Процесс электрокристаллизации металлов и его особенности

В процессе электрокристаллизации металл выделяется прежде всего на активных местах, определяемых микрогеометрией и кристаллографическими особенностями поверхности, а также наличием различного рода адсорбционных пленок. Характер кристаллической структуры зависит от соотношения скоростей двух, параллельно протекающих процессов — скорости роста кристаллов и скорости образования центров кристаллизации. Это соотношение зависит от состава электролита и от условий электролиза. [c.421]

Процесс электроосаждения металлов (электрокристаллизация), имея много общего с процессом образования и роста кристаллов в жидкости или в расплаве, вместе с тем отличается рядом особенностей, связанных с наложением внешнего электрического поля. [c.140]

Величина Оме определяется энергией связи иона в металле, а значит, и тем, в какой точке кристалла (ребро, грань, угол) разряжается ион. Следовательно, особенностью процессов электрокристаллизации как раз и является то, что кристаллизационные факторы определяют скорость (или энергию активации) самого акта разряда. [c.333]

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]

Своеобразие физико-механических свойств электролитических металлов связано с особенностями их структуры, что, в-свою очередь, обусловлено специфичностью процесса электрокристаллизации металла в водных растворах. [c.274]

ПРОЦЕСС ЭЛЕКТРОКРИСТАЛЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛОВ И ЕГО ОСОБЕННОСТИ [c.30]

Изучение электролитических осадков позволило установить еще одну особенность процесса электрокристаллизации металлов группы железа при высоких температурах [29]. При увеличении силы поляризующего тока число растущих участков поверхности электрода увеличивается, так что плотность тока остается практически постоянной, т. е. поверхность растущего осадка приспосабливается к величине поляризующего тока аналогично тому, как это имеет место для серебра и других металлов. [c.107]

Представления о замедленности электрохимического акта разряда особенно перспективны, так как могут быть распространены на более общие проблемы электрохимической кинетики — не только на случай разряда ионов водорода, но и на электроосаждение металлов (естественно, с соответствующими дополнениями, вытекающими из особенностей процесса электрокристаллизации). [c.310]

Сопоставление кинетических параметров, полученных на твердом и жидком электродах, способствует выявлению особенностей, связанных с природой фазового перенапряжения, вызванных электрокристаллизацией или образованием пленок (явление пассивности). Вместе с тем использование жидкого катода не может дать представлений о течении процессов электрокристаллизации. В тех случаях, когда устанавливается важная для технологии связь кристаллической структуры с конкретными условиями электролиза, такие электроды непригодны. Необходимо также учитывать возможность загрязнения ртути при восстановлении на ней катионов металлов, а также ионизацию ртути при использовании ее в качестве анода. [c.82]

Большие трудности возникают также при попытке определения величины перенапряжения катода в процессе выделения электроположительного металла в режиме предельного диффузионного тока. О величине перенапряжения можно судить ли1пь косвенно, используя метод определения тепловых эффектов при выделении металлов на катоде, как это было предложено Д. Н. Грицаном [36] при исследовании электрокристаллизации порошков. В этих работах отмечалось, что перенапряжение катода продолжает расти с повышением потенциала катода и после достижения предельного диффузионного тока. Приблизительная оценка величины перенапряжения катода в процессе восстановления меди указывает на то, что к моменту выделения свинца и особенно таллия эта величина превышала значение 150—300 мв. [c.49]

Постепенно усложняя рассмотрение электродных процессов, авторы переходят к рассмотрению особенностей разряда простых и комплексных ионов, к совместному разряду ионов водорода и металла и влиянию выделяющегося водорода на осаждение металлов, к электроосаждению сплавов в результате совместного разряда нескольких ионов, к электроосаждению блестящих металлов и сплавов. При изложении процессов электрокристаллизации наряду с послойным ростом образовавшихся двумерных зародышей рассматривается спиральный рост, обусловленный дефектами кристаллической решетки, при которых ступень роста имеется лишь на части грани. При росте такая ступень не исчезает, дойдя до конца грани, как на идеальном кристалле, а все время поворачивается, образуя на грани новые слои. [c.5]

В первом — освещаются вопросы кинетики катодного и анодного процессов, особенности электрокристаллизации металлов и сплавов в компактной и порошкообразной форме. Во второй раздел вошли статьи, касающиеся вопросов выделения коллоидно-диспергированных гидроокисей, элементарных металлов и неметаллов в виде тонких пленок, образующихся на границе раздела фаз Ж—Г, Ж— Ж. Обсуждаются особенности химического осаждения на стекло зеркальных пленок кобальта, никеля и меди. В последних статьях этого раздела излагаются вопросы термодинамического анализа условий осаждения труднорастворимых сульфидов тиомочевиной из водных растворов как в виде осадков, так и в виде хорошо сформированных пленок на твердых подложках. [c.5]

Анодное окисление твердых металлов подчиняется тем же законам, что и электрокристаллизация. Легче всего оно протекает на ступеньках и винтовых дислокациях поверхности металла. Продукты окисления — либо ионы металла, переходящие в раствор, либо нерастворимые соединения, как правило, оксиды, которые остаются на поверхности электрода в виде пленок. Эти пленки (главным образом пористые пленки) часто не препятствуют дальнейшему окислению металла (хотя и влияют на скорость этого процесса). Иногда, однако, особенно в случае хрома, никеля, тантала, титана, алюминия и, при определенных условиях, железа, они образуют плотный осадок и пассивируют металл. Образующаяся оксидная пленка довольно часто представляет собой твердый электролит, характеризующийся [c.152]

Указанные особенности влияния адсорбционных пленок ионного типа сохраняются и при выделении металлов на твердых электродах, что было проверено нами на процессе электрокристаллизации олова. [c.293]

Характерной особенностью катодного осаждения твердых металлов является возникновение зародышей металлических кристаллов на поверхности электрода и их рост в результате разряда ионов—электрокристаллизация. Соотношение скоростей процессов возникновения кристаллических зародышей и их роста, зависящих от природы осаждаемого металла, состава электролита и режима электролиза, определяет структуру катодного отложения. [c.338]

Особенности образования трехмерных зародышей должны иметь наибольшее значение для кинетики фазового превращения в самом начале процесса возникновения новой фазы. Однако их роль может быть велика и в том случае, когда рост уже имеющихся зародышей практически невозможен и развитие фазы совершается через непрерывно повторяющийся процесс появления новых трехмерных зародышей. При электрокристаллизации этому отвечают или первые моменты электролиза, когда осаждение происходит на подкладке из другого металла, или же очень быстрое отравление поверхности образовавшихся зародышей, в результате чего прекращается их дальнейший рост. Однако при установившемся режиме электролиза несравненно большее значение имеют закономерности роста трехмерных [c.430]

Все эти особенности строения кристаллических тел должны учитываться при рассмотрении процессов формирования и развития кристаллических осадков в условиях электролиза, в частности, при процессах катодного осаждения металлов. Близость процессов электролитического выделения металлов и образования кристаллов из газообразной, жидкой или твердой фаз подчеркивается в названии электрокристаллизация, предложенном для их описания В. А. Кистяковским. [c.349]

Изучение электроэкстракции и рафинирования цветных металлов в хлоридных электролитах представляет значительный интерес в связи с рядом специфических особенностей, относящихся как к свойствам галоидных электролитов, так и непосредственно к электродным процессам. Весь этот комплекс вопросов целесообразно решать путем изучения электролиза каждого из металлов в отдельности, как, например, это сделано в фундаментальных исследованиях Федотьева [1], Агладзе [2], Стендера [3], Кочергина [4] и других. Вместе с тем влияние ионов хлора на электрокристаллизацию и анодное растворение металлов следует рассматривать и в более общем плане [5], исходя из представлений о кинетике электродных реакций. [c.380]

Электрокристаллизация платиновых металлов происходит со значительной катодной поляризацией и сопровождается выделением водорода, который частично сорбируется покрытием. По убывающей склонности к сорбции водорода эти металлы располагаются в следующий ряд палладий> иридий> родий> пла-тина> рутений> осмий. Чистый металлургический палладий может поглотить водород в объеме, в несколько сот раз превышающем его собственный. Палладию свойственна также высокая каталитическая активность, что является причиной использования его в процессах металлизации диэлектриков. С другой стороны, это свойство неблагоприятно сказывается при контакте палладия с органическими материалами, в том числе с нитроэмалями, перхлорвиниловой смолой, эпоксидными компаундами, клеем БФ, бакелитовым лаком, особенно в герметизированном объеме, что приводит к повышению его переходного электрического сопротивления. [c.184]

Наконец, третьей особенностью кристаллических тел является их способность зарождаться и расти из жидкой фазы под действием охлаждения или постоянного электрического тока. В последнем случае процесс, как известно, называется электрокристаллизацией и распространяется только на металлы и некоторые окислы металлов. [c.9]

При равномерном осаждении металла на противоположные стороны углублений происходит геометрическое выравнивание. На формирование микрорельефа поверхности электроосажден-ных металлов влияют также особенности процесса электрокристаллизации. Размеры, форма отдельных кристаллов, ступени роста и дислокационные искажения — все это в совокупности определяет так называемую кристаллическую шероховатость. [c.268]

Адсорбция поверхностно активных веществ как фактор, влияющий на кинетику электродных процессов, подробно рассматривалась в предыдущих главах. Здесь достаточно указать, что адсорбционный слой, тормозящий разряд металлических ионов, неминуемо должен тормозить и обратную реакцию ионизации, причем каждое поверхностно активное вещество должно по-разно.му влиять на электрокристаллизацию и анодное растворение металла. Такой вывод вполне естествен, поскольку сама адсорбция поверхноство активных веществ, а значит, и состояние адсорбционного слоя, как правило, зависят от потенциала ионного слоя. Поэтому влияние одного и того же вещества на процессы электрокристаллизации и растворения металлических ионов, особенно при больших поляризациях, может оказаться резко различным. Наиболее вероятно проявление подобных различий в тех случаях, когда равновесный потенциал электрода лежит вблизи его потенциала нулевого заряда. [c.391]

Электролитическое осаждение является довольно распространенным методом при изучении взаимной эпитаксии металлов. Методика электроосаждения ориентированных слоев по существу не отличается от технологии любого процесса электрокристаллизации. Условия электроосаждения металлов и теория протекающих при этом процессов описаны в монографиях [36—40] и в большом количестве оригинальных работ. Специально ориентированной электрокристаллизации посвящены обзоры Финча с сотрудниками [41] и Хозерселла [42]. Полезные сведения об экспериментальных особенностях этого метода ориентированной кристаллизации имеются в работах [43—48]. [c.21]

Как выяснено многочисленными исследованиями, процессы электроосаждения металлов на твердых металлических электродах являются одними из наиболее сложных электрохимических реакций. Они, как правило, протекают через несколько стадий, включающих процессы диффузии, адсорбции, химической реакции, разряда и кристаллизации участвующих в электрохимическом процессе частиц. Соотно-щение скоростей этих стадий определяет кинетику процесса как катодного осаждения, так и анодного растворения металла. Электроосаждение металлов из водных растворов также обычно сопровождается протеканием параллельной реакции выделения водорода, участием в реакции других частиц, находящихся в электролите, примесей ионов металлов, органических соединений, вводимых для регулирования качества осадков. В результате протекания реакции происходят изменения состава раствора у поверхности электрода и изменения состояния поверхности, что особенно сильно проявляется в первые моменты электролиза после включения тока. Несомненно, что все предшествующие электрокристаллизации металла стадии влияют на нее и, таким образом, определяют структуру, физико-механические и химические свойства электроосажденного металла. [c.4]