Электроосаждение металлов выравнивание

Одним из них является ток переменной полярности, который в последнее время все шире применяется не только для интенсификации процессов электроосаждения металлов, но также и для улучшения физико-механических свойств электролитических покрытий [389]. В случае применения реверсированного тока во время анодного периода у поверхности катода происходит выравнивание концентрации разряжающихся ионов. Однако уменьшение соотношения продолжительности катодного и анодного периодов понижает эффективность ускоряющего действия реверсированного тока. Поэтому для каждого металла необходимо подобрать оптимальное соотношение обоих периодов. [c.229]

Согласно мнению А. Ролла [16], действие ультразвукового поля на процесс электроосаждения металла сводится в основном к выравниванию концентраций в приэлектродном слое. Такая точка зрения основана на том, что в исследованных Роллом процессах (при низкой концентрации разряжающихся ионов в растворе и довольно высокой плотности тока) действие ультразвукового поля было аналогично действию интенсивного механического перемешивания раствора, хотя последнее менее эффективно, чем ультразвуковое поле. По мнению А. Ролла, выделяющиеся на катоде пузырьки водорода испытывают в ультразвуковом поле ускоряющий толчок, возникающий в результате отражения звуковой волны от поверхности раздела раствор—газ, т. е. от поверхности пузырька водорода. Вследствие этого поднятие пузырьков вдоль поверхности катода ускоряется, причем тем в большей степени, чем выше интенсивность ультразвукового поля. Поднимающиеся пузырьки захватывают жидкость и вызывают течение раствора вдоль поверхности катода, так что к последнему все время поступают свежие порции электролита. Действие ультразвукового поля усиливается по мере повышения [c.139]

Толщина покрытия деталей с внутренними вырезами (особенно, с глубокими отверстиями) не получится равномерной в процессе электроосаждения из-за ограничения рассеивающей способности электролита (см. гл. 3). Процесс электроосаждения можно улучшить за счет дополнительных вспомогательных анодов и анодов нужной формы для выравнивания распределения плотности тока на поверхности обрабатываемого изделия. Равномерности покрытия внутренней части изделия, имеющего углубление с небольшим отверстием, можно достигнуть в процессе электроосаждения при использовании расположенных внутри отверстия анодов. В этих случаях наилучшее качество покрытия обеспечивается методом погружения в расплавленный металл, но утолщение покрытия в углублениях может изменить форму детали, а отверстия малого диаметра могут быть закрыты металлом, используемым для нанесения покрытия. При напылении металла на изделия неправильной формы покрытие не проникнет внутрь узких отверстий. [c.127]

Рост кристаллической шероховатости обусловлен поликри-сталлической природой электролитических осадков и зависит от размера и формы зерен осадка. В свою очередь неравномерное микрораспределение скорости электроосаждения по катодной поверхности обусловлено структурной неоднородностью последней. Эффекты истинного положительного и отрицательного выравнивания соответственно тормозят и ускоряют рост кристаллической шероховатости. В тех случаях, когда создаются условия электрокристаллизации, при которых образуются мелкозернистые осадки, кристаллическая шероховатость обычно не играет существенной роли в формировании микрорельефа поверхности электроосажденных металлов и сплавов. Однако при нанесении гальванических покрытий на поверхность высокого класса чистоты (на зеркально блестящую основу) кристаллическая шероховатость определяет профиль поверхности электролитического осадка. [c.14]

Отрицательное выравнивание обычно бывает обусловлено диффузионными ограничениями скорости восстановления ионов металла. Диффузионный контроль становится преобладающим по мере того, как скорость электроосаждения приближается к предельной диффузионной плотности тока. Наоборот, при диффузионном контроле степени торможения электроосаждения металла каким-либо агентом (так называемым выравнивающим агентом) скорость электроосаждения на микровыступах меньше, чем в микроуглублениях, т. е. имеет место положительное истинное выравнивание. Большинство выравнивающих агентои представляют собой органические соединения, способные адсорбироваться на катоде и тормозить процесс электрохимического выделения металла. Наряду с этим адсорбированные частицы выравнивающего агента должны обязательно расходоваться в процессе электроосаждения. Конкретный механизм процессов, приводящих к расходу выравнивающего агента на катоде, ие имеет непосредственного отношения к его роли как выравнивающего агента. Однако скорость его расхода должна быть относительно велика и близка к предельной скорости его диффузии к катоду. Только при таком условии торможение процесса электроосаждения металла выравнивающим агентом будет неодинаковым на неравнодоступной поверхности, т. е. возникнет [c.15]

Распределение тока и металла на микропрофиле катода. Микрорельеф поверхности электроосажденного металла зависит от начальных микрогеометрических характеристик поверхности катода и от характера микрораспределения осаждаемого металла. Различают три основных типа микрораспределения металла, которые схематически показаны на рис. 3.14 равномерное, положительное истинное выравнивание и отрицательное выравнивание (антивыравнивание). При положительном выравнивании в микроуглублениях наблюдаются более высокие скорости осаждения, чем в микровыступах, при отрицательном выравнивании характер микрораспределения меняется на противоположный. [c.268]

Способность электролита снизить степень шероховатости на поверхности основного металла, т. е. его микрорассеивающая способность, является совершенно особым свойством, называемым выравниванием. Электролит с хорошими свойствами выравнивания создает осадок, который постепенно выравнивается на поверхности основного металла по мере увеличения толщины слоя покрытия. Считают, что разница в поляризации микропи-ков и микроуглублений на поверхности основного металла влияет на соотношение скоростей диффузии ионов и адсорбции на поверхности, локально изменяя скорость электроосаждения. Свойства выравнивания обычно контролируются введением специальных добавок в электролитическую ванну, представляющих собой органические соединения (например, кумарин в растворе для нанесения никелевого покрытия). Способность к микровыравниванию и рассеиванию часто сочетается в одном растворе, но это никоим образом не обязательно. Например, у цинка хорошая рассеивающая способность, но плохая способность к выравниванию. [c.88]

Измерение стационарных потенциалов на вращающемся алехтрод вскрывает некоторые особенности механизма выравнивания, подтверждая роль диффузионных явлений при электроосаждении металлов из зыравни-вающих электролитов. [c.33]

Выравнивание или сглаживание поверхности в процессе электроосаждения металлов происходит в тех случаях, когда в углублениях толщина осажденного металла больше, чем на выступах. Это так называемая положительная выравнивающая способность (рис. 59). В тех случаях, когда в углублениях и на выступах толщина электроосажденного металла одинакова, то никакого сглаживания не происходит. В таких случаях говорят о нулевой выравнивающей способности. Наконец, может быть случай, когда на выступающих участках толщина осажденного металла больше, [c.148]

При адсорбции некоторых ПАВ на поликристаллическом электроде, так же как и на ртутном электроде, наблюдается эффект сильного торможения электроосаждения металла. Такие ПАВ изменяют условия кристаллизации металла, способствуя получению плотных мелкокристаллических осадков. Другая группа органических веществ, таких, как кумарин, хинолин, 1,4-бутиндкол, способствует выравниванию поверхности осадка. Их действие, по-видимому, обусловлено адсорбционно-диффузионным механизмом. Например, если поверхность металла имеет выступы и впадины (рис. 12.10), то при включении тока вначале происходит осаждение металла и восстановление или захватывание в осадок органического вещества по всей поверхности. Так как диффузия органического вещества в углубления затруднена, то его концентрация здесь понижается, что вызывает увеличение скорости осаждения металла. Скорость же осаждения металла на выступах ниже, ибо процесс сильно ингибируется непрерывно поступающим из объема раствора органическим веществом. [c.337]

Уменьшение шероховатости поверхности при электроосаждении металлов, называемое обычно выравниванием (сглаживанием), происходит в тех случаях, когда на выступах поверхности осаждается меньше металла, чем в углублопиях. Выравнивание было отмечено в литературе сравнительно давно — еще в 1935 г. [1]. Однако лишь в последние годы оно стало предметом серьезных исследований, выполненных главным образом в США. Ряд зарубежных фирм ужо эксплуатирует электролиты для меднения и никелирования, обладающие выравнивающими свойствами. Применение этих электролитов позтюляет значительно сократить работы на операциях шлифовки и полиропки и дает возможность нолностью авто--матизировать широко распространенный процесс защитно-декоративного хромирования с модно-никелевым подслоем. К сожалению, состав промышленных выравнивающих электролитов не опубликован. [c.259]

Для объяснения механизма действия выравнивающих добавок были предложены две основные гипотезы адсорбционная и диффузионная. В обоих случаях считается, что выравнивание поверхности осаждающимся металлом является следствием неодинакового торможения на микровыступах и в микроуглублениях. На микроБЫступах торможение процесса электроосаждения в присутствии выравнивающей добавки больше, чем в микроуглублениях. Однако это явление объясняется по-разному. По адсорбционной гипотезе оно является следствием повышенной адсор-бируемости молекул (ионов) добавки на микровыступах, по диффузионной — большей скоростью диффузии добавки к микровыступам. [c.352]

Геометрическое выравнивание — это уменьшение глубины микроуглублений в результате срастания их противоположных сторон (рис. 2.1). Геометрическое выравнивание имеет место, когда толщина осажденного слоя на дне углубления превысит радиус кривизны последнего. Поэтому геометрическое выравнивание практически не проявляется в тех случаях, когда отношение глубины микровпадин к их ширине много меньше единицы, т. е. на поверхностях с пологим микрорельефом, когда средняя толщина электроосажденного слоя металла невелика в сравнении с периодом (длиной волны) микропрофиля исходной поверхности (рис. 2.2). Нели же толщина покрытия превышает [c.13]

Если рост кристаллической шероховатости в процессе электроосаждения не играет существенной роли в формировании микрорельефа, то распределение толщины осажденного слоя металла или сплава по микропрофилю катодной поверхности определяется суммарным воздействием эффектов геометрического и истинного (положительного или отрицательного) выравнивания. При равномерном микрораспределении скорости осаждения толщина осадка одинакова во всех точках микропрофиля, если отсутствует геометрическое выравнивание. Наличие последнего при равномерном микрораспределении приводит к постепенному сглаживанию микрорельефа (толщина в микроуглублениях выше, чем на остальных участках). При положительном истинном выравнивании толщина слоя на микровыступах снижается, а в микроуглублениях возрастает. В результате этого сглаживание микрорельефа идет быстрее, чем при равномерном микрораспределении скорости осаждения. Небольшое отрицательное выравнивание и соответствующее относительное возрастание толщины слоя на мпкроиыстуиах может компенсироваться эффектом геометрического выравнивания микроуглублений. Если же наблюдается сильное антивыравнивание, то преобладает эффект ускоренного роста микровыступов первичных, [c.16]

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]

Эфирногидридный электролит — основной неводный электролит алюминирования промышленного масштаба. Исходный вариант его был предложен и разработан А. Бреннером [702, 282, 764, 767] под названием ИБС (национальное бюро стандартов США). Состав эфирногидридного электролита следующий хлорид алюминия (1—4М), гидрид лития (0,5—1,0 М) или смешанный литиевоалюминиевый гидрид (0,1 —0,4 М), абсолютированный диэтиловый эфир. Ванну на основе электролита НБС обычно герметизируют сухим азотом или аргоном, рабочая температура — комнатная. Электроосаждение проведено на самые различные подложки от активных металлов (уран) до инертных конструкционных материалов (стали, латуни, медь, серебро), аноды — алюминиевые. В интервале плотностей тока до 0,1—0,15 А/см с 90—100 %-ным выходом катодно осаждается мелкокристаллический плотный эластичный осадок алюминия, при этом могут быть получены гальвано-пластические слои до 2—5 мм. Осадок алюминия содержит лишь следы тяжелых металлов. Процесс электроосаждення включает приемы, обеспечивающие выравнивание поверхности покрытия проточный, равномерно омывающий рабочий электрод электролит медленное вращение катода непрерывное фильтрование электролита и др. При тщательной герметизации, строгом соблюдении условий электролиза и корректировки ванна может работать непрерывно в течение 18 месяцев. Основным недостатком ванны на основе НБС является высокая летучесть и легкая воспламеняемость. [c.149]

По мнению многих исследователей, образование блестящих осадков на катоде объясняется адсорбцией блескообразующих добавок и замедлением роста кристаллов в направлении, неблагоприятном для сглаживания поверхности. При определенных условиях в ходе роста кристаллов осадка происходит выравнивание микропрофиля поверхности. В присутствии специальных выравнивающих агентов, адсорбирующихся на катоде, наблюдается такое перераспределение тока на микрошероховатой поверхности, при котором осаждение металла на микровыступах тормозится в большей степени, чем в микровпадинах. Рис. 25 иллюстрирует эффект выравнивающего действия при электроосаждении. Выравнивающую способность можно оценить по отношению значений толщины осадка на различных участках микропрофиля 63/62 и 62/61. Чем больше отношение 63/62 и 62/61, тем лучше выравнивающая способность электролита. Непременным условием выравнивающего действия органических добавок является расход их в процессе электроосаждения путем включения в осадок, в ходе химического или электрохимического превращения и т. д. [c.121]

При нанесении некоторых видов функциональных или защитно-декоративных покрытий предъявляются строгие требования к микрогеометрии поверхности осаждаемого металла — необходима определенная степень сглаженности или, наоборот, шероховатости поверхности, т. е. определенный микрорельеф (микропрофиль). Микропрофиль — это совокупность отдельных элементов рельефа с размерами, не превышающими десятых долей миллиметра он зависит от начальных микрогеометрических параметров поверхности катода и от характера микрораспределения осаждаемого металла. Под термином микрораспределение обычно понимают распределение скорости электроосаждения на отдельных элементах рельефа— выступах и впадинах. Различают три типа микрораспределения металла равномерное, положительное истинное выравнивание и отрицательное выравнивание (антивыравнивание). При положительном выравнивании в микроуглублениях наблюдаются более высокие скорости осаждения, чем на микровыступах, при отрицательном выравнивании характер микрораспределения меняется на противоположный. [c.128]

Большой раздел посвяшен факторам, влияющим на равномерность распределения тока и металла на катодной поверхности, кроющей способности, мгкро- и микрорассеивающей способности, сов-ременньш методам их измерения. Особого внимания заслуживает материал, посвященный выравниванию поверхности в процессе электроосаждения. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология