Рост металлического кристалла на катоде

Рост металлического кристалла на катоде [c.502]

РОСТ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КРИСТАЛЛА НА КАТОДЕ [c.477]

Обычно при растворении анода в электролит попадает так называемый шлам, осколки металлических кристаллов или же неметаллические включения, которые оказывают на пористость существенное влияние. Эти частички в процессе электролиза попадают на поверхность катода, нарушая нормальный рост кристаллов на отдельных участках. Особенно вредное действие оказывает применение графитовых анодов, так как в некоторых электролитах разрушение графитовых анодов происходит очень сильно, электролит насыщается графитовой пылью, которая включается в катодный осадок в большом количестве, вызывая резкое увеличение числа пор. [c.369]

Металлический таллий можно достаточно полно выделить из насышенного сернокислого раствора сульфата таллия(1). Катод слегка покрывают смазкой для того, чтобы выделившийся металл легко Можно было снять, и помещают на дно электролизера. Катод изготавливают из медного листа в виде кольца шириной 4,5 см с поверхностью 100 см . Поскольку токоподводящий провод проходит через электролит, его нужно заключить I стеклянную трубку. Между катодом и находящимся в верхней части электролита анодом вращается лопастная мешалка для предотвращения короткого замыкания в цепи из-за возможного роста кристаллов таллия, от катода к аноду. Анодом служат две платиновые пластинки по 7—8 см , горизонтально укрепленные в верхней части электролита по обеим сторонам от оси мешалки. Электролиз проводят при напряжении [c.579]

В последнее время в гальванотехнике нашел применение метод отложения металлических осадков токами переменной полярности. Периодическое изменение направления тока при повышенных его плотностях позволяет получать мелкокристаллические гладкие осадки. Объясняется это следующим во-первых, при этом ликвидируется обеднение прикатодного слоя за счет растворения покрытия во время переключения катода на анод и соответственно снижается концентрационная поляризация. Во-вторых, те микровыступы (вершины кристаллов), которые образуются на катоде вследствие большой скорости роста на них кристаллов, при переключении на анод растворяются в первую очередь, что обеспечивает образование более равномерных, гладких, в некоторых случаях блестящих осадков. [c.29]

Если условия кристаллизации на катоде способствуют образованию и быстрому росту вытянутых игольчатых кристаллов, то получаются губчатые рыхлые осадки, легко превращаемые после высушивания в металлический порошок. Такие порошки нужны для порошковой металлургии, для изготовления катализаторов, для очистки растворов от примесей более благородных металлов методом вытеснения и т. д. [c.531]

Для объяснения причин возникновения местных губчатых наростов цинка при низких плотностях тока высказано предположение, что в щелочном электролите при растворении цинковых анодов образуются дисперсные частицы цинка или частицы неполностью окисленного цинка. Эти частицы в виде металлических золей переносятся на катод и дают начало беспорядочному росту на них кристаллов осаждающегося металла. [c.274]

Характер металлического осадка на катоде зависит от соотношения скоростей образования зародышей кристаллов и их роста. Чем большее число кристаллических зародышей возникает в единицу времени, тем более мелкозернистый осадок образуется на катоде. Наоборот, если условия электролиза способствуют преимущественному росту отдельных кристаллов, то выделяется глубококристаллический осадок металла. Установлено, что для возникновения новых зародышей кристаллов необходима более высокая катодная поляризация, чем для дальнейшего их развития и формирования, что является основным условием образования мелкокристаллической структуры осадков. Как известно, характер осадков и величина катодной поляризации зависят от природы металла. [c.142]

Выше МЫ рассмотрели процесс образования металлических кристаллов на катоде. Адсорбция посторонних частиц на поверхности растущего кристалла затрудняет доступ к ней разряжающимся ионам, образование же плотного адсорбционного слоя вообще прекращает рост кристалла. Поэтому в присутствии добавок часть катодной поверхности оказывается блокированной, что вызывает увеличение фактической плотности тока на свободных участках (если сила тока в цепи поддерживается постоянной, как это обычно имеет место на практике). Увеличение плотности тока сопровождается повышением поляризации, что облегчает образование новых кристаллических зародышей. Не вдаваясь в детали, картину образования поликристаллического осадка на катоде для случая, когда электролит содержит поверхностноактивные вещества, можно представить себе следующим образом. Адсорбция добавки и образование блокирующего слоя требуют известного времени. Поэтому если скорость обновления поверхности кристалла велика, то блокирующий слой образоваться не успевает и кристалл продолжает расти. Однако блокирование поверхности сразу наступает, если плотность тока на гранях растущего кристалла опустится ниже некоторого предела. Понижение же плотности тока на растущйх кристаллах происходит вследствие локального обеднения ионами металла прилегающего к кристаллу слоя электролита на катоде все время происходит перераспределение тока между теми кристаллами, которые уже успели истощить вокруг себя электролит, и теми, которые только начинают свой рост. Чем интенсивнее добавка блокирует поверхность металла, тем короче оказывается период роста каждого кристалла и тем мельче структура получающегося осадка. [c.42]

Выше мы рассмотрели процесс образования металлических кристаллов на катоде. Адсорбция посторонних частиц на поверхности растущего кристалла затрудняет доступ к ней разряжающимся ионом. Образующийся при этом плотный адсорбционный слой вообще прекращает рост кристалла. Следовательно, в присутствии добавок часть катодной поверхности оказывается блокированной, что вызывает увеличение фактической плотности тока на сврбодных участках (если сила тока в цепи поддерживается постоянной, как это обычно имеет место на практике). Увеличение плотности тока сопровождается повышением поляризации, благодаря чему облегчается образование новых кристаллических зародышей. [c.107]

Наоборот, если требуется получить металл в состоянии более рыхлом и более дисперсном, необходимо пользоваться большими плотностями тока. В таких условиях выделение (кристаллизация) металла происходит в первую очередь на наибо.чее активных участках поверхности, что приводит к росту отдельных кристалликов, слабо связанных между собой. При достаточно большой плотности тока железо, например, выделяется в виде настолько рыхлого слоя, что его можно растереть в ступке и получить высокодисперсный порошок металлического железа. При более тонких исследованиях процессов кристаллизации металлов при электролизё учитываются как различия в вероятности возникновения зародышей кристаллов данного металла на различных участках поверхности инертного электрода, так и скорости роста имеющихся кристаллов. Исследования В. А. Кистяковского, Н. А. Изгарышева и работы К. М. Горбуновой и других устанавливают большое значение в этом отношении концентрации электролита и скорости выравнивания ее, состояния различных участков поверхности катода и явления перенапряжения, присутствия в растворе тех или других примесей, в частности поверхностно-активных коллоидов и др. [c.607]

Причина образования губчатых цинковых осадков в цинкатных электролитах исследовалась многократно. Кудрявцев считает, что цинковая губка образуется даже при низких плотностях тока потому, что в результате неравномерного растворения цинка на аноде, вследствие неоднородности его состава и структуры, образуются высокодисперсные коллоидные частицы металлического или неполностью окисленного цинка, названные им ультрамикронами , и что эти частицы катафоретически переносятся к катоду, осаждаются на нем и дают начало беспорядочному росту кристаллов. Последующие исследования показали, что губка образуется также при работе с нерастворимыми анодами, с применением диафрагм, разделяющих электрод- [c.300]

При распылении с геттерированием [23, 24], прежде чем начинается образование пленки за счет катодного распыления, из газа за счет реактивного распыления удаляются (геттерируются) химически активные составляющие. Такой метод дает пленки очень высокой чистоты. В типичной установке для напыления с Геттерированием в системе кроме обычной подложки, анода, имеется второй анод. Этот анод имеет форму экрана, окружающего катод и подложку. Сначала подложку закрывают заслонкой, чтобы предотвратить осаждение пленки, и все химически активные газы внутри экрана удаляют за счет поглощения в металле, распыленном из катода и осевщем на стенках сосуда. В результате этого давление химически активных газов в системе можно уменьшить до 10" мм рт. ст. Чтобы достичь такого давления в обычной системе, требуются сложные насосы и длительное обезгаживание. После геттерирования заслонку отводят и катод распыляют на подложку. Выделение газов из стенок сосуда сдерживается напыленными слоями металлических соединений. Экран делают плотно прилегающим к катоду и аноду, так что диффузия примесей из остальной части системы затруднена. Рабочее напряжение обычно составляет 1,0—1,5 кВ при токах 2—10 мА. Сначала систему откачивают до 10" мм рт. ст. и при температуре приблизительно на 50° выше температуры осаждения производят обезгаживание подложки. Вообще говоря, необходимо независимое регулирование температуры подложки. В качестве газа обычно используют Аг, и реактивного распыления в течение 15—30 мин обычно достаточно, чтобы очистить атмосферу. Стойрер и Хозер [24] на стадии разложения использовали давление Аг в интервале (31 -f- 185)-10"- мм рт. ст. До сих пор специального упора на выращивание монокристаллов не делалось, и это потребует, вероятно, более высоких температур подложки и применения монокристальных подложек. Распыление с геттерированием дает возможность изучать механизмы роста кристаллов в сверхчистых условиях, а также получать сверхчистые пленки. [c.247]