Механизм электрокристаллизации металлов

В настоящее время широкое применение находит гальванотехника-нанесение покрытий в виде металлов и сплавов (гальваностегия) и изготовление и размножение металлических копий (гальванопластика). В гальваностегии распространены электролитическое цинкование и кадмирование, лужение (т. е. покрытие оловом), свинцевание, меднение, хромирование, покрытие металлами группы железа, благородными металлами и т. п. При этом важной задачей является приготовление покрытий с заданными свойствами. Эта задача не может быть решена без знания механизма процесса электрокристаллизации металлов, что стимулирует соответствующие многочисленные исследования. Для регулирования скорости электрокристаллизации и получения осадков с заданными свойствами часто используют не простые, а комплексные электролиты и в растворы добавляют органические вещества, адсорбирующиеся на поверхности электрода. [c.228]

Механические, физические и коррозионные свойства металлических осадков сильно зависят от условий электроосаждения, поэтому изучение механизма электрокристаллизации металлов имеет большое практическое значение. [c.237]

Вопрос о механизме электрокристаллизации металлов изучался многими электрохимиками, работы которых оказали большое влияние на развитие теории и технологии электроосаждения металлов. [c.334]

Механизм электрокристаллизации металлов [c.237]

На протяжении нескольких десятилетий Т. Эрдеи-Груз работает в различных областях физической химии, в частности электрохимии. Он много занимался кинетикой электрохимических процессов (при его непосредственном участии были разработаны уравнения электрохимической кинетики в их теперешнем виде), изучением механизма электрокристаллизации металлов и т. д. и внес значительный вклад в развитие этих разделов науки. В настоящей же книге Т. Эрдеи-Груз, обращаясь к широкому читателю, стремится ознакомить его с основами науки, которой он посвятил всю жизнь. Он рассказывает об успехах этой науки и стоящих перед ней проблемах, делится с читателем мыслями о перспективах развития энергетики. [c.5]

При построении количественной теории образования трехмерных и двумерных зародышей в процессе электрокристаллизации металлов исходят из представлений о механизме возникновения новой фазы из пересыщенных раствора или пара, согласно которым работа образова- [c.313]

При построении количественной теории образования трехмерных и двумерных зародышей в процессе электрокристаллизации металлов М. Фольмер и Т. Эрдей-Груз исходили из представлений о механизме возникновения новой фазы из пересыщенных раствора или пара, согласно которым работа образования зародыша новой фазы тем меньше, чем меньше его размеры. Однако с уменьшением размеров зародыша возрастает химический потенциал слагающего его компонента, поскольку при малых размерах зародыша относительно велико число поверхностных атомов, обладающих повышенной энергией. При образовании новой фазы в равновесных условиях химические потенциалы каждого компонента в обеих фазах должны быть равны. Для выполнения этого условия необходимо повысить химический потенциал компонента в материнской фазе, что достигается при пересыщении раствора или пара по данному компоненту. Пересыщение — главная особенность процесса образования новой фазы. Степень пересыщения и размеры элемента новой фазы, который при этом может возникнуть и служит зародышем для роста больших кристаллов или капель, оказываются взаимосвязанными. Так, при образовании капель жидкости из пересыщенного пара радиус г капли определяется соотношением Томпсона [c.328]

Обсудив причины и механизм торможения процесса электрокристаллизации металлов в присутствии ПАВ, рассмотрим влияние этого торможения на структуру и свойства осадков, получаемых в присутствии органических добавок. Если осаждение металла протекает при потенциале, близком к равновесному значению, процесс образования кристаллических зародышей идет лишь на некоторых энергетически выгодных участках поверхности. Далее наблюдается рост первичных зародышей при [c.249]

Фольмер (1930) распространил описанный механизм роста кристалла из парообразной фазы на случай электрокристаллизации металлов. В этом случае скорость роста грани (в единицах плотности тока) может быть выражена уравнением [c.352]

Выпуск посвящен актуальным вопросам современной электрохимии аномальным явлениям при растворении металлов, механизму стадийных электродных процессов, соосаждению неметаллических примесей при электрокристаллизации металлов, стереохимии катодных реакций и современному состоянию и перспективам развития электрохимического синтеза неорганических соединений. Сборник рассчитан на научных сотрудников, инженеров, аспирантов, работников ЦБТИ и ИНТИ, студентов старших курсов вузов. [c.4]

Как известно, рост кристаллов при электрокристаллизации металла происходит путем периодического образования растущего слоя, распространяющегося по всей грани, и наложения этих слоев один на другой [1]. В результате такого механизма электрокристаллизации каждый слой металла яв- ляется какое-то время поверхностным и на нем адсорбируются атомы водорода. Толщина отдельных слоев может меняться от десятков до тысяч атомов в зависимости от природы осаждаемого металла и условий электролиза [2], поэтому от этих же факторов будет меняться и степень наводороживания металлов. [c.249]

Для многих сложных окислительно-восстановительных электрохимических реакций, в частности для катодных процессов выделения водорода и электровосстановления кислорода, были установлены основные кинетические закономерности и выяснен механизм. Существенные успехи достигнуты в последнее время также при изучении процессов разряда-ионизации металлов применение различных импульсных методов позволило измерить токи обмена очень быстрых реакций, был выяснен механизм разряда и электрохимического образования комплексов некоторых металлов, а также роль ад-атомов и стадии образования кристаллической решетки в процессе электрокристаллизации и т. д. Однако в целом кинетика и механизм р еакций ра3 ряда 1и 0я зац ии металлов изучены значительно меньше, чем окислительно-восстановительных реакций. [c.25]

Механизм электролитического осаждения металлов из расплавленных солей на катоде в твердом виде теоретически, изучен очень мало. Однако процесс электрокристаллизации, металлов при выделении их электролизом расплавленных солей, в твердом виде имеет много общего с процессом электрокристаллизации металлов при электролизе водных растворов. [c.338]

Другими факторами, влияющими на качество получаемых электролитических осадков металлов и одновременно затрудняющими установление механизма их электроосаждения, являются различного рода побочные процессы, в частности, процессы адсорбции на растущей поверхности металла атомов водорода, нерастворимых гидроокисей металлов и других частиц. Подобные процессы могут существенно модифицировать начальный этап электрокристаллизации металла, в качестве которого можно рассматривать образование связей металл—металл между поверхностными атомами металлического электрода и адсорбирующимися на нем комплексами, которые затем участвуют в электрохимической стадии. [c.196]

В многочисленных работах отечественных и зарубежных исследователей, посвященных воздействию ультразвуковых колебаний па электрокристаллизацию металлов, механизму этого процесса даются различные, а подчас и противоречивые объяснения. Причина этого кроется как в многообразии методик постановки экспериментов и применяемого оборудования, так и в большой сложности каждого из процессов электролиза и воздействия ультразвука на электролиз. [c.360]

Изучение механизма процессов электрокристаллизации металлов па катоде представляет большой практический и теоретический интерес. [c.249]

Защитно-декоративные и специальные покрытия переходными металлами и их сплавами широко применяются в различных областях техники. Известно, что структура осадков играет существенную роль при получении покрытий с заданными свойствами. Умение управлять процессами электрокристаллизации может значительно расширить область их применения. Однако механизм выделения и кристаллизации металлов до настоящего времени не выяснен [1—4]. [c.81]

Применение измерений импеданса дает возможность определить механизм и скорости отдельных стадий ряда электродных процессов, протекающих как при анодном растворении металлов, так и при катодных процессах выделения водорода и электрокристаллизации. [c.214]

В настоящее время имеется достаточное число литературных и опытных данных, свидетельствующих о том, что электрокристаллизация из растворов, содержащих металл в составе комплексных ионов, происходит в результате непосредственного восстановления сложных ионов или молекул на катоде. В пользу такого механизма электродных реакций говорят многие факты и среди них наличие нескольких ветвей на поляризационных кривых в случае осаждения металлов из ко.мплексных электролитов [8]. При этом существование двух, трех и более перегибов объясняется разрядом различных ионов, находящихся в электролите [9]. [c.46]

Блескообразователи, по их природе и возможному механизму воздействия на процесс электрокристаллизации покрытия, можно разделить на два класса. Добавки первого класса образуют блестящий никель, если его осаждают на полированную поверхность металла основы. Добавки второго класса не требуют такой предварительной подготовки изделий. В первом случае добавки почти не включаются в покрытие и мало сказываются на его механических и электрических свойствах, прочности сцепления с основой, даже при значительной их концентрации. В состав блескообразователей этого класса входят соединения, имеющие группу [c.172]

По значительно более сложным механизмам происходят процессы осаждения металлов на твердых электродах, изготовленных из того же металла или из других материалов (например, осаждение ртути на платине или платины на графите). Эти процессы регулируются законами образования и роста новой фазы. Поэтому суммарный процесс электроосаждения твердых металлов называют электрокристаллизацией [30, 31]. [c.149]

Разработка теоретических и экспериментальных основ электро-форезо — электрохимического получения композиционных покрытий связана с исследованиями в области коллоидной химии, электрохимии и физикохимии наполненных полимеров. К ним относятся исследования механизма заряда и электрофоретического транспорта частиц в растворах электролитов, коагуляция полимеров в приэлектродном пространстве, электрокристаллизация металлов при электрофоретическом осаждении полимеров, взаимодействие полимеров с коллоидными металлами на катоде, взаимосвязь структуры и свойств металлополимерных покрытий [33]. [c.116]

Среди основных причин, задерживающих широкое внедрение этих покрытий, следует отметить обилие предлагаемых рецептов и относительно малую их эффективность в прогрессе повышения качества гальванопокрытий, а также медленные успехи в упрощении технологии их нанесения. Это, несомненно, связано с ограниченностью наших познаний в области электродных процессов, обусловливающих электрокристаллизацию металлов. Несмотря на попытки многих исследователей, создать единую теорию, удовлетворительно объясняющую механизм образования блестящих гальваноосадков, до сих пор не удалось. Поэтому подавляющее большинство поисковых работ по сей день носит чисто эмпирический характер. [c.194]

Кроме отсутствия единого взгляда на природу дисперсной фазы и механизм ее образования, необходимо такяге отметить неясность представления об условиях, нри которых могут возникнуть коллондпые системы, и о 1ЮЗМ0ЖП0СТИ их участия в электрокристаллизации металла. [c.488]

Основы электрохимической кинетики заложили М. Фольмер, Т. Эрден-Груз и ученые школы А. Н. Фрумкина и Я. Гейворовско-го. Интенсивные исследования привели к углублению теории процессов на поверхности электрода, адсорбционных явлений и их роли в кинетике электрохимических реакций, выявлению сущности явлений пассивации металлов и коррозии, электрокристаллизации, механизмов явлений в расплавах, сущности электрокатализа. [c.57]

Электрокристаллизация сопровождается образованием текстур или предпочтительной ориентации, при которой каждое зерно в осадке ориентируется таким образом, что во всех кристаллитах одно кристаллографическое направление ориентировано почти параллельно направлению тока на электроде. Это явление предпочтительной ориентации (или текстура) при электроосаждении было объектом многочисленных исследований, посвященных главным образом определению предпочтительной ориентации осажденного металла в данных условиях опыта [175—180J, а не механизму развития текстуры [166—176, 181, 182]. Полагают [166, 168], что условия электроосаждения благоприятствуют предпочтительному росту кристаллов, имеющих некоторые главные растущие грани, расположенные нормально по отношению к субстрату линия пересечения этих граней (зонная ось) представляет собой ось текстуры. Какие из граней будут развиваться нормально к поверхности субстрата — зависит от условий электроосаждения. Этот вопрос изучался Редди [183, 184] на примере электроосаждения никеля. Изменение скорости выделения водорода на никелевых электродах (т.е. изменение условий электроосаждения) вызывает изменение концентрации адсорбированного водорода на различных гранях и, следовательно, изменяет предпочтительный рост граней. Это приводит к изменению оси текстуры. [c.370]

Имеется основание распространить эти положения и на электрокристаллизацию. Как указывают Эрдей-Груц, Лоренц, Коль-шютер и Фишер, это можно допустить с некоторыми ограничени ями. При неэлектролитической кристаллизации из газовой фазы или расплава элементарные ячейки в виде нейтральных атомов находятся уже в газообразной или жидкой фазе. При электрокристаллизации, напротив, существуют гидратированные ионы или ионы, связанные в комплексы. При электрокристаллизации большую роль играют также электростатические силы. Надо принять далее во внимание, что при электрокристаллизации ионы металлов в отличие от других процессов кристаллизации всегда находятся среди чужеродных катионов, анионов, нейтральных молекул и прочих составных частей электролита. При электрокристаллизации надо ожидать иных энергетических соотношений, чем при нейтральных процессах кристаллизации. Однако заключительный этап механизма кристаллизации одинаков для обоих видов. Он состоит в образовании зародыша и в последующем росте кристалла. [c.29]

Состоявшееся совеищние по электрохимии ноказало, что по ряду вопросов теоретической электрохимии, как то механизму выделения водорода, строению двойного слоя, вопросу об абсолютных потенциалах, о иространственном разделении катодного и анодного нроцессов при явлениях коррозии и растворении металлов, некоторым вопросам теории электрокристаллизации и т. д., в настоящее время еще не существует единой точки зрения среди советских электрохимиков. [c.3]

С точки зрения развитой нами теории электрокристаллизации, механизм возни1 новения порошковых осадков онисывается следующим образом. Определяющей в этом механизме является весьма низкая, близкая к нулю концентрация ионов металла в прикатодном слое раствора. При такой концентрации возникают качественно новые условия выделення металла. Скорость образования зародышей и скорость выделения ионов металла в этом случае будут в значительной мере определяться их кон-це1гграцией, а не только работой образования зародышей и энергией ак- [c.234]