ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Формирование поликристаллических осадков из "Электролитические и химические покрытия" В общем случае, если на поверхности металла-основы образуется только один зародыш, рост которого не сопровождается появлением других зародышей, можно получить одиночный монокристалл. Например, на торце грани серебра методом электроосаждения из раствора нитрата серебра могут быть получены монокристалл ические усы. [c.34] Однако в большинстве случаев даже на монокристаллической основе происходит образование многих зародышей, из которых путем монокристаллического роста образуется зерно, являющееся одиночным кристаллом и построенное из большого числа слоев роста. [c.34] Размер, форма и распределение зерен поликристаллического осадка сильно зависят от плотности тока, природы выделяющегося металла, его кристаллической структуры и структуры металла-основы, концентрации и состава электролита, органических добавок и примесей. [c.34] На реальных металлах, обладающих несовершенствами структуры и имеющих примеси, рост зародышей зависит от многих факторов, что приводит к образованию различных типов микрокристаллов. Отдельные микрокристаллы за счет неравновесности процесса электроосаждения уже сами по себе могут иметь несовершенства структуры краевые и винтовые дислокации, двойники, включения атомов, вакансии. [c.34] Рост микрокристаллов вначале происходит раздельно в пределах зоны, в которой образовался зародыш, и между кристаллами имеются дворики , где осаждение металла не происходит. Поэтому первичные слои осажденного металла являются довольно пористыми. Затем кристаллы сливаются, образуя границы зерен, на которых могут концентрироваться примеси из электролита, а также молекулы и ионы, содержащиеся в растворе. Обычно при осаждении металла на чужеродную основу образовавшиеся кристаллы ориентированы хаотично и их рост в вертикальном и горизонтальном направлениях идет с различными скоростями. Однако, в связи с тем, что сами кристаллы растут неравномерно, причем большие из них по размерам растут с большей скоростью, в момент слияния кристаллы малых размеров (не достигшие определенного критического размера) прекращают свой рост. В результате при увеличении толщины осадка число растущих зерен уменьшается и возрастает их размер. [c.34] Состав электролита, режим электролиза, природа подложки и другие факторы, например наличие примесей органического и неорганического характера, способ предварительной механической, термической, химической обработки, обусловливают различие в образовании зародышей, их росте и, как следствие, многообразие форм кристаллизации. [c.35] Даже по внешнему виду осадки могут быть разделены на крупнокристаллические и мелкокристаллические. Для осадков первого типа характерно образование крупных кристаллов,. чп,мигающих размеров от долей миллиметра до нескольких миллиметров. Обра 1ипание крупнокристаллических осадков характерно для металлов, выделение которых происходит из простых электролитов с невысоким перенапряжением (РЬ, 5Ь, 5п, Си, А2). Однако эти же металлы могут быть получены в мелкокристаллической форме из электролитов, содержащих комплексные ионы или добавки поверхностно-активных веществ, если перенапряжение выделения металла достаточно велико. Для металлов, которые выделяются с высоким перенапряжением из простых электролитов (Ре, N1, Со), характерно образование мелкокристаллических осадков с размером зерна до 10 —10 см. [c.35] Достаточно четкая связь между перенапряжением выделения металла и видимой структурой осадка позволяет заключить, что размер зерна, по-видимому, должен определяться общим перенапряжением выделения металла. Однако здесь следует учесть и тот факт, что, как правило, высокое значение общего перенапряжения выделения металла имеют металлы, обладающие высоким перенапряжением образования зародышей (перенапряжение кристаллизации), а для металлов, выделяющихся с низким перенапряжением, перенапряжение образования зародышей мало. [c.35] Еще один тип осадков — блестящие. Их получение не характерно при осаждении чистых металлов в стационарном режиме электролиза. Блестящие осадки обычно образуются при добавках в электролит поверхностно-активных веществ или неорганических солей. Таким образом, в блестящих осадках имеется достаточное количество примесей неорганического характера, например сера, углерод, азот, фосфор, или примесей металлов, которые, по существу, являются легирующими компонентами. Как правило, блестящие покрытия образуются при достаточно высоком общем перенапряжении. Блестящие осадки могут быть получены также при использовании импульсных токов. [c.35] Блеск покрытий возникает при такой структуре осадка, когда падающий на него свет отражается направленно. Чем меньше диффузное отражение, тем более блестящим будет осадок. Поэтому блеск осадков в основном не зависит от размеров зерен, а скорее от их формы и иногда текстуры осадка. Иными словами, чем более сглаженной будет поверхность зерен, например ближе к сфере, и чем больше одинаково ориентированных плоскостей зерен будет отражать свет, тем более блестящим будет осадок. Очевидно, если размеры зерен будут меньше, чем длина волны коротких световых волн, составляющая 0,4 мкм, микрошероховатости на поверхности заметны не будут и осадок будет иметь блеск. Если же макрошероховатости будут заметны, это приведет к снижению степени блеска. [c.35] Блестящие осадки могут быть получены также при использовании реверсированного тока. Однако здесь должен быть выбран соответствующий режим. Для получения блеска, как указано выше, необходимо уменьшить микронеровности. Это достигается тем, что после периода осаждения металла следует период анодного растворения осадка, при котором происходит растворение микронеровностей. При подборе длительности катодного и анодного полупериодов, плотности тока и состава электролита блестящие покрытия могут быть получены даже из простых электролитов. [c.36] Вернуться к основной статье