Микроструктура электроосаждённых
Металлов.
Кристаллическая структура электроосажденных покрытий металла, как правило, соответствует структуре металлов, полученных металлургическим способом. Различие в кристаллической структуре определяется их физико-мех.св-ми. Однако, для одного и того же металла, для к-го общая кристаллическая структура одна и та же, св-ва буду определятся его внутренней структурой, т.е.микроструктурой.
Внутренняя структура и состав электроосаждаемых металлов неоднородны, т.к. металлы состоят из зерен, прилегающих друг к другу кристаллов. Наиболее характерной особенностью структуры является наличие
границ, разделяющих зерна в металле.
Структура и ф-мех.св-ва металлов изменяются в зависимости от многочисленных условий электроосаждения:
-состав электролита, присутствие в нем органически и
неорганических составляющих.
-температура
-рН
-плотность тока, потенциал электрода.
Все это оказывает влияние на р-р, форму, и ориентацию зерен в ме. Несмотря на наличие в осажденном ме большого числа дефектов (внедренных атомов, вокансий, пор, пустот, дислокаций) определяющее влияние на его физ=мех св-ва оказывают именно границы зерен.
Размер зерна в электроосажденном ме в завис от природы ме может меняться в широких пределах.
Наиболее мелкой кристаллической структурой обладают металлы, выделяющиеся из раствора с высоким перенапряжением. При осаждении одного и того же металла из разных электролитов в целом, так же наблюдается уменьшение размера зерен с ростом поляризации напряжений.
|
|
|
Текстура электроосаждённых металлов.
В следствии быстрого роста определенных граней кристаллов в структуре может возникнуть предпочтительная ориентация зерен по отношению к плоскости подложки.
Такую предпочтительную ориентацию зерен по отношению к плоскости или определенную кристалло-графическую решетку называют текстурой.
Текстура электро осажд.мет.зависит от многих факторов и зачастую плохо воспроизводится.
Основные факторы:состав электролита, режим электролиза, наличие в электролите органических и неорганических добавок, материал и структура металла основы, толщина осадка, температура электролиза, наличие или отсутсвие перемешивания электролита, форма тока, наложение магнитного и ультразвукового поля и т.д.
Эти же факторы определяют нетолько вид структуры, но и степень её совершенства. Текстура определяет не только ф-мех.св-ва осадков, но и является причиной её анизотропии(неравномерность материала в различ. направлениях).
Например, прочность на разрыв и микротвердость текстурированных электролит.осадков могут изменяться на 20-30% по сравнению с нетекстурированным.
|
|
|
Так же существует определенная связь между изменением напряжений, блеском осадков и текстурой.
Внутренние напряжения в ме осадках.
Под внутренними напряжениями понимают силы, стремящиеся растянуть или сжать осадок металла. При возникновении напряжений сжатия осадок может вспучится, отделяясь от основы. При напряженийрастяжения, превышающем предел прочности металлический осадок растрескивается и так же отслаивается от основы.
Внутренние напряжения определяются большим числом
факторов, величина и знак внутреннего напряжения зависит от площади межзеренных границ,т.е. от: размер зерна, природа металла основы (в основном от твердости
и способе пластической деформации) и его предварительной обработки, состава раствора, определяющего включения в осадок посторонних частиц (ионов, молекул, Пав и т.п.)
С увеличением толщины осадка внутренние напряжения
уменьшаются, за исключением толщины 2-5 мкм, где они возрастают с ростом толщины осадка. Однако, в процессе роста могут происходить изменения знака внутренних напряжений. Для многих металлов, особенно для Zn,Cd(кадмия), Wi(висмута),Pb(свинца), олова характерно очень быстрое снижение величины внутреннего напряжения после электролиза в результате протекания после кристаллизационных процессов.
|
|
|
Для серебра и золота эти процессы более длительны, достигают более 10 суток. Послекристаллизационные процессы ускоряются при увеличенных температурах, поэтому отжиг снимает внутренние напряжения. Изменение внутренних напряжений можно объяснить суперпозицией(наложением) напряжения и сжатия.
Электроосаждение сплавов
В настоящее время разработано большое количество
электролитов для осаждения бинарных и 3-х сплавов.
Серебро и золото может осаждаться с десятками различных компонентов. Технологическое проведение сплавов очень сложно, следовательно, на практике используется осаждение только тех сплавов, которые имеют неоспоримые преимущества перед чистыми металлами. Осаждение сплавов проводят из электролитов,
содержащих ионы других металлов.
Остальные компоненты электролита служат для: обеспечения электропроводности,поддержания заданного
рН электролиза, регулирование качества осадка добавлением органических веществ (это вещества такие же как и 1 компонентном электролите).
Для осаждения сплавов в широком диапазоне составов
|
|
|
стремятся сблизить потенциалы выделения ионов металлов. Это достигается:
-изменением соотношения концентрации ионов металлов,
осаждаемых в сплав
-введением в раствор комплексообразователей
-изменение рН и температ.
-перемешивание раствора.
Необходимо учесть, что при этом обычно происходит и изменение скорости параллельной реакции выделения водорода. Т.о. любое изменение состава электролита и режима электролиза приводит к изменению состава сплава ,следовательно, как возможность осаждения сплава из заданного электролита, так и его состав трудно прогнозировать. Только экспериментальный путь. Ф-мех.св-ва сплавов существенно отличаются от св-в составляющих их чистых металлов и металлургических сплавов.
Это связано с их структурой. Электролит.сплавы обычно находятся в термадинамически неустойчивом состоянии, следовательно, их фазовая структура и св-ва изменяются после нагрева.
Большое число дефектов в структуре сплавов приводят к повышенной микротвердости по сравнению с металлургическим сплавом.
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 184; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!