Стадии процесса электрокристаллизации металла.
Процесс эл.крист.мет. – наиболее сложный тип
электро-химических реакций. Он связан с образованием новой фазы на поверхности электрода. Основные стадии:
- диффузия ионов Ме к поверхности электрода(движение их из ионраствора на поверхн Ме)
- химические реакции в Обьеме раствора или на поверхности электрода
- стадия переноса электрона.
Помимо этих стадий непосредственно сам процесс электро-кристализации включает стадии образования и роста зародышей с последующим образованием поликристаллического осадка. Перенос иона на подложку является стадией, предшествующей встраиванию атома в кристаллическую решетку металла основы. Металлом основы может являться либо другой металл, либо осажденный металл.
Виды электрокристаллизации
Металлов.
На процесс образования зародышей сильное влияние оказывают:
-природа и кристаллическое состояние металла основы.
-состав электролита
-режим электролиза
Практическое осаждение металлов обычно происходит на металле основе отлич-мся от осаждаемого Ме.
Практическое осаждение металлов может протекать без образования зародышей, с образованием дву и трёхмерных зародышей. Кристаллизация без образования зародышей протекает на кристаллической
решетке, имеющей дефекты.Образование дву мерных зародышей в основном протекает на металлах основах той же природы, что и осаждаемый Ме. 3-х мерные зародыши
|
|
|
всегда образуются на инородных металлах- основах и пассивных одноименных мет.основах.
Зависимость числа зародышей и их распределения от внешних условий
При образовании зародышей на поверхности металла основы, большую роль играют процессы массопереноса ионов в электролите и изменение распределения электрического поля. В результате зародыши распределяются на поверхности на определенном расстоянии друг от друга. При достаточно высоких перенапряжениях расстояние между зародышами приближаются к их радиусу.Кол-во так же Зависит от концентрации заряженных ионов. При пониженной концентрации скорость образования зародышей уменьшается, общее число кристаллов увеличивается.
На металах основах, имеющих значительное число дефектов кристаллической решетки:границы зёрен, дислокация, трещины и мех.повреждения. на поверхности имеются чужеродные атомы, вакансии и т.п. Все это оказывает существенное влияние на распределение зародышей на поверхности и на их число. Однако, и в этом
случае снижение концентрации электролита, повышение плотности тока, введение ПАВ, как правило, вызывает увеличение числа зародышей и соответственно измельчение структуры осадка.
|
|
|
13. Последовательность формирования осадков.
В большинстве случаев на металле основе происходит формирование большинства зародышей. Из них путем монокристаллического роста образуется зерно, являющееся одиночным кристаллом. Размер, форма и распределение зёрен поликристаллических осадков сильно зависит от: плотности тока, природы выделяющегося металла, кристаллической структуры выделяющегося металла, структуры металла основы, концентрации и состава электролита, наличия добавок и примесей.
На реальных металлах рост зародышей зависит от множества факторов. Это приводит к образованию различных видов монокристаллов, которые могут обладать сами по себе могут обладать несовершенствами структуры.
Вначале рост микрокристаллов происходит раздельно. Между кристаллами имеются "дворики", где осаждение
металла не происходит, поэтому первичные слои осаждаемого металла являются довольно пористыми, затем кристаллы сливаются, образуя границы зерен. На этих границах могут концентрироваться примеси из электролитов, а так же молекулы и ионы из раствора.
В момент слияния, кристаллы, не достигшие минимального кристаллического размера, прекращают
свой рост. В результате, при увлечении толщины осадка,
|
|
|
число растущих зерен уменьшается и возрастает их размер.
При слиянии кристаллы могут оказывать давление друг на
друга- это давление вызывает возникновения внутренних
напряжений и возникновения искажения кристаллической решетки. При электро-осаждении образуются неравновесные структуры. Они с течением времени, как и в процессе электролиза релаксируются и к окончанию процесса приходят к равновесному состоянию. Это может приводитьк дальнейшему изменению структуры и величины, а так же знака внутренних напряжений.
Состав электролита, режим электролиза, природа подложки, наличие примесей, способ предварительной обработки обуславливает различие в образовании зародышей, их росте. Следствием является многообразие форм кристаллизации.
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 252; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!