ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электроосаждение сплавов из "Электролитические и химические покрытия" К настоящему времени разработано большое число электролитов для электроосаждения бинарных, а также тройных сплавов [23, 24]. Сплавы, которые получены электроосаждение.м металлов, приведены на рис. 2.5. Однако, в связи со сложностью проведения технологического процесса электроосаждения сплавов, на практике нашли применение лишь те, которые обладают неоспоримыми преимуществами по сравнению с металлами, обеспечивающими определенные функциональные свойства поверхности. [c.45] Для образования на катоде сплава из двух или нескольких металлов необходимо, чтобы при заданной плотности тока достигался потенциал, при котором металл может выделяться либо в сплав, либо в виде чистой фазы. Потенциал выделения металла в виде чистой фазы несколько более отрицателен, чем равновесный потенциал, который может быть рассчитан. Однако это справедливо, если выделяющийся металл не взаимодействует с подложкой. В противном случае, например при образовании сплава типа твердого раствора или интерметаллида, потенциал его восстановления будет положительнее равновесного потенциала чистого металла в растворе, содержащем его ионы. Аналогично при соосаждении двух металлов, образующих твердые растворы или интерметаллические соединения, потенциал выделения сплава должен быть положительнее равновесных потенциалов чистых фаз. Кроме того, при образовании сплавов необходимо учитывать перенапряжение выделения металлов на чужеродной подложке. [c.46] Для электроосаждения сплавов в широком диапазоне составов обычно стремятся изменением состава электролита сблизить потенциалы выделения ионов металлов. Последнее достигается изменением соотношения концентраций ионов металлов, введением в раствор комплексообразователей, изменением pH и температуры, перемешиванием раствора. Необходимо учесть также, что при этом происходит обычно и изменение скорости параллельной реакции выделения водорода. Таким образом, любое изменение состава электролита и режима электролиза обычно приводит к изменению состава сплава. Поэтому как возможность электроосаждения сплава из заданного электролита, так и его состав трудно прогнозировать, и эти данные в настоящее время могут быть получены только экспериментальным путем. Однако имеются некоторые редкие случаи, когда состав сплава может быть заранее определен. Здесь можно указать два случая 1) когда электроположительный металл выделяется на предельном токе диффузии, а электроотрицательный — с замедленной стадией разряда 2) когда оба металла выделяются на предельном диффузионном токе. В последнем случае соотношение металлов в сплаве при 100 % выходе по току равно соотношению их концентраций в электролите, а состав сплава не зависит от плотности тока. [c.46] Исследование кинетики электроосаждения сплавов проводят методом парциальных поляризационных кривых, который используют также и при выделении чистых металлов с протекающей параллельной реакцией, например выделением водорода. Для получения парциальных поляризационных кривых электролиз проводят при постоянном потенциале и фиксируют количество электричества, пошедшее на электролиз. Поделив количество электричества на время электролиза, определяют среднюю плотность тока. Обычно ток при заданном потенциале для многих систем остается сравнительно постоянным за исключением первых минут электролиза. Поэтому желательно проводить электролиз более длительное время, достигая постоянства измеренной и рассчитанной средней плотности тока. Зависимость средней плотности тока от потенциала представляет собой суммарную поляризационную кривую осаждения сплава (рис. 2.6). [c.46] Из парциальных поляризационных кривых определяют кинетические параметры электроосаждения металла в сплав. Последние можно сравнить с параметрами выделения металла из аналогичного электролита в чистую фазу в отсутствие ионЬв других осаждающихся металлов. [c.47] Парциальная поляризационная кривая выделения металла в сплав обычно не совпадает с поляризационной кривой выделения металла в виде чистой фазы. Если парциальная поляризационная кривая расположена при более положительных потенциалах, то этот эффект носит название деполяризации-, если кривая расположена при более отрицательных потенциалах, чем выделение металла в чистую фазу, имеет место эффект сверхполяризации. Возможны случаи, когда кривые пересекаются тогда имеется область потенциалов, в которой наблюдается и деполяризация при выделении металла в сплав, и сверхполяризация. [c.47] Эффекты деполяризации легко объяснимы, если учесть, что при образовании твердых растворов и интерметаллических соединений должна выделяться энергия сплавообразования. Последнее должно приводить к сдвигу потенциала выделения обоих компонентов в положительную сторону, т. е. к деполяризации. Однако во многих случаях наблюдается сверхполяризация при выделении одного из компонентов сплава (обычно более электроположительного). Этот факт также находит вполне логичное объяснение, если учесть изменение активности компонента в твердой фазе и снижение в результате этого константы скорости выделения металла. По-видимому, наиболее общим случаем является выделение электроположительного компонента со сверхполяризацией, связанной с дополнительным сдвигом потенциала в отрицательную сторону при кристаллизации на чужеродной подложке, и выделение электроотрицательного компонента в сплав до достижения потенциала его выделения в чистую фазу, т. е. с деполяризацией. После достижения равновесного потенциала отрицательного компонента образуется его чистая фаза и сплав. [c.47] Физико-механические свойства электролитических сплавов существенно отличаются от свойств их составляющих чистых металлов и металлургических сплавов, Последнее связано с их структурой. Для ряда сплавов фазовая структура соответствует диаграмме состояния металлургических сплавов. Однако для электролитических сплавов характерно образование пересыщенных твердых растворов на основе более электроположительного компонента, изменение границ существования отдельных промежуточных фаз или отсутствие промежуточных фаз. Таким образом, электролитические сплавы обычно находятся в термодинамическом неустойчивом состоянии и их фазовая структура и свойства изменяются после прогрева. [c.47] Больщое число дефектов в структуре электролитических сплавов приводит к их повышенной микротвердости по сравнению с металлургическими сплавами. При образовании твердых растворов и интерметаллических соединений, как это характерно и для металлических сплавов, микротвердость и электрическое сопротивление сплавов возрастают. [c.47] Вернуться к основной статье