pierderi de lubrifiant cât mai mici (debitul specific
scăpat admisibil q < 0,8·10 –2 cm 3 /(cm·oră)), grosimea interstiţiului trebuie să fie minimă. De
aceea, sub aspect tribologic interesează, în primul rând, cuplele bucşă-arbore prezente.
108

Fig. 4.14. Aspectul arborelui principal al pompei TB-11-25A (după 600 ore funcţionare):
A – suprafaţă cromată cu utilizarea DIC (ik = 8,5 kA/m 2 );
B – suprafaţă cromată convenţional (ik = 5,5 kA/m 2 ).
Conform studiului, pentru arborii executaţi de uzina producătoare (nefiind acoperiţi)
perioada de exploatare este evaluată cu ~200 ore, după care, în mod normal, din considerentele
amplificării jocului, apreciat pentru sectoarele de etanşare ale pompei hidraulice, ies din
funcţiune. Având ca obiectiv o etanşare suficientă şi, totodată, disponibilă spre formarea unui
film continuu între elementele acestor cuple, este important ca mărimea admisibilă totală a uzurii
arborelui să nu depăşească Wa < 50μm (conform cerinţelor de exploatare), iar atingerea cotei Δj
= 200μm pentru jocul final al acestor cuple să fie considerată inaptă pentru exploatare ulterioară.
Mai mult decât atât, funcţionarea ireproşabilă a acestui mecanism trebuie de examinată şi
din perspectiva selectării corecte a perechilor de materiale, evident ţinându-se cont şi de
rugozitatea lor sau tratamentului de suprafaţă corespunzător. În varianta iniţială arborii sunt
produşi din oţel aliat 35(ХМЮА) GОSТ 4543-71, ulterior fiind supuşi azotării (fig. 4.14).
Fig. 4.15. Prezentarea schematică a cuplei arbore-bucşă (explicaţii în text).
Cât priveşte al doilea element al cuplei – bucşa, s-a experimentat cu două tipuri de
materiale – fontă cenuşie FC18-36 GОSТ 1412-85 şi bronză berilică BrB2 GОSТ 18175-78.
Modul de uzare a arborilor influenţează direct capacitatea de exploatare.
109

Din câmpul de date prezentat se remarcă: diametrul iniţial mediu (după rectificare) pentru
arbori – a d = 29,949 ± 0,0024mm, diametrul iniţial mediu pentru bucşe – d b = 29,997 ± 0,001mm,
d1 şi 0
d – diametrele rezultate (critice) după uzare – pentru arbore şi, respectiv, bucşă, d e –
diametrul arborelui uzat (în contactul cu inelele din cauciuc) în zona de etanşare (fig. 4.15).
Determinată ca fiind rulment de alunecare, în aceste condiţii (presiune, suplimentată de
solicitări şi viteze reduse şi constante) cupla este caracterizată de o ajustare H7/f7, asigurându-se
un joc minim garantat; jocul iniţial în cupla arbore-bucşă s-a apreciat în limitele Δj = 0,0474±
0,0021mm. Suprafaţa interioară a bucşei se prezintă în versiunea multicanelară, unde sunt
amplasate inele pentru etanşare din cauciuc.
Rezultatul prelucrări matematice ale datelor micrometrării a permis precizarea mărimilor
medii a uzurilor pentru ambele elemente ale acestor cuple. Mărimea uzării s-a determinat ca
diferenţa dintre valoarea medie a diametrului arborelui d a , corespunzător informaţiei de la
uzina producătoare ( d b – pentru bucşă) şi diametrul minim, apreciat la evaluarea sectoarelor
uzate. Bilanţul măsurărilor (înainte şi după experimente) sunt prezentate în Anexa 1, pentru
fiecare caz practicându-se o repetare triplă.
Astfel, Tabelul 1 (Anexa 2) specifică o capacitate de uzare diferită a arborilor necromaţi –
între 27 şi 56μm (după aprox. 200 ore de funcţionare): uzura minimă fiind caracteristică
cazurilor funcţionării în tandem cu bronza berilică, uzura maximă – cu fonta cenuşie.
Utilizarea în continuare a arborilor cromaţi (atât fără, cât şi cu DIC) are un efect benefic
asupra durabilităţii arborilor şi, prin urmare, şi asupra funcţionării în întregime a acestui tip de
utilaj. Doar prezenţa cromului (depus fără DIC, ik = 5,5kA/m 2 ) contribuie la o majorare de 1,5
ori a duratei de funcţionare a pompei, uzarea arborilor fiind de 2 ori mai redusă (comparativ cu
completarea incipientă a pompei).
În alte împrejurări scopul ar fi fost calificat ca atins, dacă nu ar fi fost rezultatele
investigaţiilor ce vizează specificul prezent depozitelor de crom, realizate cu utilizarea DIC.
De aceea, ţinându-se cont de natura discretă a influenţei DIC asupra procesului electrochimic
(din perspectiva efectelor de sincronizare şi reorganizare), dar şi conexitatea distinctivă între
acestea şi rezultatele încercărilor tribologice, s-a decis de restabilit arborii uzaţi prin depozitarea
cromului la parametrii de reglare recomandaţi: ik = 8,5kA/m 2 , L = 0,119mH şi C = 0,024F.
Ulterior, în rezultatul testării, s-a remarcat pe deplin efectul utilizării modalităţi propuse de
cromare. Anume această diferenţiere dintre cele două tipuri de crom – depus cu- şi fără
110

dispozitiv inductiv-capacitiv, este foarte reuşit redată în Figura 4.14, ce reprezintă un arbore
principal al pompei TB-11-25A, deja utilizat.
Se poate de remarcat, cum pentru suprafeţele aflate în contact nemijlocit cu inelele pentru
etanşare din cauciuc se distinge o deteriorare mult mai pronunţată, fiind supuse unui proces
intensiv de uzare. Uzura celor două planuri în mişcare – arborele şi bucşa (fig. 4.15), se
datorează, în mod sigur, şi unui întreg complex, funcţie de anumite valori ale vitezei, presiunii,
temperaturii, densităţii şi vâscozităţii mediului de lucru.
Dacă în faza iniţială de funcţionare a pompei, uzarea principală este manifestată în
joncţiunile suprafeţelor de lunecare, ulterior, aceasta se accentuează spre suprafeţele de etanşare.
După cum s-a stabilit, dificultăţile survin din cauza apariţiei şi avansării radiale rapide a
canelurilor menţionate (figurile 4.15 şi 4.16).
(a)
Fig. 4.16. Profilograma sectoarelor de etanşare ale arborelui principal (din fig. 4.14)
restabilite prin cromare (~ 600 ore funcţionare):
(a) cu DIC, ik = 8,5 kA/m 2 ; (b) fără DIC, ik = 5,5 kA/m 2 .
Din această viziune, studiul morfologic prezintă argumente ce remarcă distinctiv diferenţa dintre
cromul convenţional şi cel neconvenţional (fig. 4.17). În cazul dat s-au simulat condiţii similare
de funcţionare pentru ambele tipuri de crom, preconizându-se prin aceasta o confruntare directă
şi univocă.
Studiul morfologic demonstrează şi apreciază ca importante următoarele tipuri de uzare:
a – adezivă, ca rezultat al contactului direct în punctele de viteză sau când aceasta este
redusă (etapa pornire-oprire);
b – corosivă, datorită unor produşi agresivi formaţi în timpul procesului termochimic
propriu-zis, prin degradarea uleiului, prezenţa apei, interacţiunea cu alte reactive etc., având
posibilitatea unei acţiuni mai intense decât prima;
111
(b)

c – abrazivă, prin particule dure nefiltrate (restante filtrării) sau imediat după desprindere.
Nu este exclusă şi uzarea prin oboseală, condiţionată de tensiunilor interne din stratul superficial
sau vibraţiilor radiale a arborelui pe durata funcţionării în timpul lunecării şi etanşării; de
asemenea datorată şi acţiunii simultane a mediului şi a solicitărilor dinamice.
(a)
Fig. 4.17. Morfologia suprafeţelor uzate ale arborelui, 600 ore funcţionare (a, c – sectoare de
lunecare; c, d – sectoare de etanşare): (a, b) cromate convenţională, ik = 5,5kA/m 2 ;
(c, d) cromate cu DIC, prin metoda propusă ik = 8,5kA/m 2 , L = 0,119mH, С = 0,024F.
Astfel, morfologia suprafeţelor uzate indică pentru cromul convenţional un grad de
degradare mult mai avansat, fiind evaluată o reţea pronunţată de zgârieturi şi detaşări
substanţiale de crom (fig. 4.17a şi b). Acest decalaj (mai mult de 5 ori), semnalat dintre
adâncimile canelurilor menţionate, consemnează demonstrativ depăşirea, cu mult, a durabilităţii
acoperirilor obişnuite de crom.
Deşi, prezente şi în cazul cromului depozitat cu DIC, e important de menţionat densitatea
sesizabil redusă a deteriorărilor superficiale, depistându-se detaşări mai izolate ale particulelor de
crom (fig. 4.17c sau d). Uzarea se produce prin joncţiuni mai slabe chiar la interfaţă uneia din
112
(b)
(c) (d)

suprafeţe, pe care rămâne fie puţin transfer de material, fie o mică degradare. Însuşi sectoarele de
contactare sunt caracterizate printr-o uniformitate şi o omogenitate a suprafeţelor portante.
În acest context, un indice, ce permite real perceperea circumstanţelor create serveşte
rugozitatea suprafeţelor cuplei. Despre această modificare a condiţiilor de suprafaţă se constată
în Figura 4.18, unde sunt aduse profilogramele sectoarelor de lunecare (a, c) şi de etanşare (b, d),
corespunzătoare suprafeţelor din Figura 4.17.
(a)
Fig. 4.18. Modificarea condiţiilor de suprafaţă pentru arborele uzat (a, c – sectoare de lunecare;
b, d – sectoare de etanşare): (a, b) cromate convenţional; (c, d) cromate cu DLC.
În rezultatul funcţionării pompei, de rând cu uzura dimensională a sectoarelor cromate, este
perceput un proces de modificare, extrem de complex, a topografiei acestor suprafeţe. Ca
consecinţă, odată cu evoluarea acestui parametru, începe să se manifestă procesul de deteriorare şi
degradare a elementelor de etanşare din cauciuc – poziţie de importanţă majoră pentru acest tip de
dispozitiv. Anume acest moment, sesizat cu creşterea rugozităţii (în special pentru cromul
convenţional), în comun cu uzura dimensională a arborelui şi a bucşei, condiţionează amplificarea
jocului în cuplele formate, reducând probabilitatea funcţionării pompei hidraulice (tab. 4.5).
113
(b)
(c) (d)

Într-o conjunctură similară, chiar dacă diametrele, atât pentru arbore, cât şi pentru bucşă
sunt departe de valorile lor critice, funcţionarea pompei este compromisă.
Astfel, informaţia prezentată în Figurele 4.15-4.19, cât şi în Tabelele 4.5 şi 4.6, vine să
documenteze contribuţia valoroasă a
Tabelul 4.5. Influenţa condiţiilor de cromare
DIC în procesul de cromare. Prin asupra rugozităţii elementelor cuplei arbore-bucşă
sinteză, se poate de remarcat că pentru
această pompă din industria chimică, sa
realizat un aport evident asupra
duratei de funcţionare, când cromului,
Condiţiile de
cromare
ik,
kA/m
depozitat cu ajutorul DIC, i se poate
atribui proprietăţi exploatative
însemnate (tab. 4.6, Anexa 4).
2
Fără
dispozitiv
5,5
Tipul
sectorului
de lunecare
de etanşare
Ra,
μm
0,62
1,45
Rz,
μm
2,8
5,4
Сu dispozitiv:
L = 0,119 mH,
C = 0,024 F
8,5
de lunecare 0,32
de etanşare 0,41
1,4
1,9
Tabelul 4.6. Influenţa condiţiilor de cromare asupra uzurii medii a sectoarelor de lunecare
Arbore
conducător
#Fără acoperire
(oţel 38ХМЮА azotat)
Condiţiile
de cromare
114
Uzura medie pentru 1000 km
parcurşi, mkm
Materialului bucşei
Fontă cenuşie
FC 18-36
Bronză
berilică BrB2
–– 34,2 16,9
#Cu acoperire Convenţională, iк = 5,5 kА/m 2 4,3 2,4
#Cu acoperire Cu DIC, iк = 5,5 kА/m 2 3,0 1,4
#Cu acoperire Cu DIC, iк = 8,5 kА/m 2 2,0 0,8
Ulterior, în rezultatul micrometrării a 77 sectoare de etanşare s-a realizat o imagine întregită
a mecanismului de deteriorare, prezent în cuplele examinate. Dacă pentru arborii necromaţi
mărimea medie ale uzurii sectoarelor respective (în contactul cu inelele pentru etanşare din
cauciuc) era – W = 0,037 ± 0,003mm (perioadă de funcţionare t ≈ 200 ore), pentru depozitele de
/
e
crom convenţional, uzura a fost apreciată cu indicii
//
W e = 0,041 ± 0,003mm (t ≈ 300 ore).
Practicarea cromării cu utilizarea dispozitivului inductiv-capacitiv contribuie unei reduceri
considerabile a intensităţii de uzare: pentru t ≈ 450 ore, mărimea uzurii constituind în medie
///
W e = 0,044 ± 0,004mm (ik = 5,5kA/m 2 ). Pentru depozitele de crom, obţinute la densităţi de curent
ik = 8,5kA/m 2 , uzura medie a sectoarelor de etanşare constituie
////
W e = 0,034 ± 0,003mm (t ≈ 600 ore).

Cât priveşte uzura arborilor în contactele cu bucşele din fontă, calculul mărimilor medii
ale şi abaterile medii pătratice precizează un indice
necromaţi (t ≈ 200 ore);
115
/
W a = 0,056 ± 0,003mm – pentru arborii
//
W a = 0,0105 ± 0,002mm – pentru arborii cromaţi convenţional (ik = 5,5kA/m 2 ,
t ≈ 300 ore); pentru arborii cromaţi cu utilizarea DIC –
Fig. 4.19. Rezultatele testării de producţie a
acoperirilor de crom obţinute în condiţii
de electroliză:
#1) convenţională, ik = 5,5kA/m 2 ;
#2) cu DIC, ik = 5,5A/m 2 ;
#3) aceeaşi, prin metoda propusă,
ik = 8,5kA/m 2 , Lop, Cop.
t ≈ 450 ore) şi
///
W a = 0,011 ± 0,002mm (ik = 5,5 kA/m 2 ,
////
W a = 0,01 ± 0,002mm (ik = 8,5kA/m 2 ,
t ≈ 600 ore). În cazul utilizării bucşelor din bronză
s-au determinat următoarele mărimi:
0,003mm,
± 0,002mm,
//
W a = 0,006 ± 0,002mm,
////
W a = 0,004 ± 0,001mm.
/
W a = 0,028 ±
///
W a = 0,005
Respectiv, gradul maxim statistic al uzurii s-
a apreciat cu
W = 0,059mm,
/
a max
W =
//
a max
///
////
0,012mm, W = 0,013mm şi W = 0,012mm;
a max
a max
în cazul utilizării bucşelor din bronză –
0,031mm,
////
a max
//
a max
W = 0,005mm.
W =
/
a max
///
W = 0,008mm, W = 0,007mm şi
Conform acestor precizări şi din considerentele adaosurilor tehnologice Zmin, necesare
pentru prelucrările mecanice atât precedente, cât şi după cromare, se va necesita o grosime a
stratului de crom h ≈ 0,14-0,15mm (aici şi în continuare limita inferioară se referă cazului
utilizării bucşelor din bronză) – pentru restabilirea arborilor iniţiali (fără acoperiri), livraţi de
producător. Utilizarea bucşelor din bronză berilică condiţionează, în acest caz, o reducere a
stratului de crom, necesar de depus până la 0,12-0,13mm.
Mărimile adaosurilor tehnologice s-au apreciat din relaţia [90]:
Zmin = W + h1 + h2
unde W – mărimea uzurii; h1 – adaos pentru prelucrarea mecanică a piesei până la cromare; h 2 –
adaos pentru prelucrarea mecanică a piesei după cromare
h1 = hag + hsd +
h2 = hag +
r + h
2
ep
r + h
2
ep
2
eb
2
eb
a max
(4.1)
(4.2)
(4.3)

unde hag – stratul de metal, necesar de îndepărtat pentru eliminarea abaterilor geometrice ale
suprafeţei uzate (sau cromate), mm: hsd – stratul de metal defect, cauzat de interacţiunea şi
funcţionarea pieselor în cuplă, mm; rep – stratul de metal, necesar pentru compensarea erorilor de
prelucrare a suprafeţelor (în raport cu cele de bază), mm; heb – stratul de metal, necesar pentru
compensarea erorilor de bazare, mm.
Practicarea depozitelor de crom pentru arborii cromaţi convenţional (ik = 5,5kA/m 2 ),
determină o anumită reducere a acestui strat – h ≈ 0,1-0,11mm. O reducere, în continuare, a
grosimii depozitelor de crom este apreciată pentru cazul utilizării DIC, când, pentru aceeaşi
densitate de curent ik = 5,5kA/m 2 , sunt necesari 85-100μm. Aceeaşi tendinţă de reducerea a
stratului de crom, necesar de depozitat, este semnalată şi pentru densitatea de curent optimă
recomandată ik = 8,5kA/m 2 , – indiferent de materialul bucşei, se indica un depozit de 70-80μm.
Toate acestea se datorează, în primul rând, modului uniform şi proporţional de distribuire a
cromului pe lungimea piesei: pentru ik = 8,5kA/m 2 coeficientul uniformităţii Ku creşte cu
34-36%. În al doilea rând – din considerente morfologice, cât şi structurale: însuşi aspectului
calitativ şi omogen al depozitului de crom obţinut, ceea ce reduce determinant stratul de metal,
necesar de îndepărtat.
4.4. Alte domenii de utilizare a dispozitivului inductiv-capacitiv
După cum s-a menţionat anterior, sectoarele respective ale elementelor cuplei arbore-bucşă
sunt caracterizate prin două suprafeţe, necesare de restabilit prin cromare – SA = 0,551m –2 şi,
respectiv, SB ≈ 0,315m –2 . Iniţial aceste suprafeţe necesită unele intervenţii, ca ulterior, să fie
supuse operaţiunilor de preparare, în conformitate cu proces tehnologic propus (Anexa 5).
Sistematizarea rezultatelor studiului procesului electrochimic de cromare cu utilizarea
dispozitivului inductiv-capacitiv a determinat, ulterior, o abordare mult mai largă a acestui
fenomen. Necătând la eficienţa utilizării conturului paralel, s-a remarcat că în cazul utilizării
curenţilor de mare intensitate (I >> 300A) parametrii droselelor cu miezuri electromagnetice au
crescut semnificativ, reflectându-se direct şi asupra mărimilor de gabarit, şi asupra costului
acestuia. De aceea, s-a studiat schema conexiunii în serie a inductanţei cu capacitatea, paralel
băii galvanice (B.I. MD 3573 C2 2008.04.30) (Anexa 1) [160].
Procedura de testare a dispozitivului propus a constatat, pentru acelaşi densităţi de curent,
o abatere nesemnificativă între viteza de depunere a cromului şi cea indicată anterior, pentru
conturul paralel. De asemenea, trebuie remarcat faptul că acoperirile obţinute cu ajutorul
dispozitivului elaborat, nu diferă de cele precedente nici din considerentele rugozităţii suprafeţei,
luciului şi durităţii. Astfel, după efectuarea unor cercetări suplimentare, dispozitivul menţionat
116

poate fi recomandat spre utilizare ca subansamblu independent pentru redresoarele industriale
sau integrat în construcţia lor, ca parte componentă.
Având în vedere potenţialul utilizării eficiente DIC şi utilizarea, în genere, a surselor
pentru depunerea acoperirilor la densităţi scăzute curent (cupru, nichel) a fost propus un
dispozitiv cu I < 30A (B.I. MD 3517 G2 2008.02.29) (Anexa 2) [161]. Alegerea caracteristicii
tehnice s-a realizat din considerentele unei posibilităţi de înregistrare a curbelor de polarizare,
completată fiind, totodată, cu accesibilităţi de depozitare a metalelor pe mostre, predestinate
diferitor tipuri de încercări. Un moment important de caracterizare a sursei propuse este
sensibilitatea esenţială de reacţionare pentru curenţi extrem de mici, începând cu (1,0-1,5)·10 –2 A.
Deci, fiind posibilă testarea directă a sursei propuse asupra cineticii reacţiei electrochimice.
(a)
Fig. 4.20. Morfologia acoperirilor de cupru depozitate din electrolitul №1 [145];
(a, b – ik = 0,2 kA/m 2 ; c, d – ik = 1,0 kA/m 2 ):
(a) fără DIC; (b) cu DIC, Lop, Cop; (c) fără DIC; (d) cu DIC, Lop, Cop.
Studiile preventive de laborator au prezentat similitudini cu procesul de cromare, stabilind
prin varierea parametrilor dispozitivului (L, C) existenţa unei corelări vădite dintre polarizarea
117
(b)
(c) (d)

catodului, caracteristicile amplitudine-frecvenţă a componentelor variabile cu
structura,rugozitatea suprafeţei şi alte însuşiri ale acoperirilor de cupru şi de nichel [143-159].
Influenţa dispozitivului poate fi argumentată prin imaginile prezentate în Figura 4.20, unde
acoperirile de cupru depozitate cu DIC (electrolitul №1– CuSO4 – 250kg/m 3 , H2SO4 – 50kg/m 3 ,
tel – 20 0 С), se remarcă printr-o morfologie moderată, proporţionată, unde muchiile “blocurilor”
sunt mult mai reduse şi uniform repartizate [145]. La depunerea cuprului fără DIC imaginea
depozitelor este individualizată prin prezenţă unor concrescenţe piramidale pronunţate,
repartizate pe întreaga suprafaţă analizată (fig. 4.20a). De menţionat, că asemenea parametri (Lop,
Cop) contribuie obţinerii unor depuneri de cupru calitative, cu efecte mai pronunţate asupra
luciului sau a diminuării rugozităţi.
Mai mult decât atât, anume aceste condiţiile favorizează majorarea densităţii de curent –
deci şi a productivităţii procesului depozitare a cuprului. Creşterea ulterioară a densităţii de
curent are un impact direct asupra evoluţiei morfologiei acestor acoperiri.
Astfel, spre deosebire de experimentele anterioare de înregistrare a curbelor de polarizare,
acest caz s-a individualizat printr-o deplasare a potenţialului în regiunea valorilor pozitive:
operând cu parametri “optimi” de reglare a DIC s-a reuşit o deplasare suplimentare a
potenţialului în direcţia pozitivă cu ≈ 20mV pentru ik = 1,0kA/m 2 .
(a)
Fig. 4.21. Structura acoperirilor de cupru depozitate din electrolitul №1 [145]
(ik = 0,2 kA/m 2 , I = 0,08 A): (a) fără DIC; (b) cu DIC – Lop, Cop.
Modalităţi similare, de influenţă a DIC, sunt remarcate şi pentru structurile acestor
depozite, analizate pe baza şlifelor transversale.
Depunerile obţinute fără DIC sunt apreciate ca structuri constituite din “blocuri” masive,
dezvoltate, evidenţiate pe întreaga lor arie (fig.4.21a). Cu toate acestea, microscopia electronică
(la rezoluţii x5000) indică despre aceea, că “blocurile” însuşi sunt formate din cristalite de
dimensiuni mult mai reduse.
118
(b)

Spre o reducere dimensională a acestor “blocuri” contribuie conectarea numai a blocului
inductiv, sesizându-se, totodată, o intervenţie în distorsionarea structurală, unde hotarele sunt
percepute cu dificultate. Despre compoziţia “blocurilor” – s-au conturat aceleaşi formaţiuni din
cristalite de dimensiuni reduse, incert orientate spaţial.
Conectarea DIC imprimă acoperirilor de cupru (într-o manieră similară celor de crom)
particularităţi originale, distincte (fig. 4.21b). Pentru acest caz s-au identificat depozite foarte fin
dispersate, cu o vădită tendinţă de creştere în formă de “coloană”. Fiind constituite din
formaţiuni din cristalite de dimensiuni reduse, aceste asocieri-agregat sunt caracterizate
dimensional prin forme alungite, amplasate şi orientate perpendicular către zonele de demarcaţie.
În rezultat, modificând condiţiile de electroliză (compoziţia soluţiei, densitatea de curent,
temperatura electrolitului) precum şi parametrii dispozitivului, au fost obţinute acoperiri
originale (de exemplu, depunerea cristalelor omogene de diferite dimensiuni cu elemente
structurale de dimensiuni de 10-15nm), care ar putea avea o aplicaţie speciala (B.I. MD 4031 C1
2010.04.30) (Anexa 3) [162]. Mai mult, ca şi în cazul depunerii cromului este posibilă majorarea
vitezei de depozitare a acoperirilor prin creşterea densităţii de curent.
Reducerea în continuare a concentraţiei sulfatului de cupru, concomitent cu prezenţa sporită
a acidului sulfuric contribuie unei creşteri neobişnuite, inedite a depozitelor (fig. 4.22).
(a) (b)
Fig. 4.22. Morfologia suprafeţelor acoperirilor depozitate din electrolitul
(CuSO4 – 50 kg/m 3 , H2SO4 – 450 kg/m 3 , tel – 20 0 С):
(a) fără DIC, ik = 0,2kA/m 2 ; (b) cu DIC, Lop, Cop, ik = 0,2kA/m 2 .
În lipsa DIC, procesul galvanic se caracterizează printr-o modalitate selectivă de depozitare,
sub forma unor porţiuni derizorii de cupru (fig. 4.22a). Repartizate inconsecvent pe întreaga
suprafaţă, acestea sunt reliefate prin forme minuscule de conglomerate semisferice, cât şi dendritice.
Modul de evoluţie al depozitelor de cupru este completamente altul, când în circuitul
“sursă de alimentare – baie galvanică” este conectat DIC. Similar cazurilor precedente, şi la acest
119

episod reglarea conturului oscilatoriu s-a efectuat din considerentele unei depolarizări catodice
maxime, apreciate conform aceeaşi metodici.
Pentru aceste condiţii de proces (Lop, Cop, ik = 0,15kA/m 2 ) s-au realizat depozite deosebite, a
căror imagine este redată prin prezenţă unor elemente sferoidale cu diametre până la 30μm,
uniform distribuite pe suprafaţă (la distanţe până 15μm unele de altele) (fig. 4.22b).
Aspectul amplasării detaşate relevă despre o prezenţă mai limitată a centrelor active de
cristalizare, dar şi a unei viteze de generarea a germenilor eventual reduse. Astfel, în unele sectoare
puteau fi depistate cristalite minuscule, cu secţiunile transversale pătratice. În cazurile unei vecinătăţi
avansate, acestea pot fuziona, contribuind unei apariţii mai lejere a formaţiunilor susmenţionate.
Imediat, după ce faza iniţială de cristalizare era depăşită, pe suprafaţa catodică apăreau mai multe
centre active, contribuind, astfel, înlesnirii procesului de formare a unui nou strat de “sfere”.
Imprimând procesului de depozitare o intensificare proporţională, majorarea ulterioară a
densităţii de curent (ik = 0,2kA/m 2 ) condiţionează, totodată, restructurarea “sferoidelor” prezente.
Constituite din nucleu şi elemente periferice, după atingerea unor stadii evolutive delimitate,
acestea se dezintegrează – moment, manifestat de prezenţă sporită a elementelor de dimensiuni
reduse pe suprafaţa acoperirii (fig. 4.23b).
(a) (b)
Fig. 4.23. Morfologia suprafeţelor cristalului de cupru, ik = 0,2kA/m 2 :
(a) pe suprafaţa cristalului; (b) pe suprafaţă deteriorată a cristalului.
Pe lângă formaţiunile sferoidale deja cunoscute, studiul microscopic mai identifică
prezenţă unei diversităţi considerabile de elemente originale – cristale, de forme şi dimensiuni
variate. Cu certitudine, că provenienţa lor e indispensabil legată de însuşi construcţia prezentelor
120

“sfere”, nefiind, însă, exclusă şi probabilitatea dezvoltării ulterioare a unor microcristalite pe
centrele active.
Despre geometria cristalelor identificate – aceasta poate varia de la profil simplu
(triunghiulare, pătratice), până la configuraţii poligonale complexe (figurile 4.22b).
Studiul cristalelor la rezoluţii substanţiale, releva prezenţa compactă pe suprafeţele
acestora a unor microagregate semisferice în dezvoltare (fig. 4.23a), formate, la rândul lor, din
alte componente structurale de dimensiuni mult mai reduse (≈10-15nm). Examinarea în detaliu a
unuia din sectoarele deteriorate, evidenţiază pentru suprafaţă cristalului prezenţa elementelor
structurale de o formă alungită (fig. 4.23b), formate, de asemenea, din alte componente
structurale cu aceleaşi dimensiuni, deja menţionate.
Conform difractogramei, pentru mostrele cercetate s-au remarcat numai liniile spectrului
de difracţie pentru cupru pur, fapt ce permite lansarea unei ipoteze, conform căreia specimenul
cristalelor de cupru poate fi identificat ca fiind de tip monocristal [143].
Majorarea a densităţii de curent (ik = 0,25kA/m 2 ) contribuie în continuare la diminuarea
cristalelor, acestea fiind identificate de diferite mărimi şi forme. Lipsa “sferoidelor” confirmă şi
argumentează, totodată, presupunerea despre modalitatea creşterii cristalelor din microcristale
atât pe centrele active ale substratului, cât şi pe suprafeţele nou evoluate. Mai mult, această
situaţie este plauzibilă şi din considerentele unei superpolarizări apreciabile – factor determinant
şi favorizator sporirii numărului de germeni. Corespunzător, pentru densitatea catodică
ik = 0,3kA/m 2 s-a înregistrat o amplificare pronunţată a numărului acestora, rezultând în fazele
succesive de creştere, cu o extensiune a depozitului de cupru pe întreaga suprafaţă a mostrei.
Astfel, din aceste prezentări se definitivează un moment irevocabil, manifestat de prezenţa
dispozitivului inductiv-capacitiv în sistemul ”sursă de alimentare – baie electrolitică“. Formarea
unor aşa tipuri de acoperiri, în deosebi, geneza monocristalelor de cupru, probabil este
individualizată de variaţia condiţiilor de decurgere a procesului electrochimic. Evident, că noile
condiţii de depozitare au predeterminat valorile factorilor electrochimici şi difuzionali, a
mecanismului lor de influenţă, şi, în consecinţă, morfologia de creştere.
Ulterior, aria de utilizare a dispozitivului inductiv-capacitiv a fost extinsă şi mai mult pe
contul cercetărilor procesului de nichelare – poziţie, marcată de importanţa acestui metal în
arealul tehnologiilor moderne. Deşi, la moment, sunt cunoscute diferite formule de soluţionare a
procesului de nichelare (condiţii de proces, numeroşi electroliţi etc.), acţiunile, orientate spre
intensificarea depozitării şi calităţii acoperirilor de nichel rămân actuale. O manifestare de acest
gen, în rezolvarea sarcinilor menţionate, s-a realizat prin intermediul aceleaşi surse monofazate
de curent pentru procese electrochimice, utilizată în experimentele susmenţionate [143].
121

Pentru identificarea relaţiei dintre cinetica reacţiei electrochimice de reducerea nichelului şi
parametrii de reglare a sursei de curent s-a recurs la aceeaşi metodică, promovată pe parcursul
întregii lucrări: s-au înregistrat curbe de polarizare, s-a cercetat productivitatea procesului de
nichelare, s-a studiat proprietăţile depunerilor de cupru pentru diferite valori ale densităţii de curent.
Şi în acest caz, s-a evidenţiat caracterul universal de influenţă a dispozitivului inductivcapacitiv:
reglat la parametri determinaţi, acesta impune o modificare a procesului electrochimic,
identificată prin acelaşi fenomen de superpolarizare sau depolarizare a catodului. În rezultat,
pentru parametrii optimali de reglare a fost fixată o deplasare maximă a potenţialului catodului în
regiunea valorilor pozitive (≈30mV pentru ik = 1,0kA/m 2 ) [144]. În acelaşi timp, conectarea
individuală a inductivităţii Lop subscrie potenţialului catodului o abatere spre regiunea valorilor
mai negative, când pentru densitatea ik = 1,0kA/m 2 îi corespunde o deplasare suplimentară cu
20mV (comparativ regimului convenţional).
Studiul fluctuaţiilor din circuitul de electroliză constată aceeaşi legitate de modificare a
spectrelor înregistrate, similară proceselor de depozitare neconvenţională a cromului sau cuprului.
Ca şi în cazurile precedente, prezenţa dispozitivului inductiv-capacitiv este remarcată atât
prin aprecierea valorilor intensităţii fluctuaţiilor, cât şi de aspectele spectrelor acestora.
Practicarea nichelării cu utilizarea DIC denotă un nivel sporit de implicare al acestuia în
procesul propriu-zis – moment, redat foarte sugestiv în Figura 4.24b.
(a) (b)
Fig. 4.24. Morfologia depozitelor de nichel (NiSO4 – 320kg/m 3 , NiCl2 – 60kg/m 3 ,
H2SO4 – 40kg/m 3 , tel – 40˚C, pH – 4.5, ik = 0,2 kA/m 2 ):
(a) fără DIC; (b) cu DIC (Lop, Cop).
122

Comparaţia acestor două imagini (a şi b) semnalează la fel de exact şi laconic despre
contribuţia DIC în actul de electrocristalizare, când se pot obţine depozite de nichel cu un înalt
grad perfecţiune (uniformitate, luciu pronunţat, număr redus de proeminenţe etc.).
Aceleaşi calificative se pot atribui depozitelor de nichel şi din aspectul structural. Astfel,
pentru regimul de nichelare fără DIC îi sunt caracteristice structuri rudimentare, alcătuite din
formaţiuni cristalitice de mărimi considerabile (fig. 4.25a).
(a) (b)
Fig. 4.25. Structura depozitelor de nichel (ik = 0,2 kA/m 2 ), obţinute:
(a) fără DIC; (b) cu DIC, Lop, Cop.
În cazul conectării blocului inductiv-capacitiv, pentru aceeaşi densitate de curent, sunt
percepute structuri mult mai fine, omogene, cu un grad major de fragmentare a formaţiunilor
cristalitice (fig. 4.25b). Majorarea ulterioară a densităţii de curent (ik = 0,4 kA/m 2 ) contribuie
unei dezvoltări proporţionale ale cristalitelor.
Manifestarea unei tendinţe de reducere (într-o formă mai puţin pronunţată) a formaţiunilor
cristalitice este caracteristic şi cazului utilizării numai a blocului inductiv. Cu toate acestea, pentru
regimul menţionat depozitele sunt apreciate cu multe defecte superficiale, ce le reduc importanţa.
Astfel, în rezultatul acestor experimentări s-a stabilit şi, într-un mod, s-a reconfirmat, că
dispozitivul inductiv-capacitiv, prin intermediul unui mecanism extrem de complex, poate
influenţa dinamic sistemul de electroliză – indiferent al căror metale sunt electroliţii şi ce
compoziţii prezintă.
Cu toate acestea, în vederea sensibilizării fenomenelor discrete de proces, care se
desfăşoară în mod direct sau indirect, se percepe necesitatea unui volum experimental,
incontestabil mai amplu. De aceea, continuarea investigaţiilor ce vizează fenomenele cu
implicare în procesul electrodepozitării cromului sau altor metale (aliaje), urmate de evaluarea
calitativă şi cantitativă a obiectivelor propuse, ar fi fost mai mult decât oportună.
123

4.5. Concluzii la capitolul 4
● S-au stabilit legităţile influenţei condiţiilor de electrodepozitare (ik, L, C) asupra
specificului morfologic şi structural al depozitelor de crom.
● S-a constatat influenţa dispozitivului inductiv-capacitiv asupra proprietăţilor fizicomecanice
ale cromului electrolitic (rugozitate, microduritate, rezistenţă la uzură).
● S-au analizat particularităţile depunerii acoperirilor galvanice cu utilizarea dispozitivului
inductiv-capacitiv, ce a determinat elaborarea unui proces tehnologic de cromare (restabilire) a
pieselor uzate.
● Rezultatele cercetărilor şi calculelor au fost experimentate şi promovate spre realizare
prin restabilirea arborilor pompei hidraulice tip TB-11-25A, factor ce permite de a recomanda
aplicarea în producţie.
● Se propune o sursă monofazată de curent şi un procedeu nou de dirijare a proceselor
electrochimice, realizat datorită schemei propuse; invenţia este destinată pentru alimentarea
băilor electrolitice, sau alt utilaj electrochimic, cu solicitări electrice reduse (I

SINTEZA REZULTATELOR OBŢINUTE
Generalizând cele menţionate, se poate de presupus că includerea dispozitivului inductivcapacitiv
în circuitul electric al sistemului “sursă de curent – baie galvanică” modifică condiţiile
dinamice ce influenţează procesul de depunere, întrucât, prin reglarea parametrilor dispozitivului
(L, C) a devenit reală posibilitatea controlului (dirijării) asupra valorilor componentelor variabile
ale curentului din circuit, polarizării electrodului, morfologiei, structurii şi altor proprietăţi ale
acoperirilor, precum şi cu viteza de depunere (randamentul de curent).
Această influenţă DIC, probabil se datorează schimbului de energie dintre inductanţă şi
capacitate, favorizând prin aceasta, activarea procesului, şi, nu-i exclus, crearea condiţiilor de
“rezonanţă” la unele frecvenţe ale componentelor variabile.
Ca urmare a modificării procesului de electroliză cu DIC s-a reuşit, în premieră, de majorat
densitatea de curent pentru cromarea din electrolit universal – de la 5,5kA/m 2 la 8,5-10,0kA/m 2 ,
oferind în acelaşi timp o îmbunătăţire a proprietăţilor fizico-mecanice a acoperirilor şi o creştere
a productivităţii depozitării.
Alt moment, necesar e menţionat, ar fi aprecierea electrolitului; alte tipuri a procesului de
electroliză (convenţională cât şi neconvenţională) se conduc, în general, de reţetele existente
pentru depunerea acoperirilor la curent continuu. Astfel, cercetările nu rezolvă problema – dacă
acest electrolit este cel mai efectiv pentru cazul dat. E evident, că elaborând în viitor soluţii
speciale de electroliţi pentru tehnologii neconvenţionale, va fi necesar de a se pune accentul pe
simplificarea compoziţilor acestora şi reducerea concentraţiilor componentelor.
În încheiere, se poate de accentuat, că metoda propusă, ca o direcţie nouă a electrochimiei
aplicative, nu trebuie de prezentat ca fiind alternativa direcţiilor clasice – elaborarea electroliţilor
noi, aplicare compuşilor superficial-activi sau a regimurilor nestaţionare etc. Oricare sistem,
chiar şi sistemul de electroliză compus din sursa de alimentare-electrolizor, trebuie să se dezvolte
multilateral. Dacă electrolizorul şi electroliţii, până nu demult, se perfecţionau intensiv, iar
sursele de curent practic deloc – numai de atât, că în galvanotehnică, proiectanţii echipamentului
electrotehnic nu i-au acordat atenţia cuvenită diviziunii tehnologiilor, mărginindu-se numai cu
elaborarea şi perfecţionarea surselor de curent continuu sau cu impulsuri. De aceea şi direcţiile
convenţionale clasice şi procedeul propus, sunt metode de perfecţionare ce se completează
reciproc, al unuia şi aceluiaşi sistem galvanotehnic – “sursa de curent – baie”.
125

CONCLUZII GENERALE ŞI RECOMANDĂRI
1. S-a cercetat influenţa parametrilor dispozitivului inductiv-capacitiv (L, C) asupra
procesului de cromare din electrolitul universal (CrO3 ─ 250kg/m 3 , H2SO4 ─ 2,5kg/m 3 ).
2. S-a stabilit că potenţialul catodului depinde de valorile inductanţei şi capacităţii
dispozitivului. S-a determinat că prin reglarea acestor parametri, potenţialul catodic a variat în
intervalul de la –920 până la –1080mV (ik = 1,5kA/m 2 ), deplasându-se, comparativ cu mărimile
înregistrate fără de contur, în regiunea mai pozitivă cu 110mV, iar negativă − cu 50mV. Aceste
date indică faptul că parametrii dispozitivului influenţează asupra rezistenţei delimitării
interfazice, deoarece, în aşa sisteme rezistenţa activă şi reactanţa sunt sensibile faţă de frecvenţa
curentului alternativ.
3. S-a determinat că sub influenţa elementelor circuitului electric şi proceselor
electrochimice în circuitul galvanic este format spectrul de frecvenţe a componentelor variabile,
care depinde de parametrii dispozitivului inductiv-capacitiv: în cazul creşterii amplitudinilor şi
extinderea spectrului, potenţialul catodului s-a deplasat în regiunea mai pozitivă şi invers, cu
micşorarea amplitudinilor şi numărului de armonici în spectru, potenţialul a devenit mai negativ,
comparativ cu acelaşi potenţial al catodului în cazul cromării convenţionale.
4. S-a demonstrat că parametrii dispozitivului inductiv-capacitiv influenţează asupra
randamentului procesului de cromare: în condiţiile depolarizării maxime (L = 0,119mH, C =
0,024F), randamentul s-a mărit de la 13% (33µm/oră) până la 19% (50µm/oră), pentru ik =
5,5kA/m 2 . În cazul celui mai negativ potenţial al catodului, randamentul de curent s-a micşorat
până la 10% (27µm/oră). Asupra acestor rezultate ar putea avea ca efect modificarea proceselor
de difuzie şi viteza reacţiilor electrochimice.
5. Spre deosebire condiţiile tradiţionale, utilizarea DIC în procesul de cromare oferă
posibilitatea obţinerii depunerilor lucioase până la densităţi de curent 12,0kA/m 2 . Respectiv,
pentru ik = 8,5kA/m 2 s-a apreciat o diminuare a rugozităţii superficiale până la Ra = 0,12μm (în
condiţii standard Ra = 0,76μm pentru ik = 5,5kA/m 2 ). Pentru aceleaşi acoperiri, obţinute în
condiţii egale de depunere, Hµ a crescut de la 9GPa până la 11GPa, iar pentru densitatea de
curent 8,5-10,0kA/m 2 – până la 12GPa.
6. S-a stabilit influenţa parametrilor DIC asupra morfologiei şi structurii acoperirilor de
crom. Pentru condiţiile optime de proces (L = 0,119mH, C = 0,024F) s-a remarcat o tendinţă de
fragmentare a agregatelor cristalitice, obţinându-se depuneri omogene. Majorarea densităţii de
curent ik până la 8,5-10,0kA/m 2 contribuie la fragmentarea ulterioară a cristalitelor de la 10-
15μm până la mărimi mai mici de 1-2μm. Schimbările morfologice şi structurale s-ar putea
126

explica prin amplificarea procesului de germinare cristalină – majorarea centrelor de cristalizare
pe interfaţă catodică, a relaţiei dintre numărul de germeni apăruţi şi viteza lor de creştere.
7. În condiţii de laborator, s-a demonstrat că acoperirile de crom, obţinute cu utilizarea
dispozitivului inductiv-capacitiv (L = 0,119mH, C = 0,024F), la aceeaşi densitate de curent ca şi
în condiţiile convenţionale (ik = 5,5kA/m 2 , Tel = 328K), au fost cu 30% mai rezistente la uzură,
iar cele depuse la ik = 8,5kA/m 2 (L = 0,119mH, C = 0,024F) − de 2,3 ori. Experimentele de
producere au demonstrat că aceste acoperiri oferă o durabilitate crescută a pompei TB-11-25A –
mai mult de 2 ori. În acest caz, s-a remarcat o intensificare de 2,5-2,8 ori a procesului de cromare
şi un beneficiu economic de 70 lei pentru un arbore cromat.
8. Procesul tehnologic propus de cromare dură se recomandă pentru toate ramurile
industriilor de resort, asigurând, prin aceasta, o creştere de 2,5 ori a productivităţii de depunere şi
de 2 ori a rezistenţei la uzură a acoperirilor.
În cazul utilizării curenţilor de mare intensitate (1600 – 3200A) şi de intensitate redusă (până
la 30А) sunt recomandate dispozitive noi (B.I. MD 3573 С2 2008.04.30 и B.I. MD 3517 G2 2008.02.29).
127

BIBLIOGRAFIE
1. Елинек Т. Успехи гальванотехники. Обзор мировой специальной литературы за
2004-2008 гг. În: Гальванотехника и обработка поверхности.
http://www.galvanicrus.ru/lit/obzor.php (vizitat 05.02.2012).
2. Гавельти П. Состояние и перспективы развития гальванических производств. În:
Защита металлов, 1995, vol. 16, nr. 2, p. 602-605.
3. Плетт A. Декоративные покрытия для автомобильной промышленности. În:
Гальванотехника и обработка поверхности. 2009.
http://www.galvanicrus.ru/lit/articles/index.php (vizitat 05.02.2012).
4. Ибрагимов Е. Хинская О. Вопросы гальванотехники в судостроительной и
судоремонтной отрасли. 2010. http://ww.galvanicrus.ru/files/expocoating/10.pdf
(vizitat 05.02.2012).
5. Петров Ю., Косов В. şi al. Ремонт автотракторных деталей гальваническими
покрытиями. Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1976. 149 p.
6. Емелин М., Герасименко А. Защита машин от коррозии в условиях эксплуатации.
М.: Maшиностроение, 1980. 224 p.
7. Канарчук В., Чигринец А. şi al. Восстановление автомобильных деталей. М.:
Транспорт, 1995. 303 p.
8. Молчанов В. Эффективность и качество хромирования деталей. Киев: Тэхнiка, 1979. 229 p.
9. Молчанов В. Восстановление и упрочнение деталей автомобилей хромированием.
М.: Транспорт. 1981. 176 р.
10. Лайнер В. Защитные покрытия металлов. M.: Meталлургия, 1974. 559 p.
11. Шлугер M. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. В 2-х томах.
М.: Maшиностроение, vol. 1, 1985. 240 p.
12. Богорад Л. Хромирование. Л.: Maшиностроение, 1984. 97 p.
13. Oniciu L., Grünwald E. Galvanotehnica. Bucureşti: Editura ştiinţifică şi enciclopedică, 1980. 591 p.
14. Детнер Х., Eльзе Ж. Справочное руководство по гальванотехнике. В 2-х томах. M.:
Meталлургия, 1972. vol. 1, 488 p.
15. Snyder D. Decorative chromium plating. În: Metal Finish, nr. 1A, 1991, p. 179-180.
16. Корнейчук И. Интенсификация хромирования восстанавливаемых деталей
сельскохозяйственной технике. Autoref. Tezei de dr. şt. tehn. М., 1996. 18 p.
17. Помогаев B. Влияние условий электролиза на рассеиващую способность
электролитов хромирования. În: Химия и химическая технология, 2009, vol.52, nr.6,
p. 54-57.
18. Михайлов А. Обработка деталей с гальваническими покрытиями. М.:
Maшиностроение, 1981. 144 p.
19. Kaзакова Л. Состояние и перспективы развития электролитического хромирования.
În: Tвердые износостойкие гальванические покрытия. M.: MДНТП, 1980. p. 104-109.
20. Moсковичева E., Фомичев В. Интенсификация хромирования при низких температурах.
În: Tвердые износостойкие гальванические покрытия. M.: MДНТП, 1980, p. 34-36.
21. Moлчанов В.Ф. Хромирование в саморегулирующихся электролитах. K.: Teхникa, 1972. 235 p.
22. Сoлoвьoвa З., Солодкова Л. Влияние сульфатов и кремнефторидов на свойстева катодной
пленки при электроосаждении хрома. În: Электрохимия, 1976, vol. 12, nr.1, p. 47-51.
23. Сoлoвьoвa З., Чебан С. Применение новых высокоэффективных электролитов
хромирования при восстановлении деталей машин. În: Tвердые износостойкие
гальванические покрытия. M.: MДНТП, 1984. p. 25-26.
24. Шлугер M. Перспективы развития электролитического осаждения хрома. În:
Tвердые износостойкие гальванические покрытия. M.: MДНТП, 1976. p. 3-6.
128

25. Taтaру П. Разработка технологии восстановления шеек коленчатых валов двс
интенсифицированным хромированием. Autoref. Tezei de dr. şt. tehn. Chişinău, 1997. 22 p.
26. Шлугер M., Mихайлова A. Электролитическое хромирование из сверх-сульфатного
электролита. În: Tвердые износостойкие гальванические покрытия. M.: MДНТП, 1966, p. 26-36.
27. Гончаренко К. Пористое хромирование деталей машин. М.: Машиностроение, 1968, 192 р.
28. Саженков В. Измерение и устранение гармоник. În: Техническая коллекция
Schneider Electric, 2009, nr.30, 45 р.
29. Kaданер Л. Справочник по гальваностегии. Kиев: Teхнiка, 1976. 254 p.
30. Ваграмян А., Жамагорцянц М. Элeктроосаждение металлов и ингибирующая
aдсорбция. M.: Наука, 1969. 198 p.
31. Невский О., Котов В. şi al. Развитие представлений о механизме электролитического
хромирования. În: Современные методы в теоретической и экспериментальной
электрохимии, Плес, Россия, 2011, p. 8-9.
32. Феттер K. Электрохимическая кинетика. M.: Химия,1967, 859 p.
33. Ваграмян А., Сoлoвьoвa З. О современном состоянии теории электроосаждения
хрома из хромовой кислоты. În: Элeктрохимия. Элeктроосаждение металлов и
сплавов. M.: ВИНИТИ, 1966, nr. 1, p. 166.
34. Фаличева A., Королева Л. О механизме катодного восстановления хроматных
анионов. În: Защита металлов. 1971. vol.7, nr.4, p. 405-409.
35. Фаличева A., Бурдыкина Р. О механизме катодных процессов при хромировании из
хроматных электролитов. În: Защита металлов. 1995, vol. 31, nr. 2, p. 209-214.
36. Aджиев Б., Соловьева З. În: Современная технология хромирования. Л.:, Знание, 1976. p. 4-10.
37. Ефимов Е. О механизме электроосаждения хрома из стандартного электролита
хромирования. În: Гальванотехника и обработка поверхности, 1992, vol. 1, nr. 1-2, p. 14-15.
38. Бурдыкина Р., Фаличева А. О механизме электровосстановления анионов хрома из
соединений хрома (III) и хрома (VI). În tezele: 7 Всесоюзная конференция по
электрохимии. Москва, 1988, vol.1, p. 343.
39. Ефимов Е., Ток Л. şi al. Механизм восстановления аниона хромовой кислоты до
трехвалентных ионов хрома. În: Электрохимия, 1989, vol. 25, nr. 10, р. 1398-1401.
40. Солодкова Л., Соловьева З. Исследование пленки на катоде при электровостановлении
хромовой кислоты. În: Электрохимия, 1994, vol. 30, nr. 10, p. 1254-1256.
41. Шлугер М., Климушкина И. şi al. Особенности начальной стадии
электрокристаллизации хрома. În: Электрохимия, 1990, vol. 26, nr. 9, p. 1187-1189.
42. Фрумкин A. Поверхностные химические соединения и их роли в явлениях
адсорбцию. M.: MГУ, 1957, p. 53.
43. Шлугер M., Климушкина И. Химический состав поверхности в начальный период
электроосаждения хрома. Tezele simpozionul de comunicări ştiinţifice cu participare
internaţională în domenul reparaţiilor de maşini, Chişinău: UASM, 1996, p. 57
44. Соловьева З., Кондрашов Ю. şi al. Изучение электрохимических характеристик
электрода при электровосстановлении хромовой кислоты. Электрохимия. 1994, vol, 30,
nr. 2, p. 230-234.
45. Aджиев Б., Соловьева З. О механизме электрокристаллизации хрома разной
фазовой структуры. În: Докл. AН СССР, 1983. vol. 243, nr.1, p. 116-119.
46. Гуро В., Шлугер М. şi al. О роли ионных ассоциатов в электролите хромирования.
În: Электрохимия. 1994, vol. 30, nr. 2, p. 253-255.
47. Графов Б., Мартемьянов С. şi al. Турбулентный диффузионный слой в
электрохимических системах. М.: Наука, 1990. 295 р.
48. Виноградов В. Организация гальванического производства. M.: Глобус, 2002. 208 р.
49. Дасоян M., Пальмская И. şi al. Teхнология электрохимических покрытий. Л.:
Maшиностроение, 1989. 391 p.
129

50. Зубченко В., Захаров В. şi al. Гибкие автоматизированные гальванические линии.
Справочник. М.: Машиностроение, 1989. 672 p.
51. Салем Р. Теория двойного слоя. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 104 p.
52. Фрумкин A., Андреев В. şi al. Двойной слой и электродная кинетика. M.: Haука, 1981. 376 p.
53. Aнтропов Л. Teoретическая электрохимия. M.: Высш. шк. 1984. 519 p.
54. Щербаков В. Дисперсия высокочастотной проводимости полярных растворителей.
În: Электрохимия. 1994. vol. 30, nr. 11.p. 1367-1373.
55. Щербаков В. Учет электрической емкости раствора при анализе импеданса
электрохимической ячейки. În: Электрохимия. 1998. vol. 34, nr. 1. p. 121-124.
56. Шульгин Л. Электрохимические процессы на переменном токе. Л: Наука, 1974. 70 p.
57. Бяков В., Петухов В., şi al. Поведение молекул сольватной оболочки иона на
процессы переменном электрическом токе. M.: ИТЭФ, 1985. 24 p.
58. Шульгин Л. Изменение электрической характеристики процесса в растворах при
прохождении переменного тока. În: Электронная обработка материалов. 1982, nr. 2, p. 2-35.
59. Графов Б., Укше E. Электрохимические цепи переменного тока. М.: Наука, 1973. 128 p.
60. Дамаскин Б. Принципы современных методов изучения электрохимических
реакций. М.: В. Школа, 1965. 104 р.
61. Лопатин Б. Teoретические oсновы электрохимических методов aнaлиза. M.: Высш. шк.
1975. 295 р.
62. Moлчанов В., Постовойтенко В. şi al. Oпыт работы промышленных прдприятий по
усовершенствованию процессов хромирования. K.: Знание, 1978. 28 р.
63. Панкратов С., Пласкеев E. şi al. Хромирование с применением тока с прямым
импульсом. Л.: ЛДНТП, 1976.
64. Гамбург Ю. Электрохимическая кристаллизация металлов и сплавов. М.: Янус-К,
РАН, Институт физической химии. 1997. 384 p.
65. Каишев Р. Избр. труды. София: изд-во БАН, 1980, 545 p.
66. Гусев А., Шалимов Ю. Особенности механизмов образования водородных соединений
металлов в электрохимических системах. isjaee.hydrogen.ru/pdf/3_2007_Gusev1.pdf
(vizitat 04.02.2012).
67. Гнусин И., Koварский Н. Шероховатость электроосажденых поверхностей.
Новосибирск: Наука, 1970. 232 p.
68. Koварский Н., Гнусин И. Поляризуемость и шероховатость oсадков меди из
сернокислых растворов. În: Ж.Ф.Х., 1966, vol. 39, nr. 13, p. 2630-2632.
69. Шлугер M. Некоторые проблемы интенсификации процесса хромирования. Teзисы
респ. научно-техн. конференции. Кишинев, 1970, 37 p.
70. Гак E., Рохинсон A. şi al. O роли oбъемных зарядов в кинетики электродных
процессов. În: Электронная обработка материалов, 1973, nr. 6, p. 23-28.
71. Гак E., Рохинсон A. şi al. O влиянии магнитогидродинамических и
электрогидродинамических эффектов на вoльт-амперные характеристики проточных
электрохимических ячеек. În: Электрохимия, 1975, vol. 11, nr. 4, p. 535-539.
72. Tягай В., Лукьянчикова Н. Равновесные флуктуации в электрохимических
процессах. În: Электрохимия, 1967. vol. 3, nr. 3, p. 316-322.
73. Tягай В. Aдсорбция и двойной электрический слой в электрохимии. M.: Наука,
1972. р. 234-246.
74. Tягай В. Шумы электрохимических систем (oбзор). În: Электрохимия, 1974, vol. 10,
nr. 1, p. 3-24.
75. Tягай В. Электрохимические шумы. În: Электрохимия. 1976, vol. 11, p. 109-175.
76. Графов Б. О нелинейной структуре электрического шума замедленного разряда. În:
Электрохимия, 2006, vol. 42, nr. 10, p. 1141-1145.
130

77. Егер Э., Залкинд A. Методы измеpения в электрохимии. В 2-х томах. M.: Mир., vol. 1,
1977. 475 p.
78. Каишев Р. Образование зародышей при электролитическогм осаждении металлов
În: Коррозия и защита металлов, 1967, nr. 41, p. 39.
79. Budevski E. Some Fundamental Aspects of electrocrystalization. Progress in surface and
membrane science. 1976, nr.11, p. 71-116.
80. Баковец В., Пoляков O. şi al. Плaзменно-электролитическая анодная обработка
металлов. Новосибирск: Наука, 1991. 168 р.
81. Дамаскин Б., Петрий O. Введение в электрохимическую кинетику. M.: Высш. шк.,
1975. 416 р.
82. Кудрявцев Н. Электролитические покрытия металлами. М.: Химия, 1979. 352 p.
83. Aнтонян С. Влияние совместного действия переменного и постоянного токов на
морфологию, субмикроструктуру и физикомеханические свойства никеля м меди.
Autoref. Tezei de dr. şt. tehnice. Vilnius, 1979. 16 p.
84. Эсибян Э. Устройство для питания сварочной дуги стабилизированным током с
применением индуктивно-емкостного резонансного контура. Aвтомат. сварка, 1962,
nr. 3, p. 25-27.
85. Хлынов А., Федоров Р. Возможности in situ АСМ при электроосаждении металлов
в магнитном поле. www.ntmdt.ru (vizitat 15.02.2012).
86. Свирчевский A., Aнтосяк В. Эффективность резонансных явлений при дуговой
сварки металлов. Кишинев: Штиинца, 1976. 115 p.
87. Волков И., Губаревич В. şi al. Принципы построения и оптимизации схем
индуктивно-емкостных преобразователей. Kиев: Наукова думка, 1981. 175 p.
88. Пинтегов И. Oсновы теории и расчета зарядных цепей емкостных накопителей
энергии. Autoref. Tezei de dr. şt. tehn. Kiеv, 1974. 56 p.
89. Пат. 275264 (СССР) Oбъемный резонатор./ Свирчевский A., Makoвейчук Г.,
Коростылев A. Опубл. в Б.И., 1971, nr. 22.
90. Пат. 819232 (СССР) Устройство для питания гальванических ванн./ Aнтосяк В.,
Гологан В., Makoвейчук Г., Свирчевский A., Стойчев П. Опубл. в Б.И., 1981, nr. 13.
91. Стойчев П. Восстановление автотракторных деталей гальваническими покрытиями
с использованием резонансных явлений. Autoref. Tezei de dr. şt. tehnice. Chişinău,
1989. 18 p.
92. Пат. 1621559 (СССР) Устройство для электрохимических процессов./ Гологан В.,
Унгуряну В. 1990.
93. Гологан В. Teхнологическое обеспечение оптимальных эксплуатационных
характеристик восстановление автотракторных деталей электролитическим
железом. Autoref. Tezei de dr. hab. în tehnică. Chişinău, 1990. 32 p.
94. Бессонов Л. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. М.:
Высшая школа, 1996. 638 p.
95. Александров В., Антонов Б. şi al. Оборудование цехов электрохимических
покрытий. Справочник. Л.: Машиностроение, 1987. 312 р.
96. Ажогин Ф., Беленький М. Гальванотехника. М. Металлургия, 1987. 736 p.
97. Котик Ф. Ускоренный контроль электролитов, растворов, расплавов. М.:
Maшиностроение, 1978. 191 p.
98. Прохоров В. Основы автоматизации аналитического контроля химических
производств. М.: Химия, 1984. 320 p.
99. Ваграмян А., Сoлoвьoвa З. Методы исследования электроосаждения металлов. M.:
Изд. АН СССР, 1960. 448 p.
131

100. Солодкова Л., Соловьева З. Влияние скорости изменения потенциала на форму
потенциодинамической кривой при восстановлении хромовой кислоты. În:
Электрохимия, 1974, vol. 10, nr. 10, р. 1487-1491.
101. Галюс З. Теоретическе основы электрохимического анализа. М.: Мир, 1974. 543 р.
102. Журавель А. Динамические погрешности трансформаторов тока и их коррекция.
2011. http://masters.donntu.edu.ua/2011/etf/zhyravel/diss/index.htm (vizitat 05.02.2012).
103. Наталинова Н. Исследование резистивных преобразователей для компьюрных
системах измерения формы в составе технологических установок. Autoref. Tezei
de dr. şt. tehnice. Tomsk, Rusia, 2009. 18 p.
104. Баранова Л., Демина Э. Металлографическое травление металлов и сплавов.
Справочник. М.: Mеталлургия, 1986. 256 p.
105. Балуев А., Бозина Л. и др. Практическое руководство по металлографии
судостроительных металлов. Л.: Судостроение, 1982. 184 p.
106. Гологан В., Аждер В., Жавгуряну В. Повышение долговечности деталей машин
износостойкими покрытиями. Кишинев: Штиинца, 1979. 111 p.
107. Новицкий П. Зограф И. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.:
Энергоатомиздат, 1991. 304 p.
108. Степанов М. Статистические методы обработки результатов механических
испытаний. М.: Машиностроение, 1985. 232 p.
109. Савчук В. Обработка результатов измерений. Физическая лаборатория. Ч1.
Одесса: ОНПУ, 2002. 54 р.
110. Грановский В., Сирая Т. Методы обработки экспериментальных данных при
измерениях. Л.: Энергоатомиздат, 1990. 288 p.
111. Гологан В., Ивашку С. Влияние резонансных условий на процесс осаждения
хрома. Tezele simpozionul de comunicări ştiinţifice cu participare internaţională în
domeniul reparaţiilor de maşini, Chişinău: UASM, 1996, p. 60.
112. Ivaşcu S. Particularităţile cinetice ale procesului de cromare cu utilizarea obiectului de
rezonanţă. În culegerea: Tehnologii moderne, Calitate, Restructurare, Chişinău:
Tehnica-Info, 1999. p. 302-304.
113. Gologan V., Bobanova J., Ivashku S. Use of resonant conditions in electrochemical
processes. Tezele conferenţei fizicienilor din R. Moldova, AŞM, Chişinău, 2005, p. 135.
114. Gologan V., Bobanova Zh., Ivashku S. Peculiarities of chromium deposition with
application of an induction-capacitance device. În: Surface Engineering and Applied
Electrochemistry, vol. 44, nr. 4, 2008, p. 257-263.
115. Ivaşcu S. Contribuţiа obiectului de rezonanţă asupra variaţiei unor parametri fizicomecanici
ai depunerilor de crom. În culegerea: Tehnologii moderne, Calitate,
Restructurare, Chişinău: Tehnica-Info, 1999. p. 305-307.
116. Дасоян М., Агуф И. Современная теория свинцового аккумулятора. Л.: Энергия,
1975. 312 р.
117. Бондаренко Н., Гак E. Электромагнитные явления в природных водах. Л.:
Гидрометеоиздат, 1984. 152 р.
118. Гамбург Ю. Нестационарные процессы электрокристаллизации. În: Электронная
обработка материалов, 2003, nr.1, p. 4-14.
119. Романов М., Шалимов Д. şi al. Резонансные явления в системе электродэлектролит-источник
тока. În: Современные методы в теоретической и
экспериментальной электрохимии, Плес, Россия, 2011, p. 36.
120. Павлов А., Крикунова И. şi al. Автоколебательные процессы в электрохимических
системах. În: Современные методы в теоретической и экспериментальной
электрохимии, Плес, Россия, 2011, p. 159.
132

121. Гологан В. Управление электрохимическим процессом индуктивно-емкостными
устройствами (обзор). În: Электронная обработка материалов, 2006, nr. 6, p. 39-43.
122. Тевтуль Я., Пахомова Э. şi al. К вопросу о колебательном характере осаждения
никель-фосфорного сплава. În: Электрохимия, 1994, vol. 30, nr. 2. p. 272-275
123. Каневский Л., Абатуров М. Регистрация электрохимических шумов как
информативный метод исследования и диагностики, литиевых истчниках тока. În:
Вопросы химии и химической технологии, 2011, nr.4(1), p. 227-229.
124. Андреев В. Теория нелинейных электрических цепей. М.: Радио и связь, 1982. 280 р.
125. Пригожин И., Стингерс И. Порядок из хаоса. М.: КомКнига, 2005. 296 p.
126. Займан Дж. Модели беспорядка. М.: Мир, 1982. 592 p.
127. Поветкин В., Ковенский И. Структура электролитических покрытий. М.: Металлургия,
1989. 136 p.
128. Гусев А., Шалимов Ю. Проблемы электрохимического формообразования
толстослойных функциональных металлических покрытий. În: Алтернативная
энергетика и экология, 2005, nr. 11, p. 17-21.
129. Гранкин Э., Шалимов Ю. Зависимость внутреннего трения электрического хрома
от режимов электрокристаллизации. În: Алтернативная энергетика и экология,
2004, nr. 7, p. 12-18.
130. Милчев А. Электрокристаллизаци: зародышеобразование и рост нанокластеров на
поверхности твердых тел. În: Электрохимия, 2008, vol. 44, nr. 6, p. 669-697.
131. Гологан В., Ивашку С. Особенности процесса хромирования при подключении к
источнику питания индуктивно-емкостного устройства. În: Электрохимические и
электроплазменные методы модификации металлических поверхностей. II
Международная научно-техническая конференция, Кострома-Москва, 2007, p. 167-169.
132. Gologan V., Bobanova Zh., Ivashku S. Influence of an Induction-Capacitance Device on
the Structure and Wear Resistance of Electrolytic Chromium Coatings. În: Surface
Engineering and Applied Electrochemistry, vol. 44, nr. 5, 2008, p. 353-358.
133. Гологан В., Бобанова Ж., Ивашку С. Влияние параметров индуктивно-емкостного
устройства на процесс осаждения хрома. V cъезд химиков Украины, Черновцы,
2008. (Raportul a fost publicat în “Вістник національного технічного університету
“ХПI”, Харків, 2008, nr. 16, p. 33-36).
134. Gologan V., Bobanova Zh., Ivashcku S. Tribological properties of electrolytic chromium
coatings deposited with inductive-capacitive device. International Conference “BALTTRIB
2009”, Lithuanian University of Agriclture, Kaunas, Lithuania, 2009, p. 270-275.
135. Гологан В., Бобанова Ж., Ивашку С. Влияние параметров индуктивно-емкостного
устройства на свойства электролитических покрытий хрома. În: Agricultura
modernă - realizări şi perspective, UASM, Chişinău, 2008, p. 135-138.
136. Крагельский И., Добычин М. şi al. Основы расчетов на трение и износ. М.:
Maшиностроение, 1977. 526 p.
137. Крагельский И., Алименко В. Трение, изнашивание и смазка. Справочник. М.:
Maшиностроение, 1982. 398 p.
138. Крагельский И., Михин Н. Узлы трения машин. М.: Maшиностроение, 1984. 280 p.
139. Păvălescu D. Tribologie. Frecare-uzare-ungere. (Tribotehnică). Bucureşti: Editura
didactică şi pedagogică, 1977. 393 p.
140. Власов В. Работоспособность упрочненных трущихся поверхностей. М.:
Maшиностроение, 1987. 304 p.
141. Брусницын Ю., Гармаш А. Технико-экономическое проектирование. Таганрог,
ТРТУ, 1998. 35 р.
142. Жогин А., Соколова Е. Технико-экономического обоснования инженерных
решений в машиностроении. Рыбинск, 2005. 109 р.
133

143. Gologan V., Bobanova Zh., Ivashku S., Popov V., Mazur V. Particularities of the
process of galvanic coatings sedimetation for the case of single-phase power source
with embedded inductiv-capacitive device. În: Surface Engineering and Applied
Electrochemistry, vol. 43, nr. 2, 2007, p. 83-86.
144. Gologan V., Bobanova Zh., Ivashku S., Mazur V., Pushkash B. Features of how the
parameters of an induction-capacitance device affects the nickel plating process. În:
Surface Engineering and Applied Electrochemistry, vol. 43, nr. 5, 2007, p. 307-311.
145. Gologan V., Bobanova Zh., Ivashku S., Volodina G., Mazur V., Pushkash B.
Morphology of electrolytic copper coatings at application of a power supply with an
induction-capacitance device. În: Surface Engineering and Applied Electrochemistry,
vol. 43, nr. 1, 2008, p. 15-22.
146. Gologan V., Bobanova Zh., Monaiko E., Mazur V., Ivashku S., Kiriyak E. Peculiarities
of the influence of an inductance-capacitance device on the initial stage of the
crystallization of electrolytic coatings of copper. În: Surface Engineering and Applied
Electrochemistry. 2010, vol. 46, nr. 1, p. 9-15.
147. Gologan V., Bobanova Zh., Bukar’ S., Ivashku S., Unguryanu V. The use of inductioncapacitance
devices in electrotechnical processes. În: Surface Engineering and Applied
Electrochemistry. 2011, vol. 47, nr. 3, p. 284-289.
148. Гологан В., Бобанова Ж., Ивашку С., Володина Г., Монайко Э. Электрохимическое
осаждение меди с использованием индуктивно-емкостного устройства. În: Вопросы
химии и химической технологии. (Укр.), 2011, nr. 4(1), p. 138-139.
149. Гологан В., Бобанова Ж., Ивашку С. Износостойкость электролитических
хромовых покрытий, осажденных с применением индуктивно-емкостного
устройства. În: Трение и смазка в машинах и механизмах. (М), 2010, nr. 1, p. 30-35.
150. Gologan V., Bobanova J., Ivashcu S. Influence of the composition the solusion on the
process of copper deposition white using the inductive-capacitive devise. In: Electrolsys.
Theory, Types and Applications, Nova Publishers. (USA), 2010. p. 479-492.
151. Гологан В., Бобанова Ж., Ивашку С. Влияние параметров индуктивно-емкостного
устройства на процесс осаждения хрома. În: Вістник національного технічного
університету “ХПI”, Харків, 2008, nr.16, p. 33-36.
152. Гологан В., Бобанова Ж., Ивашку С. Влияние параметров индуктивно-емкостного
устройства и состава электролита на процесс осаждения меди În:
Электрохимические и электронно-плазменные методы модификации
металлических поверхностей. Кострома. 2010, p. 132-134.
153. Гологан В., Бобанова Ж., Ивашку С. Влияние параметров индуктивно-емкостного
устройства и состава электролита на процесс осаждения меди. În:
Электрохимические и электронно-плазменные методы модификации
металлических поверхностей. III Международная научно-техническая
конференция, Кострома, Россия, 2010. (Raportul a fost publicat în culegerea
“Электрохимические и электронно-плазменные методы модификации
металлических поверхностей ” 2010, p. 138-139.
154. Гологан В., Бобанова Ж., Ивашку С., Володина Г., Монайко Э. Электрохимическое
осаждение меди с использованием индуктивно-емкостного устройства. În:
Вопросы химии и химической технологии. VI cъезд химиков Украины,
Днепропетровск, 2011. (Raportul a fost publicat în “Вопросы химии и химической
технологии” 2011, nr. 4(1), p. 138-139).
155. Гологан В., Бобанова Ж., Ивашку С. Осаждение гальванических покрытий с
подключением индуктивно-емкостного устройства. În: Современные методы в
теоретической и экспериментальной электрохимии, Плес, Россия, 2008, p. 148.
134

156. Gologan V., Bobanova Zh., Ivashku S., Volodina G., Mazur V., Pushkashu B. About
the of possibility receiving of of nanocrystalline materials using galvanic process. 4th
International Conference on Materials Science and Condensed Matter Physics,
Chişinău, 2008, p. 69.
157. Гологан В., Бобанова Ж., Ивашку С. Влияние параметров индуктивно-емкостного
устройства на процесс осаждения меди. Conferinţа Fizicienilor din R. Moldova.
Academia de Ştiinţe a Moldovei, Chişinău, 2009, p. 135.
158. Гологан В., Бобанова Ж., Ивашку С. Использование индуктивно-емкостного
устройства в процессах электроосаждения меди из кислых электролитов. În:
Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии, Плес,
Россия, 2010, p. 123.
159. Гологан В., Бобанова Ж., Ивашку С. Зависимость оптимальных значений
параметров индуктивно-емкостного устройства от типа источника питания. În:
Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии, Плес,
Россия, 2011, p. 72.
160. Brevet de invenţie. MD 3573 C2 2008.04.30. Dispozitiv pentru procese electrochimice/
Gologan V., Bobanova J., Ivaşcu S. (MD). BOPI nr. 4/2008.
161. Brevet de invenţie. MD 3517 G2 2008.02.29. Sursă monofazată pentru procese
electrochimice/ Gologan V., Bobanova J., Ivaşcu S., Popov V. (MD). BOPI nr. 2/2008.
162. Brevet de invenţie. MD 3433 C2 2007.11.30. Brevet de invenţie. MD 4031 C1
2010.04.30. Procedeu galvanic de obţinere a pulberii de cupru/ Gologan V., Bobanova J.,
Ivaşcu S. (MD). BOPI nr. 4/2010.
135

Anexa 1. Brevet de invenţie 3573 C2 2008.04.30
Dispozitiv pentru procese electrochimice
136

Anexa 2. Brevet de invenţie 3517 G2 2008.02.29
Sursă monofazată de curent pentru procese electrochimice
137

Anexa 3. Brevet de invenţie 4031 C2 2010.04.30
Procedeu galvanic de obţinere a pulberii de cupru
138

Anexa 4. Act de implementare a rezultatelor ştiinţifice.
139

140

Anexa 5. Recomandări tehnologice de cromare.
Procesul tehnologic de cromare constă din operaţii, executate în succesiunea stabilită de
schema tehnologică:
1. Spălarea pieselor: soluţie 10% sodă caustică NaOH (GOST 2263-79), temperatura de
lucru 353-363K, durata procesului 15-20 min.
2. Curăţirea flanşelor şi fuselor arborilor până la luciu metalic, reducerea defectelor
însoţitoare (uzarea sau deteriorarea canelului pentru pană, centrarea găurilor): strung
disponibil.
3. Defectoscopia şi repartizarea pieselor pe grupe, după gradul de uzură.
4. Rectificarea suprafeţelor de lunecare şi etanşare: maşina de rectificat-rotund 3V423 sau
3A423. Pentru obţinerea rugozităţii la indicii Ra = 0,63-0,32μm se vor utiliza discuri de
marca SM-1, ST-1 (granulaţia 25-16), operând cu următorii parametri: viteza circulară a
discului vD = 25-20m/s, viteza circulară a piesei vP = 0,5-0,63m/s, avans longitudinal
SL = 5mm/min –1 , avans transversal ST = 0,01mm, consum LUR (emulsol) – 15-20dm 3 /min.
5. Defectoscopia şi lucrările de izolare a suprafeţelor nesupuse cromării: s-a folosit lacul
clorvinilic HVL-21 cu adaos de talc 5%.
6. Degresarea în electrolitul cu următoarea compoziţie, kg/m 3 : 20 – sodă caustică NaOH;
20 – sodă calcinată Na2CO3 (GOST 5100-85); 40 – trifosfat de natriu Na3PO4 (GOST
201-76). Procesul durează 2-5 min, la o temperatură a electrolitului de 340-360K.
7. Spălarea arborelui cu jet de apă rece (T = 290-300K), timp de 20-30s, viteza jetului 4-6m/s.
8. Activarea directă în electrolitul de cromare: densitatea catodică de curent ik = 3,0kA/m 2 ,
durata procesului – 100s, temperatura electrolitului T = 328K. Anterior activării, pentru
reducerea diferenţei de temperatură, arborele se va menţine în baie timp de 30s.
9. Cromarea suprafeţelor arborelui în electrolit universal (standard) de cromare: densitatea
catodică de curent ik = 8,5kA/m 2 , temperatura electrolitului T = 328K, regim staţionar.
Durata procesului – în dependenţă de grosimea necesară a depozitelor. Dispozitivul
inductiv-capacitiv reglat la parametri optimi (pentru condiţiile respective de proces)
Lop = 0,119 mH, Cop = 0,024F. În faza iniţială a procesului de cromare de practicat un
şoc (impuls) de curent – 1,7ik (comparativ regimului normal recomandat) timp de 60s,
urmat de o reducere treptată, în decurs de 100s, până la mărimea indicată.
10. Spălarea în apă rece: recuperarea electrolitului de cromare.
11 Spălarea în apă rece curgătoare.
141

12. Rectificarea suprafeţelor cromate: maşina de rectificat-rotund 3V423 sau 3A423. Pentru
obţinerea rugozităţii depunerilor de crom la indicii Ra = 0,32-0,16μm se vor utiliza discuri
de marca SM-1, ST-1 (granulaţia 16), operând cu următorii parametri: vD = 30-35m/s,
vP = 0,25m/s, SL = 2mm/min –1 , ST = 0,005mm, consum LUR – 25-30dm 3 /min.
13. Îndepărtarea materialului izolator.
14. Lustruirea suprafeţelor rectificate: dispozitiv la maşina de rectificat
15. Controlul parametrilor rezultanţi: diametrul sectoarelor de lunecare şi etanşare
d a = 29,949 ± 0,0024mm, calitatea suprafeţei – conform clasei 9 pentru rugozitate
(abaterea medie aritmetică a profilului Ra = 0,24-0,16μm).
16. Conservarea şi livrarea arborilor.
142

Anexa 6. Aprecierea unor aspecte tehnico-economice ale procedeului de cromare cu
dispozitiv inductiv-capacitiv
Restabilirea arborilor prin cromare (pompa TB-11-25A) cu utilizarea dispozitivului
inductiv-capacitiv s-a realizat în laboratorul specializat al catedrei “Maşini Unelte şi Scule
Aşchietoare”, Facultatea Inginerie şi Management în Construcţii de Maşini, Universitatea
Tehnică a Moldovei. Rezultatele cercetărilor şi calculelor au fost experimentate şi promovate
spre realizare în organizaţia “MOLDOVAVHIDROMAŞ” NPF “FSP-S.T.T.”
Calculul eficacităţii tehnico-economice, apreciată pentru procesul de cromare după
recomandările tehnologice propuse (Anexa 5), s-a efectuat prin compararea cu procesul
convenţional staţionar de cromare, utilizând arborii livraţi de uzina producătoare.
Din aceste considerente, pentru realizarea calculului economic s-au folosit următoarele
soluţii tehnice:
● Procesul tehnologic convenţional de cromare şi restabilire a pieselor [11-14, 48-50, 95,
96, 141,142].
● Procesul tehnologic de cromare şi restabilire a sectoarelor de etanşarea uzate ale
arborilor principali ai pompei TB-11-25A după recomandările propuse, în colectiv cu
organizaţia “MOLDOVAVHIDROMAŞ” NPF “FSP-S.T.T.” (Anexa 5).
Având la dispoziţie o dependenţă funcţională de obţinere a rezultatului tehnic pentru
procesul de cromare faţă de cheltuielile de timp, se poate de pus accentul asupra unei planificări
conştiente sau raţionale de timp. Anume acest criteriu se va aplica pentru calculul economic a
eficacităţii utilizării procedeului de cromare dură, determinat prin parametrii de proces
recomandaţi: iк ,T, Lop, Cop.
Pentru perceperea oportunităţii aplicării recomandărilor propuse de cromare
(recondiţionare) în alte întreprinderi de profil, calculul relativ al efectului economic s-a realizat
prin compararea cu procesul convenţional staţionar.
Determinarea sumei efectului economic de producere s-a realizat conform relaţiei:
Ep = [(Sc + kn· Kc)·α1 – (Sp + kn· Kp)]·Ap, (6.1)
unde Sc, Sp – sinecostul mediu a unei suprafeţe de 1 m –2 depozit de crom conform procesului de
bază (convenţional) şi, respectiv, de proiect, lei/m –2 ; α1 ≈ 1,25 – coeficientul evaluării calităţii
acoperirilor; kn = 0,15 – coeficient normativ al eficienţii investiţiilor capitale;
Kc, Kp – investiţiile capitale relative pentru cazul convenţional şi, respectiv, de proiect;
143

Ap = 1 – volumul de producere; comparativ, calculele s-au efectuat pentru o singură unitate
restabilită.
În cazul implementării unor proiecte ştiinţifice de cercetare, când, pe lângă modificarea
cheltuielilor de realizare a producţiei, variază şi calităţile ei de exploatare, efectul economic total
este determinat ca fiind suma efectelor de producere şi de exploatare:
Et = Ep + Ee (6.2)
Ee = [(Sc + kn· Kc) α2 – (Sp + kn· Kp)]·Ap. (6.3)
aici Kc = 0, Kp = 0; α2 = 2 – se determină ca raportul dintre durabilitatea arborilor cromaţi fără
dispozitiv inductiv-capacitiv şi celor restabiliţi conform proiectului.
Pentru procesul propus s-au apreciat două aspecte – în cazul etapei iniţiale de producere,
când dispozitivul inductiv-capacitiv proiectat va fi utilizat ca subansamblu independent pentru
redresoarele produse de industria de resort, ca, ulterior, să fie integrat în construcţia acestora, ca
parte componentă. Iar acesta, de fapt, presupune proiectarea unei noi surse de energetice pentru
procesele galvanice, evident cu toate modificările de rigoare (din considerentele specificul
schemei de dirijare cu parametrilor curentului electric).
În baza cercetărilor efectuate, referitor influenţei DIC în procesul de obţinere a depozitelor
de crom, s-a realizat o reducere apreciabilă a cheltuielilor totale referitor la recondiţionarea
arborelui pompei. În mare parte, aceasta este cauzată de viteza tehnologică majorată a depozitării
cromului, suplimentată, evident, şi de modalitatea echilibrată de distribuire a lui pe desfăşurata
piesei. Aceasta a contribuit vădit la diminuarea cantităţii de metal necesar de depus, ceea ce, în
final, să determine reducerea operaţiei de rectificarea şi lustruire.
Suma timpului auxiliar (pentru un arbore) de suprapunere pentru operaţiile de degresare,
decapare, spălare etc. – 0,12 ore. Timpul suplimentar pentru deservirea locului de muncă
(pregătirea dispozitivelor de suspendare, conectarea, corectarea electrolitului etc. – 0,06 ore,
timpul pentru intermitenţele condiţionate de specificul tehnologic şi organizării procesului de
producere – 50% din timpul operativ. Aceşti indici, suplimentaţi de perioadele de timp, eventual
necesare pentru restabilirea unui arbore, servesc aprecierii productivităţii individuale a muncii,
estimată pentru cazul convenţional cu 2,22 unităţi convenţionale pe schimb (8 ore), comparativ
cu 6,5 unităţi când este utilizat dispozitivul inductiv-capacitiv.
Rezultatele calcului efectului economic, referitor procesului de recondiţionare a arborelui
principal al pompei hidraulice TB-11-25A sunt prezentate în Tabelul 6.1.
144

Tabelul 6.1. Indicii tehnico-economici ai procesului de restabilire a arborelui principal al
pompei TB-11-25A
№
№
2
2.1
2.2
3
Denumirea indicelui
145
Unitatea Indicii procesului
de
tehnologic
măsură convenţional propus
Volumul de producere piese 1 1
Investiţiile capitale
inclusiv:
sursa de alimentare
echipament tehnologic auxiliar
Investiţiile capitale relative pentru 1000
lei producţie
lei
lei
26100
460
28000
460
lei 26,56 28,46
4 Densitatea catodică de curent kА/m 2 5,5 8,5
5 Randamentul de curent % 13 24
6 Tensiunea la clemele băii galvanice V 5,4 6,7
7
Coeficientul de evaluare a
pierderilor energetice în circuit * % 3,9 *
20,4 *
8 Randamentul total % 10,2 16,8
9 Grosimea medie a depozitului μm 110 80
10
Coeficientul evaluării uniformităţii
depozitelor de crom
% 71 89
11 Durabilitatea medie a arborilor ore 300 600
12 Productivitatea procesului de cromare μm/oră 33 82
13 Durata procesului de cromare ore 3,33 0,96
14 Sinecostul 1 m –2 depozit de crom lei 32 17
15 Sinecostul unui arbore restabilit ** lei 42 30
16 Preţul en-gros pentru un arbore restabilit –//– 65 65
17 Profitul realizat –//– 23 35
18 Efectului economic de producere –//– – 23.5
19 Efectului economic de exploatare –//– – 47
20 Efectului economic total –//– – 70
*Evaluarea pierderilor energetice din circuit s-a efectuat:
● în cazul cromării obişnuite – pentru un curent Ic = 47,6 A
● în cazul utilizării DIC – pentru Ip = 73,6 A.
**Aprecierea sinecostului arborelui cromat s-a efectuat din următoarele considerente:
● capacitatea consumului energetic al procesului tehnologic s-au calculat
conform indicilor operaţiilor tehnologice de bază;

● cheltuielile materiale şi volumul de muncă util conform procesului tehnologic
de restabilire (sporul de retribuţie – 25%,;
● adaos procentual – 5,5 %;
● cheltuielile de regie – 140 %;
● cheltuielile nelegate de activitatea de producţie – 1,5 %;
● cheltuielile de pregătire a semifabricatelor – 15 %;
● cheltuielile de ridicat şi transport n-au fost evaluate.
Calculul cheltuielilor legate de personalul auxiliar nu s-a efectuat.
Cheltuielile energetice pentru o piesă restabilită:
Κe = Cw * Qw
unde Cw = 1,48 lei – preţul 1 kW·h energie electrică;
Qw – consumul energiei electrice pentru o piesă restabilită.
Consumul energiei electrice pentru o piesă restabilită s-a apreciat după formula:
U ⋅ h ⋅ ρ ⋅ S
Qw = , kW·h/piesă (6.5)
c ⋅ηΣ
unde U – tensiunea sursei de curent, V; h – grosimea depozitului de crom, mm;
ρ = 7,10 kg/m –3 – densitatea specifică a cromului; S – suprafaţa supusă cromării, m –2 ;
c = 0,3234 g/(A·h) – echivalentul electrochimic al cromului hexavalent;
ηΣ – randamentul total al instalaţiei de cromare, ηΣ = η + ηS +ηr aici η – randamentul de curent
pentru crom; ηS – randamentul sursei de curent şi reţelei de distribuţie ηr.
Cheltuielile materiale se apreciază din relaţia:
146
(6.4)
n
n
⎛
⎞
Km = ⎜∑
pb
⋅θ b + ∑ paux
⋅θ
aux ⎟⋅
Ap (6.6)
⎝ 1
1 ⎠
n
unde: ∑ p ⋅θ
– cheltuielile materialelor de bază calculate pentru o piesă;
1
n
∑
1
b
aux
b
p ⋅θ
aux
– cheltuielile materialelor auxiliare calculate pentru o piesă;
n – numărul de materiale; Ap – volumul de producere; p b – preţul unei unităţi ale materialului de
bază; θ b – cantitatea materialului de bază pentru o piesă; p aux – preţul unei unităţi ale materialului
auxiliar; θ aux – cantitatea materialului auxiliar pentru o piesă.
În cazul procesului de cromare materialul de bază este anhidrida cromică (CrO3),
consumul căruia pentru o piesă s-a apreciat din considerentele:

14,
8⋅
S ⋅ h S ⋅ζ
⋅ q
θ b = + , kg (6.7)
100 1000
unde 14,8 – coeficientul de transfer al cromului către anhidrida cromică ţinând cont de densitate,
pierderi suplimentare la dispozitivele de suspendare etc.; S – suprafaţa supusă cromării, m –2 ;
S′– suprafaţa totală a piesei, m –2 ; h – grosimea depozitului de crom, mm; ζ = 0,002, – pierderile
electrolitului de crom (antrenate de corpul piesei, evaporare etc.), m 3 /m 2 ; q = 250g/m –3 –
concentraţia anhidridei cromice în electrolit.
Consumul anozilor insolubili îl apreciem în corespundere cu normativele stabilite:
Ma = γ·h· S′, kg (6.8)
unde γ – 2,2 kg –3 – consumul anozilor pentru 1μm grosime depozit; h – grosimea depozitului de
crom, mm; S′– suprafaţa totală a piesei, m –2 .
Cheltuielile specifice ale materialelor auxiliare în ambele cazuri sunt aceleaşi.
La compartimentul cheltuielilor pentru utilajul tehnologic în calcule s-au apreciat numai
investiţiile legate de sursele de curent: pentru varianta convenţională – agregatul de redresare
ТЕ1-100/12Т-0 УХЛ4 69620 rub. (preţul s-a recalculat, conform cursului valutar din 02.11.2011
– 0,3746 lei/rublă).
Din aceste considerente, conform datelor referitore la efectul economic realizat (pentru o
unitate) se poate concluziona, că implementarea tehnologiei de restabilire a arborilor utilizând
dispozitivul inductiv-capacitiv este oportună, fiind adecvată exigenţelor actuale.
147

DECLARAŢIA PRIVIND ASUMAREA RĂSPUNDERII
Subsemnatul, declar pe răspundere personală că materialele prezentate în teza de doctorat
sunt rezultatul propriilor cercetări şi realizări ştiinţifice. Conştientizez că, în caz contrar, urmează
să suport consecinţele în conformitate cu legislaţia în vigoare.
IVAŞCU Sergiu
Semnătura
Data 03.05.2012
148

SERGIU IVAŞCU
(Curriculum Vitae)
Data şi locul naşterii: 01.06.1971, s. Slobozia Mare,
r. Cahul, R. Moldova
Cetăţenia: Republica Moldova
Starea civila: căsătorit
Limbi vorbite: Româna, Rusa, Franceza
Studii:
Şcoala medie de cultură generală s. Slobozia Mare, 1978-1988;
Şcoala polivalentă nr.45 Chişinău, 1988-1999;
Universitatea Tehnica a Moldovei, 1989-1994, calificarea inginer-mecanic;
Doctorat – Universitatea Tehnică a Moldovei, 1996-1999.
Activitatea profesională:
2008-2012 – constructor principal, S.A. REZONANŢA, or. Otaci, R. Moldova;
2002-2008 – cercetător, IFA AŞM;
1999-2002 – sef laborator, UTM;
1996-1999 – doctorand, UTM;
1994-1996 – lector, UTM.
Domeniul de activitatea ştiinţifică: electrochimie.
Participări în proiecte ştiinţifice naţionale si internaţionale:
2011-2012 - în calitate de executant al proiectului Moldova-Belarus 10.820.05.02BF
”Stabilirea influenţei electromagnetice de înaltă frecvenţă în
amplitudine asupra materialelor metalice şi acoperirilor“.
Participări în foruri ştiinţifice (naţionale şi internaţionale): – 15
Publicaţii – 28; inclusiv Publicaţii ISI – 7; Raporturi la conferenţe – 15;
Capitol în culegere (Nova Publishers: USA) – 1;
Brevete – 4.
Date de contact: tel. serv.: +373 271 93093;
e-mail: sergiu.ivascu@gmail.com; s.ivascu@rambler.ru
149