Электроосаждение механизм

Электрохимические преобразователи информации различаются по своему функциональному назначению и по механизму работы, т. е. по принципам, которые положены в основу их действия. По последнему признаку выделяют три основных типа электрохимических преобразователей 1) преобразователи, основанные на закономерностях диффузионных процессов в обратимых окислительно-восстановительных системах (иногда эти преобразователи называют концентрационными или жидкофазными) 2) преобразователи, использующие закономерности обратимых и необратимых фазовых переходов на электродах (электроосаждение и растворение металлов, выделение газов, образование и восстановление окислов, осаждение нерастворимых солей, явления пассивации и растворения металлов и др.) 3) преобразователи, основанные на электрокинетических явлениях (электроосмос, потенциалы течения и др.). [c.216]

Влияние поверхностно-активных веществ. Большое влияние на структуру электролитических осадков оказывают органические вещества и некоторые анионы, обладающие поверхностно-активными свойствами. В зависимости от природы и концентрации этих веществ осадки на катоде получаются мелкозернистыми, плотными, гладкими и блестящими или, наоборот, губчатыми — порошкообразными. В большинстве случаев изменение структуры осадков в присутствии органических веществ сопровождается повыщением катодной поляризации и замедлением процесса электроосаждения металлов. Механизм такого влияния органических добавок различен в зависимости от природы добавляемого вещества, состава и свойств электролита. [c.345]

Механизм электроосаждения металлов группы железа. Катодный процесс. Никель, кобальт и железо близки по электрохимическим свойствам. Катодное осаждение и анодное растворение сопровождаются значительной поляризацией. Скорость катодного осаждения этих металлов лимитирует стадия разряда ионов. [c.133]

В связи с влиянием водорода на кинетику электроосаждеиия металлов важно выяснить причины, которые приводят к различному содержанию водорода в разных металлах и, следовательно, изменяют величину его тормозящего действия при переходе от одного металла к другому. Оказалось, что н общем случае нет прямой зависимости между долей общего тока, расходуемой на выделение водорода, и его содержанием в металле. Так, например, при электроосаждении цинка выход по току водорода обычно больше, чем в случае железа тем не менее содержание водорода в нем всегда меньше и перенапряжение при его выделении ниже. Расположение металлов в порядке увеличения перенапряжения при их выделении примерно соответствует их расположению по степени уменьшения водородного перенапряжения. Однако большее значение должна иметь не величина перенапряжения водорода, а механизм его выделения на данном металле (Л. И. Антропов, 1952). Включение водорода в осадок металла тем вероятнее, чем медленнее протекает удаление адсорбированных водородных атомов с поверхности металла. Наибольшие количества водорода обнаруживаются поэтому в катодных осадках металлов группы железа, где стадия рекомбинации водородных атомов протекает медленно. [c.468]

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

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

Механизм электроосаждения металла в присутствии второй фазы заключается в том, что при перемешивании электролита [c.271]

К электрохимическому методу обработки изделий часто прибегают тогда, когда никакими другими методами изготовить или исправить эти изделия нельзя. Решение поставленных задач требует глубокого изучения процессов электролиза с использованием современных методов исследования. Достигнутые за последние годы успехи в области изучения механизма электродных процессов дали возможность не только установить основные закономерности электроосаждения металлов, но и более правильно и обоснованно подойти к разработке технологических процессов покрытия изделий. [c.333]

Несмотря на многочисленные работы, посвященные роли поверхностно активных веществ при электроосаждении металлов механизм действия их при электролитическом осаждении цинка остается не совсем ясным. [c.453]

Электроосаждение металлов в присутствии определенных органических веществ, называемых выравнивающими агентами, обеспечивает заполнение рисок, царапин и впадин на поверхности металла и получение гладких осадков. В качестве выравнивающих агентов используют кумарин, хинолин, 2,2-дипиридил и другие органические вещества. Большинство выравнивающих агентов является одновременно и блескообразователями. Блеск осадка существенно улучшается, если в раствор вместе с выравнивающим агентом добавляют специальные органические вещества — блескообразователи (п-толуол-сульфамид, сульфонаты ароматических эфиров и др.). Предполагается, что выравнивающие и блескообразующие добавки адсорбируются преимущественно на различных выступах поверхности и препятствуют осаждению металла на них, тогда как в углублениях плотность тока соответственно повышается. Преимущественная адсорбция органических веществ на выступах связана прежде всего с тем, что условия диффузии органических молекул к выступающим участкам поверхности оказываются более благоприятными. Механизм блескообразо-вания изучался в работах Н. Т. Кудрявцева, К. М. Горбуновой, Ю. Ю. Матулиса, С. С. Кругликова и др. [c.391]

Большое внимание уделено методике электрохимических намерений и использованию их в физико-химических и электрохимических исследованиях. Обсуждаются условия появления и строение двойного электрического слоя. Рассмотрены адсорбция органических соединений на электродах, механизм электроосаждения и ионизации металлов, явление пассивности и коррозии, особенности процессов окисления и восстановления с выделением газообраз ных веществ на электродах. Специально обсуждаются вопросы применения электрохимической теории к решению некоторых современных проблем технической электрохимии. [c.2]

Для совершенствования и создания новых энерго- и ресурсосберегающих, высокопроизводительных, малоотходных и экологически приемлемых электрохимических технологий наиболее перспективны электролиты-коллоиды. Однако механизм анодных и катодных процессов в них изучен недостаточно. В связи со сложностью процессов и многочисленностью факторов, влияющих на их скорости и механизмы, были использованы методы математического моделирования. Разработаны математические модели массопереноса компонентов в диффузионном слое электрода в электролитах-коллоидах для процессов анодного растворения и электроосаждения цветных металлов. Для описания процесса транспортировки ионов в диффузионном слое использованы уравнения Нернста-Планка, химического равновесия и электронейтральности. Величина потока электрофореза коллоидов вычислена из уравнения Смолуховского. Граничные условия рассчитывали, решая систему уравнений, включающую уравнения материального баланса и химического равновесия. На основании выявленных закономерностей в электролитах-моделях с известными концентрациями компонентов и результатов расчета состава диффузионного слоя показано, что механизм увеличения предельных скоростей анодного растворения и электроосаждения металлов в электролитах-коллоидах обусловлен преимущественно электрофоретическим переносом присутствующих в растворе или образующихся в диффузионном слое вследствие вторичных реакций коллоидных соединений металлов. Определены оптимальные условия реализации процессов. [c.63]

Механизм действия выравнивающих агентов в настоящее время довольно хорошо изучен. Все выравнивающие агенты являются ингибиторами катодного процесса и расходуются на катоде во время электроосаждения металла. В условиях, когда электролит проявляет положительные выравнивающие свойства, скорость расхода выравнивающих агентов определяется диффузией, что было доказано для многих соединений путем измерения скорости их расходования на вращающемся дисковом или цилиндрическом катоде. [c.269]

Большое внимание уделяется процессу электроосаждения железа с целью восстановления изношенных частей машин и механизмов. [c.307]

Выяснение механизма электроосаждения хрома из его шестивалентных соединений представляет собой одну из сложнейших задач электрохимии. [c.314]

Понимание механизма превращения химической энергии в электрическую важно для конструирования электрических батарей и топливных элементов, для изучения процессов электроосаждения, коррозии, для получения чистых металлов (например, производство алюминия) и электрохимических методов анализа. Настоящая глава посвящена термодинамике таких процессов. [c.182]

При электроосаждении никеля сульфосоединения подвергаются превращениям с образованием новых соединений, о механизме влияния которых существует несколько точек зрения [4, 47, 48]. Одни исследователи считают, что эти превращения происходят по схеме К — ЗОзН Н — 8Н ЕН + N 8. Промежуточный продукт (меркаптан) адсорбируется на катоде и влияет на катодный процесс никелирования. В соответствии с другой концепцией на поверхности катода происходит десульфирование сульфосоединений с образованием сульфита, который затем восстанавливается до иона сульфида по схеме Н — ЗОзН НН + + 50 "ЗгО N 5. Обе схемы предполагают одинаковые конечные продукты и различаются промежуточными стадиями. [c.100]

На электроосаждение металлов значительное влияние оказывают поверхностно-активные вещества, улучшающие качество покрытий. Для исследования механизма включения добавок поверхностно-активных веществ в электролитические осадки необходимо определить долю участия этих веществ в процессе электролиза. Для изучения этого вопроса удобно использовать радиоактивные индикаторы., [c.216]

Однако уже давно было замечено, что скорость электроосаждения, а также электрорастворения металлов группы железа зависит от pH раствора и присутствия в нем примесей. Р. X. Бурштейн, Б. Н. Кабанов и А. Н. Фрумкин (1947) высказали предположение о непосредственном участии ионов 0Н в кинетике этих процессов. По их мнению, ионы 0Н играют роль своеобразных катализаторов. Механизм реакций катодного осаждения и анодного растворения железа, кобальта и никеля с образованием промежуточных частиц типа РеОН, РеОН+ или Ре-Ре0Н+ рассматривался затем Хейслером, Бокрисом, Фишером и Лоренцом и многими другими авторами. Было предложено несколько схем, объясняющих такие экспериментальные данные, как характер зависимости скорости реакции от pH, небольшой наклон тгфелевской прямой в чистых растворах серной кислоты, его повыщение при переходе к растворам соляной кислоты и при введении добавок поверхностно-активных веществ и т. д. В качестве иллюстрации можно привести схему Бокриса [c.473]

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]

Механизм электролитической диссоциации, т. е. природа ионов, образующихся в системе электролит — растворитель и участвующих в переносе тока, стал предметом исследований лишь в последнее десятилетие. Причины несколько запоздалого обращения к столь важной проблеме заключаются, по-видимому, в том, что природа ионов, образующихся при электролитической диссоциации в водных растворах, часто представлялась априорно очевидной, и эта очевидность механически переносилась на неводные растворы. Углубленное изучение схемы возникновения электролитного раствора, в частности термодинамические исследования, показало, что даже в водных растворах установление чисел гидратации, границ ближней и дальней сольватации имеет решающее значение для полного описания электролитного раствора. В неводных же средах, где, в отличие от большинства водных растворов, в системе электролит — растворитель присутствует намного больше равновесных форм (см. схему (1—14)), определение природы и состава ионов имеет первостепенное значение для понимания процессов, происходящих в системе. Очевидно также и прикладное значение проблемы природы ионов в неводных растворах вряд ли процесс электроосаждення металлов из неводных растворов можно эффективно осуществлять, если не известна эта важнейшая характеристика системы. [c.57]

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]

Натансон Э. М. Коллоидные металлы. Киев, Изд. АН УССР, (1959. Полукаров Ю. М., Горбунова К. М. Некоторые вопросы механизма электроосаждения сплава. Сб. трудов по заш,итно-декоративным покрытиям. Машгиз, 1956. [c.388]

Отличие механизма и кинетики разряда простых и комплексных ионов должно существенно отразиться на характере действия ПАВ, добавляемых при электроосаждении металлов. Все же принципиально возможно использовать органические добавки при электроосаждепии и ионизации ряда металлов и из комплексных электролитов. При этом во всех случаях степень торможения зависит от относительного расположения рабочих потенциалов фг и потенциала нулевого заряда металлического электрода ф . [c.522]

Кафедра физической и коллоидной химии, зав. кафедрой докт. хим. наук, проф. О. К. Кудра научное направление — физикохимическое исследование растворов и электродных процессов. Проф. О. К. Кудрой с сотрудниками разрабатываются теория и методы электролитического получения металлических порошков и методы электроосаждения различных металлов и сплавов из комплексных электролитов. При кафедре работает исследовательская лаборатория радиохимии под руководством проф. Ю. Я. Фиалкова, успешно решающая серьезные проблемы физико-химического анализа изучение механизмов электролитической диссоциации и переноса тока в растворах, разработка методов количественного физико-химического анализа жидких систем и др. Часть этих исследований обобщена в монографии Ю. Я- Фиалкова Двойные жидкие системы . [c.121]

В начальный период этого цикла исследований основное внимание было обращено на выяснение роли адсорбции в процессах ингибирования. На основании концепции приведенной шкалы потенциалов было показано, что при коррозии металлов ингибирующее действие органических веществ меняется симбатно с их поверхностной активностью на ртути, если все эти измерения проведены при одинаковых ф-потенциа-лах, т. е. при одинаковых зарядах поверхности металла. Этим был доказан адсорбционный механизм действия большинства органических ингибиторов и внесен рациональный элемент в поиски вероятных ингибиторов. Было введено понятие о специфической адсорбции I и II родов. Специфическая адсорбция I рода определяется природой адсорбирующихся частиц природа металла здесь проявляется главным образом через его нулевую точку. Это позволило на основании адсорбционных измерений, проведенных на одном металле, предвидеть адсорбционное поведение того же вещества на других металлах. Так, в частности, оказалось возможным, используя приведенную шкалу, оценивать области потенциалов, внутри которых на данном металле следует ожидать адсорбцию и влияние органических веществ на коррозионные и другие электрохимические процессы. Подобный же подход был впоследствии плодотворно использован и в работах Лошкарева по электроосаждению металлов. Недавно в работах московских и тартусских электрохимиков были получены результаты, дающие экспериментальное качественное подтверждение этой концепции. Следует, однако, подчеркнуть, что она оправдывается для оиределенной, хотя и широкой группы ингибиторов (азотсо- [c.135]

Э.- уникальный метод для изучения механизма зарождения и роста кристаллов, т. к. позволяет изменять пересыщение в широких интервалах и по любой профамме. Э.- основа многих электрохим. технологий, в т. ч. электролиза, гальванотехники. Осаждение металлов из разбавленных р-ров в условиях роста децдритов испо Азуют для получения порошков Си, Ni, Fe и др. (см. также Электроосаждение). [c.431]

В общем, процессы электроосаждения не отличаются от процессов кристаллизации вещества из объема раствора. Различие состоит в том, что при химическом осаждении движущей силой процесса является пересыщение раствора, а при электрокристаллизации - перенапряжение. Для того, чтобы началось образование осадка на электроде, прежде всего необходимо образрвание зародышей, т.е. некоторого скопления атомов осаждаемого элемента, имеющего определенный критический размер. После образования слоя осадка зародыши исчезают, и для роста другого слоя должны появиться новые зародыши. Образование осадка по механизму поверхностного образования зародышей происходит при относительно больших величинах перенапряжения. Однако рост пленки осадка может происходить и при небольшом перенапряжении. В этом случае для объяснения ее образования было высказано предположение о спиральном росте кристаллов осадка на поверхности элек- [c.425]

В гл. 2 и 3 приведено обобщение существующих взглядов на электрохимию железа. Следует отметить, что авторы не ставили целью поиск конечной истины. Хотя они в определенной мере как исследователи,тяготеют к позиции механизма выделения железа, рассматриваемого при низких температурах с точки зрения теории замедленного разряда, и не могут не разделять взглядов А.Т.Баграмяна и других авторов на механизм электроосаждения металлов группы железа как процесс, затруднения которого обусловлены адсорбцией чужеродных частиц на поверхности электрода. Рассмотрены анодные процессы, которым до настоящего времени уделялось необоснованно мало внимания и которые в ряде случаев способны радикально влиять на ход злектрохшлических реакций в электролизерах с неразделенным анодно-катодным пространством. [c.5]

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

Особенностью электроосаждения металлов как любого сложного олек-трохимичеокого процесса является стадийный механизм разряда, когда переход И9 начального (ионы ш растворе) в конечное (металлическое) оостояние осуществляатся через ряд последовательных однозлектронных) влентрохймическиу актов. [c.55]

С. Лайонйо [69] развил представление о том, что ионы в растворах могут образовывать комплексы за счет координационных связей осуществляемых с помощью электронов внешних и внутренних энергетичес-уровней. Пытаясь найти корреляции между электронной структурой комплексов и механизмом электроосаждения металлов, он приходит к выводу, что выделение металлов происходит в основном иэ внешнеорбитальг комплексов. Так, железо легко осаждается иэ гидратированных ио- 81 которые можно рассматривать как внешние орбитальные комплексы, зряды внутриорбитальных соединений, к которым можно отнести вос- [c.57]

При электроосаждении железа впервые было обращено внималие на вторичные процессы, т.е. на образование щелочных соединений и гидроокисей в приэлектродных слоях [210, 213], которые находятся в кол лоидном состоянии, и при их адсорбции на поверхности катода эначительно меняются физико-механические свойства получаемых осадков. Од нако экспериментальные факты по изменению физико-механических свойс покрытий, полученных в разных условиях электролиза, не могут быть однозначным доказательством влияния на них образующихся в прикатодном слое гидроокисей, тан как подобное действие могут оказывать еле да органических примесей или включение молекул воды. Аналогичный вывод о связи особенностей механизма злектроосаждения со вторичными процессами был сделан и для никеля [214]. Обстоятельное исследование причин, влияющих на величину перенапряжения железа, было проведено- в Институте химии и химической технологии АН ЛитССР [215 - 226 [c.62]

Конечно, и второй подход не раскрывает детального механизма процессов химической металлизации. Некоторые из них, такие, как меднение, никелирование, кобаль-тирование, серебрение и золочение, удалось объяснить участием электрохимических реакций, но в других случаях, исходя только из электрохимических соображений, этого сделать не удается. Имеются случаи, когда, например, катодный процесс электроосаждения металла значительно ускоряется небольшими добавками восстановителя, которые, казалось бы, не должны вообще как-то влиять на электровосстановление металла. И наоборот, небольшие добавки ионов металла ускоряют анодное окисление восстановителя, проявляя каталитические свойства. Все это указывает, что наряду с электрохимическими реакциями протекают и чисто химические с непосредственным переносом электрона от восстановителя к окислителю (иону металла) и с образованием промежуточных продуктов, оказывающих значительное влияние на электрохилшческие реакции. Так что при изучении процессов химической металлизации нужно иметь в виду обе возможности (рис. 8). Кроме того, возможен и внутрикомплексный перенес электрона в комплексном соединении иона металла с восстановителем при адсорбции его на поверхности металла. Существование таких комплексных соединений установлено. Однако еще нет прямых доказательств, что каталитический процесс восстановления ионов металла протекает при участии именно этих координированных в комплексное соединение молекул восстановителя. Но при восстановлении ионов металла в [c.33]

В общем случае кинетика восстановления ионов металла, образующих твердые растворы (Fe - Ni,Fe- o), может бьгаь описана теорией замедленного разряда [468], В случаях раздельного и совместного восстановления катионов металла концентрация каждого вида ионов в двойном слое неодинаковая. В первом случае она больше, следовательно, и скорость восстановления их больше. Различна также степень гидратации катионов, что также приводит к изменению скорости разряда ионов от потенциала злектрода. Электроосаждение сплава Fp-Ni является одним из примеров совместного разр.яда ионов в условиях сопряженной систем. При одинаковой концентрации в растворе солей разряжающихся ионов (I и.) разряд катионов никеля проходит при более отрицательном потенциале, чем из раствора без железа, и, наоборот, разряд железа при совместном восстановлении проходит с большей скоростью.Механизм процесса совместного разряда ионов метмлов группы железа остается до конца не выясненным, в связи с одновременным восстановлением ИОНОЙ водорода. Так, увеличение скорости разряда ионов железа при совместном восстановлении с никелем объясняется меньшим наводо- [c.166]

Электроосаждение цинка и кадмия свидетельствует о большом значении явлений адсорбции при электровосстановлении переходных металлов [681, 684, 925, 73, 924, 82, 1175, 680, 470, 957, 1070, 131]. Адсорбции на электроде подвергаются частицы, которые включают катион восстанавливающегося металла, молекулы растворителя, ионы фонового электролита, изменяя часто не только параметры процесса, но и механизм. Сопоставление данных различных авторов позволяет утверждать [73], что в неводных растворах соблюдается основное правило, характерное для адсорбции на ртутном катоде в водных растворах адсорбционная способность катионов возрастает по мере увеличения их радиусов, а органические катионы проявляют ббльшую адсорбционную способность, чем неорганические. Особенно велика роль адсорбции молекул растворителя на твердых электродах [681, 684, 73,680]. [c.86]

Учебное пособие предназначено для студентов по специальности Технология электрохимических производств . В нем обобщены результаты как теоретических, так и практических исследований по электроосаждению металлов из неводных растворов, проведенных, в основном, в последние годы в связи с появлением ряда новых апротонных растворителей. Рассмотрены экспериментальные данные по механизму разряда. металлов из неводиых растворов, приведены составы электролитов и условия осаждения металлов, в том числе и тех, которые не удается выделить путе.м электролиза из водных растворов. Этот вопрос еще не нашел своего отражения в монографиях, а также в учебниках и учебных пособиях по теоретической и прикладной электрохимии. [c.2]

Метод хронопотенциометрии позволяет получать информацию о механизме влияния поверхностно-активных веществ (ПАВ), не участвующих в электродном процессе, на электроосаждение и анрдное растворение металлов. При наличии в растворе поверхност-но-активных веществ характер ф — /-кривых существенно изменяется. Например, в присутствии тетрабутиламмония и бёнзоилпиперидина на катодных ф — /-кривых осаждения кадмия из сульфатных и перхло-ратных электролитов обнаружено скачкообразное смещение потенциала в отрицательную сторону [315] (рис. 6-1 т) — перенапряжение, т] ф). Для электролита, содержащего тетрабутиламмоний, величина скачка потенциала достигает 0,6 В. [c.167]

В прошлом применение комплексантов и органических добавок в основном было эмпирическим. По мере накопления данных о механизме электродных реакций у нас появляется возможность разработки методов электроосаждения на более научной основе. Пока же не стоит вводить какие-либо произвольные изменения в суш.ествуюшие методы электроосаждения, относительно которых известно, что они лают вполне удовлетворительные результаты. [c.346]